本实用新型属于报警装置领域，更具体地，涉及一种自动识别路面是否积水的信号告警装置。
背景技术：
路面积水会造成汽车轮胎和路面之间的摩擦系数下降，使得路面湿滑，极易造成安全事故，严重的时候，积水过多漫过汽车，甚至会影响生命安全。因此，需要对路面的积水情况进行实时监控，并在积水路段的前方提前做出示警，提醒过往行人和汽车提前做好防范。目前，进行此类预警的系统大都是基于视频监控，但该技术方案存在以下两个问题：(1)视频监控不能自动识别积水，需要人工介入，通过视频监控看到积水，再通过人工发出示警信息；(2)当处于晚上的黑暗环境时，即使有路灯照明，视频监控也不能有效识别路段是否有积水。
基于上述两个问题，视频监控技术方案不能满足探测路面是否有积水的应用要求，需要采用新的技术方案来自动识别路面是否有积水。
技术实现要素：
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种自动识别路面是否积水的信号告警装置，其目的在于主动探测、自动判断并识别路面是否有积水，由此解决出现路面积水需要人工告警的技术问题。
本实用新型采用如下技术方案：
为实现上述目的，本实用新型提供了一种自动识别路面是否积水的信号告警装置，包括安装柱1、激光雷达扫描仪2、驱动组件3、处理模块4和轨道环5，其中：
所述激光雷达扫描仪2、驱动组件3和处理模块4共同设置在所述轨道环5上；
驱动组件3带动激光雷达扫描仪2和处理模块4在轨道环5上运动；
轨道环5固定在所述安装柱1顶部；
激光雷达扫描仪2向路面发出和接收光信号，所述处理模块4用于将激光雷达扫描仪2收集到的光信号转换成为回波点云数据，处理模块4根据回波点云数据的连续性判断是否发出警告信号。
作为对上述方案进一步的完善和补充，本实用新型还包括以下附加技术特征。
优选地，所述安装柱1上还设置有声光报警器11，若激光雷达扫描仪2收集到的光信号为不连续的回波点云数据，则处理模块4触发声光报警器11启动，声光报警器11发出声音和光线报警。
优选地，所述激光雷达扫描仪2发出和接收的光信号为红外波长的光信号。
优选地，所述激光雷达扫描仪2发出光信号后没有接收到返回的光信号，处理模块4向驱动组件3发出运动指令，驱动组件3带动激光雷达扫描仪2在轨道环5上运动，激光雷达扫描仪2继续发出光信号。
优选地，所述激光雷达扫描仪2至少连续发出三个光信号并无信号返回才能确定出现积水点。
优选地，所述驱动组件3包括电机31、滑杆32和滑套33，滑杆32和滑套33相嵌连接，所述电机31下方设置有齿轮34，齿轮34设置在滑杆32与滑套33共同的侧面窗口处滑动，当齿轮34发生滑动，驱动组件3即可带动激光雷达扫描仪2和处理模块4在轨道环5上运动。
优选地，所述驱动组件3通过电路与安装柱1相连，或与太阳能电池相连，或者驱动组件3内部设置电池，驱动组件3用于接收处理模块4发出的指令对激光雷达扫描仪2进行驱动或停止。
优选地，所述轨道环5上设置有与驱动组件3的齿轮34相配合的齿痕51。
优选地，所述装置还可以包括温度传感器6，所述温度传感器6与处理模块4连接，与激光雷达扫描仪2、驱动组件3和处理模块4共同设置在所述轨道环5上。
优选地，所述温度传感器6感应环境温度，当环境温度低于处理模块4预设的温度时，处理模块4发出路面结冰警告。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)采用基于红外波长光信号的激光雷达扫描仪作为探测装置，不受环境光照影响，该技术方案属于远程无接触探测原理，安装和使用方便；
(2)基于光学散射和反射的探测原理，技术方案稳定可靠，可以在雨雾、灰尘等环境下稳定使用；
(3)装置内设置温度传感器，在低于设定温度的环境中，装置发出积水点结冰警告。
附图说明
图1是激光雷达扫描仪在普通路面的光线反射效果图；
图2是激光雷达扫描仪在积水表面的光线反射效果图；
图3是无积水路面的点云数据效果图；
图4是有积水路面的点云数据效果图；
图5是激光雷达扫描仪在轨道环上运动的示意图；
图6是实施例一中提供的自动识别路面是否积水的信号告警装置示意图；
