全自动标志划线仪

文/栾玉静

1 绪论

随着我国经济的高速发展，公路增长极为迅速，由此，公路车道的划线工作十分繁重。目前，国内普遍采用人工划线，工作速度慢，劳动强度大，难以满足当前形势发展的需要。国外的智能划线机解决了手推式划线机带来的诸多不便，提高了工作效率，但是成本高昂，依赖进口，难以大面积推广。所以，新型地标划线机是高等级公路养护机械中急需开发的产品之一。针对这些不足，本课题设计一种全自动地标描绘车，通过增加控制系统，实现减少人工，远程操作，远程监控，将自动化和低成本统一起来，实现描绘车的升级。

普通型道路的划线，原料来源充足，且售价低廉，使用和运输方便，对划线机的功能要求相对简单，因此在国内公路养护特别是城市道路养护中占主要地位。随着我国经济的高速发展，公路增长极为迅速。划线机广泛应用于道路、停车场，在道路的养护过程中也用于在旧标线上划新标线。因此，公路车道的划线工作十分繁重。

优点：结构简单，操作方便灵活，生产成本很低，价格便宜，拥有很大的市场基础。

缺点：需要三个左右工作人员现场操作，不可实现远程的监控。只能满足基本的划线需求，没有动力系统，依靠人力，浪费人力资源。

已经有智能划线机，功能比较齐全，能在较大规模作业中完成任务，价格方面比较昂贵，仍需要人工现场操作。

优点：造型优美，很强的设计感，体现了很好的现代特征，功能强大。

缺点：管线较多，整体造型复杂，成本很高，价格昂贵，仍需要人工现场操作。

2 全自动标志划线仪总体框架设计

全自动地标描绘车，其控制系统主要有主控制模块、下料控制模块和远程监控控制模块组成。主控制模块以Arduino2560控制板为核心，启动全自动地标描绘车，水位传感器检测料罐中料是否足够。如料不够时发出警报（红灯亮），提醒装料。如料足够（绿灯亮），启动移动终端，通过Arduino2560控制系统控制描绘车运行（DC+5V电机驱动描绘车运行）寻找施工地点。在此过程中采用寻迹触头实现自动寻路，超声波避障器实现避障功能。下料控制模块主要由语音模块构成，实现了现场操作的无人化。系统运行后可启动寻迹自动划线模式，在此模式下，可通过移动终端随时监控描绘车工作状态及划线情况。此外，传感器实时监测料罐，如有缺料情况，描绘车报警并停止工作（黄灯亮）。描绘车完成工作后通过语音控制停止施工。同时，远程监控模块主要由WIFI模块，GPS模块构成，可实现远程监控，实时监听的功能。

3 全自动标志划线仪的系统设计

3.1 硬件部分

利用水位传感器检测料罐是否有料；通过主控制板Arduino2560控制描绘车运行；DC+5V电机驱动描绘车运行；3-6V气泵实现喷料功能；寻迹触头实现自动寻路；超声波避障器实现避障功能；5V移动电源供电；GPS芯片实现定位功能；Wi-Fi视频头实时远程监控描绘车状态以及作业情况；语音控制系统实现描绘车启动出料。

3.2 软件部分

主控制板Arduino2560自设程序；移动终端APP实现语音控制，GPS定位，视频监控及其控制。

工作流程如图1所示。

4 全自动标志划线仪创新点

4.1 减少人工

全自动地标描绘车可实现远程控制操作，无需近距离操作的施工者。保障了马路划线施工者的生命安全，节省了马路划线的劳动力。

4.2 远程监控

图1

描绘车内部装有信号发送模块，可发送信号到移动终端，实现移动终端与现场连接对话。移动终端可实现对现场描绘车行驶轨迹的控制，及描绘车行驶系统的启动，停止。

4.3 人机对话

描绘车内部装有语音控制模块，通过语音控制描绘车划线系统，实现远程控制描绘车划线。易操作，解决相关技术工人缺乏问题。

4.4 精确定位

描绘车内部装有GPS定位，有关部门可第一时间确定描绘车位置，便于对划线工作的管理。

本作品以易操作、低成本为出发点，设计研发。目前国内并无同类产品，且应用范围广，推广前景好。