近几年,我国GDP的实现持续快速发展,公路里程和汽车数量都呈爆炸式增长,导致城市交通状况问题越来越多,急需加强城市道路建设,对各类交通标志标线的喷涂需求量非常大。并且大量现有道路标线存在严重磨损残破等问题,急需更新和修补,对道路划线的需求同样非常大。因此,当前道路标线的划线工作十分繁重。目前国内划线工作主要采用手扶式划线设备和车载式划线设备,这两种划线方式效率较低、精度不高,而且工作量较大,已不能满足道路的划线需求。因此,研究一款精准、稳定、快速、智能的标线设备,提高道路标线效率和质量,实现道路标线的自动化和智能化是道路标线领域的迫切需求。针对国内道路标线存在的问题以及道路标线设备的现状,本课题研究设计了一套能够实现按需自动喷涂各种标线图形和字符的智能道路标线系统,为实现道路标线的智能化和自动化奠定基础。首先,对智能道路标线系统进行了功能要求和原理分析,并采用模块化思想进行了整体方案设计,在此基础上,对该系统主要包含的ARM控制决策、图形库支持、标线设备运动控制、喷涂控制、道路信息传感分析和人机界面交互六个组成模块分别进行了功能分析设计。其次,对智能道路标线控制系统进行了研究设计,主要包括主控制系统、运动控制系统和喷涂控制系统。主控系统以ARM控制系统为核心进行设计,具体使用的是STM32系列的处理器,主要负责整个标线系统的运行控制;运动控制系统利用道路信息传感分析模块,得到设备机体的定位信息,通过驱动直流无刷电机实现机体行进速度和方向的控制;喷涂控制系统包括涂料供给和喷头控制两部分,与其他控制系统配合,实现所需图形或字符的喷涂。智能道路标线系统的图形库是整个标线系统的灵魂,系统喷涂功能的实现都是以它提供的数据作为支持。图形库支持模块设计主要包括各类图形标线的图形库设计和字符标线的字库设计,图形库采用外部Flash的存储方式,根据道路标线的特点分类设计图形库的数据获取和调用存储方案,建立图形库时采用位图表示方式记录道路标线的点阵数据,利用字模数据表示需要喷涂的标语。图形库建立后,根据人机界面传送的喷涂信息,调用图形库中的数据至控制器缓存区,由喷涂控制系统将缓存区数据转化为喷头电磁阀的开关信号,喷涂时喷涂驱动动作时序与编码器发出的脉冲信号实现联动,保证喷涂工作的稳定运行。除此之外,线条型标线的喷涂实现无需调用图形库,可直接根据用户输入数据控制喷涂实现。智能道路标线系统的人机界面交互模块是用户与设备交流的桥梁,本课题采用组态触摸屏作为人机界面载体,触摸屏与控制器之间采用RS485接口连接,通信遵从Modbus协议,触摸屏人机界面中共包含三级菜单,涵盖了所有的系统功能。用户通过人机界面进行操作,选择需要喷涂的标线或字符,控制器接收人机界面传送的数据和喷涂请求,调用相应地址的点阵数据,将其转化成喷头阵列电磁阀的控制信息,从而完成所选图形的喷涂。在前面设计的基础上,搭建了智能道路标线系统的原型,并进行了初步的系统性能测试和喷涂实验效果测试;实验效果相对较好,系统运行稳定,并且能够实现标线系统的喷涂功能,但仍然存在喷涂的标线周围有毛刺,标线表面涂料不均等问题,需要选用精度更高的喷头和性能更为良好的硬件结构进行完善,保证良好的喷涂效果。