图7是实施例一中提供的驱动组件剖面示意图；
图8是实施例一中提供的驱动组件剖面示意图；
图9是实施例二中提供的驱动组件剖面示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-安装柱；11-声光报警器；2-激光雷达扫描仪；3-驱动组件；31-电机；32-滑杆；33-滑套；34-齿轮；4-处理模块；5-轨道环；51-齿痕；6-温度传感器。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本实用新型的限制。
实施例一：
如图6所示，本实施例一提供了一种自动识别路面是否积水的信号告警装置，包括安装柱1、激光雷达扫描仪2、驱动组件3、处理模块4和轨道环5，其中：
所述激光雷达扫描仪2、驱动组件3和处理模块4共同设置在所述轨道环5上；
驱动组件3带动激光雷达扫描仪2和处理模块4在轨道环5上运动；
轨道环5固定在所述安装柱1顶部；
激光雷达扫描仪2向路面发出和接收光信号，所述处理模块4用于将激光雷达扫描仪2收集到的光信号转换成为回波点云数据，处理模块4根据回波点云数据的连续性判断是否发出警告信号。
如图1所示，当激光雷达扫描仪2发出的探测光信号，入射到无积水路面时，光信号在路面形成漫反射，在各个方向都会有光信号反射，激光雷达扫描仪2可以探测到原路返回的反射光信号，获取目标的回波信息。如图2所示，当路面出现积水点形成水面时，水面以阴影部分显示，激光雷达扫描仪2发出的光信号入射到水面上，发生镜面反射，所有的探测光信号都沿着镜面反射的方向传播出去，原路发射的方向没有收到回波信号，因此激光雷达扫描仪2不能探测到回波信号。
基于上述原理，可以在易积水或高速公路路段安装本实施例提供的积水信号告警装置，对该路段进行实时扫描。如图3所示，如果路段正常，没有积水，则激光雷达扫描仪2返回正常的回波点云数据。如图4所示，如果路段不正常，有积水，则积水点的回波点云数据会丢失，激光雷达扫描仪2无法探测到回波信号数据。通过处理模块4预先设定的告警参数，当激光雷达扫描仪2至少连续发出三个光信号并无信号返回时，则激光雷达扫描仪2给处理模块4发送异常的告警信号，处理模块4输出告警数据，提醒过往行人和车辆提前注意，避让该路段的积水点。
如图1和图2所示，激光雷达扫描仪2通过发出探测光信号并获取回波信号，因此，本实施例一提供的信号告警装置是通过激光雷达扫描仪2是否能获取回波信号判断路面是否出现积水点。
值得注意的是，相应的软件控制部分不属于本实用新型的保护点，另一方面，驱动组件在固定的轨道环上调整位置的实现手段属于本领域惯用手段，因此，并不有影响本实用新型对于信号告警装置的保护。
为了向行人或车辆明显提醒监测路段出现积水点，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述安装柱1上还设置有声光报警器11，若激光雷达扫描仪2收集到的光信号为不连续的回波点云数据，则处理模块4触发声、光报警器3启动，声光报警器11发出声音和光线报警。通过声音和光线，行人或车辆可以轻易注意到本实施例提供的装置发出的积水提醒。
为了不受环境光线或环境可见度的限制，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述激光雷达扫描仪2发出和接收的光信号为红外波长的光信号。红外波长的光信号可以在雨雾、灰尘等环境下稳定使用，并且环境的光线不会影响激光雷达扫描仪2发出和接收红外波长的光信号。
为了提高装置监测的准确性，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述激光雷达扫描仪2发出光信号后没有接收到返回的光信号，处理模块4向驱动组件3发出运动指令，驱动组件3带动激光雷达扫描仪2在轨道环5上运动，激光雷达扫描仪2继续发出光信号。如图5所示，激光雷达扫描仪2在没有接收到返回的光信号后，处理模块4记录下缺失的回波点云数据，继续向驱动组件3发出运动指令，驱动组件3带动激光雷达扫描仪2在轨道环5上运动，激光雷达扫描仪2在轨道环5上的其他位置继续探测是否能收到返回的光信号。
为了确认监测的路面出现积水点，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述激光雷达扫描仪2至少连续发出三个光信号并无信号返回才能确定出现积水点。激光雷达扫描仪2在第一次没有接收到返回的光信号后，驱动组件3带动激光雷达扫描仪2在轨道环5上持续运动，如图5所示，若激光雷达扫描仪2在状态1的位置上没有接收到返回的光信号，在状态2至状态4的位置上连续发出三个光信号并无信号返回即可确定监测的路面出现积水点。
为了让驱动组件3配合轨道5的轨道转动，且可以带动激光雷达扫描仪2和处理模块4在轨道环5上运动，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图7和图8所示，驱动组件3包括电机31、滑杆32和滑套33，滑杆32和滑套33相嵌连接，所述电机31下方设置有齿轮34，齿轮34设置在滑杆32与滑套33共同的侧面窗口处滑动，当齿轮34发生滑动，驱动组件3即可带动激光雷达扫描仪2和处理模块4在轨道环5上运动。采用齿轮啮合的方式可以让驱动组件3和轨道5配合紧密且稳定。滑杆32和滑套33侧面设置窗口，电机31上的齿轮34凸出滑套33外轮廓以外部分，窗口需要保证齿轮34能够被滑套33和滑杆32容纳下。
为了保证驱动组件3可以长时间在轨道环5上运动，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述驱动组件3通过电路与安装柱1相连，或与太阳能电池相连，或者驱动组件3内部设置电池，驱动组件3用于接收处理模块4发出的指令对激光雷达扫描仪2进行驱动。可以采用连接电线或者内置电池等方式可以解决驱动组件3需要长时间工作的问题。驱动组件3接收到处理模块4对激光雷达扫描仪2发出的指令后，可以进行驱动或者停止动作。
为了轨道环5与驱动组件3的齿轮34紧密配合，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图8所示，所述轨道环5上设置有与驱动组件3的齿轮34相配合的齿痕51。
实施例二：
在实施例一的基础上，本实施例二在信号告警装置内增设温度传感器，为了避免出现积水点处出现结冰，但是行人易发生摔倒或车辆易发生打滑的情况。
本实施例二提供了一种自动识别路面是否积水的信号告警装置，包括安装柱1、激光雷达扫描仪2、驱动组件3、处理模块4、轨道环5和温度传感器6，其中：
所述激光雷达扫描仪2、驱动组件3、处理模块4和温度传感器6共同设置在所述轨道环5上；
驱动组件3带动激光雷达扫描仪2、处理模块4和温度传感器6在轨道环5上运动；
轨道环5固定在所述安装柱1顶部；
激光雷达扫描仪2向路面发出和接收光信号，所述处理模块4用于将激光雷达扫描仪2收集到的光信号转换成为回波点云数据，处理模块4根据回波点云数据的连续性判断是否发出警告信号。
如图1所示，当激光雷达扫描仪2发出的探测光信号，入射到无积水路面时，光信号在路面形成漫反射，在各个方向都会有光信号反射，激光雷达扫描仪2可以探测到原路返回的反射光信号，获取目标的回波信息。如图2所示，当路面出现积水点形成水面时，水面以阴影部分显示，激光雷达扫描仪2发出的光信号入射到水面上，发生镜面反射，所有的探测光信号都沿着镜面反射的方向传播出去，原路发射的方向没有收到回波信号，因此激光雷达扫描仪2不能探测到回波信号。
基于上述原理，可以在易积水或高速公路路段安装本实施例提供的积水信号告警装置，对该路段进行实时扫描。如图3所示，如果路段正常，没有积水，则激光雷达扫描仪2返回正常的回波点云数据。如图4所示，如果路段不正常，有积水，则积水点的回波点云数据会丢失，激光雷达扫描仪2无法探测到回波信号数据。通过处理模块4预先设定的告警参数，当激光雷达扫描仪2至少连续发出三个光信号并无信号返回时，则激光雷达扫描仪2给处理模块4发送异常的告警信号，处理模块4输出告警数据，提醒过往行人和车辆提前注意，避让该路段的积水点。
温度传感器6可以根据经验判断预设一个路面积水会结冰的温度值，低于该温度值时，路面的积水点表面结成冰面，根据镜面反射原理，激光雷达扫描仪2发出的光信号入射到冰面上，发生镜面反射，所有的探测光信号都沿着镜面反射的方向传播出去，原路发射的方向没有收到回波信号，因此激光雷达扫描仪2不能探测到回波信号。路面结冰会对过往行人或者车辆产生不容忽视的危害，因此环境温度低于预设值时，处理模块4发出路面结冰信号，提醒往行人或者车辆注意路面结冰，需要小心缓慢行走或行驶。
如图1和图2所示，激光雷达扫描仪2通过发出探测光信号并获取回波信号，因此，本实施例一提供的信号告警装置是通过激光雷达扫描仪2是否能获取回波信号判断路面是否出现积水点。
如图9所示，温度传感器6与激光雷达扫描仪2、驱动组件3和处理模块4共同设置在轨道环5上。
为了向行人或车辆明显提醒监测路段出现积水点，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述安装柱1上还设置有声光报警器11，若激光雷达扫描仪2收集到的光信号为不连续的回波点云数据，则处理模块4触发声光报警器11启动，声光报警器11发出声音和光线报警。通过声音和光线，行人或车辆可以轻易注意到本实施例提供的装置发出的积水提醒。
为了不受环境光线或环境可见度的限制，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述激光雷达扫描仪2发出和接收的光信号为红外波长的光信号。红外波长的光信号可以在雨雾、灰尘等环境下稳定使用，并且环境的光线不会影响激光雷达扫描仪2发出和接收红外波长的光信号。
为了提高装置监测的准确性，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述激光雷达扫描仪2发出光信号后没有接收到返回的光信号，处理模块4向驱动组件3发出运动指令，驱动组件3带动激光雷达扫描仪2在轨道环5上运动，激光雷达扫描仪2继续发出光信号。如图5所示，激光雷达扫描仪2在没有接收到返回的光信号后，处理模块4记录下缺失的回波点云数据，继续向驱动组件3发出运动指令，驱动组件3带动激光雷达扫描仪2在轨道环5上运动，激光雷达扫描仪2在轨道环5上的其他位置继续探测是否能收到返回的光信号。
为了确认监测的路面出现积水点，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述激光雷达扫描仪2至少连续发出三个光信号并无信号返回才能确定出现积水点。激光雷达扫描仪2在第一次没有接收到返回的光信号后，驱动组件3带动激光雷达扫描仪2在轨道环5上持续运动，如图5所示，若激光雷达扫描仪2在状态1的位置上没有接收到返回的光信号，在状态2至状态4的位置上连续发出三个光信号并无信号返回即可确定监测的路面出现积水点。
为了让驱动组件3配合轨道5的轨道转动，且可以带动激光雷达扫描仪2和处理模块4在轨道环5上运动，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图8和图9所示，驱动组件3包括电机31、滑杆32和滑套33，滑杆32和滑套33相嵌连接，所述电机31下方设置有齿轮34，齿轮34设置在滑杆32与滑套33共同的侧面窗口处滑动，当齿轮34发生滑动，驱动组件3即可带动激光雷达扫描仪2和处理模块4在轨道环5上运动。采用齿轮啮合的方式可以让驱动组件3和轨道5配合紧密且稳定。滑杆32和滑套33侧面设置窗口，电机31上的齿轮34凸出滑套33外轮廓以外部分，窗口需要保证齿轮34能够被滑套33和滑杆32容纳下，处理模块4与温度传感器6也相连。
为了保证驱动组件3可以长时间在轨道环5上运动，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述驱动组件3通过电路与安装柱1相连，或与太阳能电池相连，或者驱动组件3内部设置电池，驱动组件3用于接收处理模块4发出的指令对激光雷达扫描仪2进行驱动。可以采用连接电线或者内置电池等方式可以解决驱动组件3需要长时间工作的问题。驱动组件3接收到处理模块4对激光雷达扫描仪2发出的指令后，可以进行驱动或者停止动作。
为了轨道环5与驱动组件3的齿轮34紧密配合，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图8所示，所述轨道环5上设置有与驱动组件3的齿轮34相配合的齿痕51。
为了向行人或车辆提供路面结冰的提醒，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，如图所示，所述装置还可以包括温度传感器6，所述温度传感器6与处理模块4连接，与激光雷达扫描仪2、驱动组件3和处理模块4共同设置在所述轨道环5上。
为了让温度传感器6可以识别出不同地区的低温情况，结合本实用新型实施例，还存在一种优选的实现方案，具体的，所述温度传感器6感应环境温度，当环境温度低于处理模块4预设的温度时，处理模块4发出路面结冰警告。处理模块4发出的路面结冰警告可以通过安装柱1上的声光报警器11发出声音和光线或者在外接的显示屏上显示结冰警告，向行人或车辆提供多种路面结冰的提醒。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种自动识别路面是否积水的信号告警装置，其特征在于，包括安装柱(1)、激光雷达扫描仪(2)、驱动组件(3)、处理模块(4)和轨道环(5)，其中：
所述激光雷达扫描仪(2)、驱动组件(3)和处理模块(4)共同设置在所述轨道环(5)上；
驱动组件(3)带动激光雷达扫描仪(2)和处理模块(4)在轨道环(5)上运动；
轨道环(5)固定在所述安装柱(1)顶部；
激光雷达扫描仪(2)向路面发出和接收光信号，所述处理模块(4)用于将激光雷达扫描仪(2)收集到的光信号转换成为回波点云数据，处理模块(4)根据回波点云数据的连续性判断是否发出警告信号。
2.如权利要求1所述的自动识别路面是否积水的信号告警装置，其特征在于，所述安装柱(1)上还设置有声光报警器(11)，若激光雷达扫描仪(2)收集到的光信号为不连续的回波点云数据，则处理模块(4)触发声光报警器(11)启动，声光报警器(11)发出声音和光线报警。
3.如权利要求1所述的自动识别路面是否积水的信号告警装置，其特征在于，所述激光雷达扫描仪(2)发出和接收的光信号为红外波长的光信号。
4.如权利要求3所述的自动识别路面是否积水的信号告警装置，其特征在于，所述激光雷达扫描仪(2)发出光信号后没有接收到返回的光信号，处理模块(4)向驱动组件(3)发出运动指令，驱动组件(3)带动激光雷达扫描仪(2)在轨道环(5)上运动，激光雷达扫描仪(2)继续发出光信号。
5.如权利要求3所述的自动识别路面是否积水的信号告警装置，其特征在于，所述激光雷达扫描仪(2)至少连续发出三个光信号并无信号返回才能确定出现积水点。
6.如权利要求1所述的自动识别路面是否积水的信号告警装置，其特征在于，所述驱动组件(3)包括电机(31)、滑杆(32)和滑套(33)，滑杆(32)和滑套(33)相嵌连接，所述电机(31)下方设置有齿轮(34)，齿轮(34)设置在滑杆(32)与滑套(33)共同的侧面窗口处滑动，当齿轮(34)发生滑动，驱动组件(3)即可带动激光雷达扫描仪(2)和处理模块(4)在轨道环(5)上运动。
7.如权利要求6所述的自动识别路面是否积水的信号告警装置，其特征在于，所述驱动组件(3)通过电路与安装柱(1)相连，或与太阳能电池相连，或者驱动组件(3)内部设置电池，驱动组件(3)用于接收处理模块(4)发出的指令对激光雷达扫描仪(2)进行驱动或停止。
8.如权利要求1所述的自动识别路面是否积水的信号告警装置，其特征在于，所述轨道环(5)上设置有与驱动组件(3)的齿轮(34)相配合的齿痕(51)。
9.如权利要求1所述的自动识别路面是否积水的信号告警装置，其特征在于，所述装置还可以包括温度传感器(6)，所述温度传感器(6)与处理模块(4)连接，与激光雷达扫描仪(2)、驱动组件(3)和处理模块(4)共同设置在所述轨道环(5)上。
10.如权利要求9所述的自动识别路面是否积水的信号告警装置，其特征在于，所述温度传感器(6)感应环境温度，当环境温度低于处理模块(4)预设的温度时，处理模块(4)发出路面结冰警告。
技术总结