一種礦車運行實時障礙物自動探測和視頻反饋系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感測量及自動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種礦車運行實時障礙物自動探測和視頻反饋系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，采礦領(lǐng)域經(jīng)常使用鋼纜拖曳有軌礦車在隧道內(nèi)運送礦產(chǎn)和設(shè)備等物資。目前的做法是，礦車操作工完全看不到隧道內(nèi)的情況(盲駕)，而是在隧道旁邊每隔一定距離布置一個工人，觀察隧道內(nèi)的情況，通過在隧道內(nèi)打點設(shè)備通知絞車房內(nèi)的操作工隧道內(nèi)的情況，從而輔助絞車房內(nèi)的操作工駕駛礦車，控制礦車前進、停止或者后退；上述做法沒有警示和報警裝置，存在著嚴重的安全隱患。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中還公開了一種利用機車牽引數(shù)十輛礦車在軌道上運輸，將超聲波傳感器、紅外線傳感器應(yīng)用到礦車機車上，利用處理器對探測的信號進行處理，并通過語音和報警警示路人，輔助司機實現(xiàn)對機車的駕駛；上述技術(shù)探測的距離短，只是起到警示的作用，不能直接實現(xiàn)礦車的緊急停車；需要通過司機在隧道內(nèi)駕駛，根據(jù)響應(yīng)的信息來控制機車運行，對司機要求高，司機不能存在一絲疏忽，存在安全隱患；同時傳感器完全連接在處理器上，當處理器出現(xiàn)故障會直接導(dǎo)致報警系統(tǒng)癱瘓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種礦車運行實時障礙物自動探測和視頻反饋系統(tǒng)及方法，目的是為了能夠?qū)崿F(xiàn)礦車運行過程中，自動探測障礙物信息，當?shù)V車與障礙物之間距離小于設(shè)定的臨界值時，能夠自動實現(xiàn)緊急停車；顯示礦車的運動軌跡和障礙物信息，操作工能夠根據(jù)顯示的信息控制礦車的運行，提供了雙重保護。
[0005]本發(fā)明公開了一種礦車運行實時障礙物自動探測和視頻反饋系統(tǒng)，包括礦車、絞車房，礦車通過鋼纜與絞車房內(nèi)的絞車相連，礦車位于隧道內(nèi)，絞車房位于隧道內(nèi)或者隧道外；還包括車感監(jiān)測設(shè)備、無線AP組、車感控制設(shè)備；
[0006]所述車感監(jiān)測設(shè)備固定在礦車上，包括第一處理器、超聲波傳感器、遠距離激光檢測器、攝像機、第一通訊模塊、報警裝置；第一通訊模塊集成在第一處理器上，超聲波傳感器、遠距離激光檢測器與第一處理器相連，分別用于獲取礦車運行前方近距離、遠距離障礙物信息，并通過第一通訊模塊進行發(fā)送，報警裝置與第一處理器相連；攝像機與車感控制設(shè)備內(nèi)的顯示單元直接無線連接，用于獲取礦車運行前方隧道內(nèi)的視頻信息并進行發(fā)送；
[0007]所述無線AP組設(shè)于隧道內(nèi)，用于絞車房與礦車之間的無線交互；
[0008]所述車感控制設(shè)備位于絞車房內(nèi)，包括第二處理器、顯示單元、第二通訊模塊，第二通訊模塊集成在第二處理器上，用于接收車感監(jiān)測設(shè)備發(fā)送的障礙物信息，顯示單元與第二處理器相連，用于接收并顯示礦車運行前方隧道內(nèi)的視頻信息以及障礙物信息；車感控制設(shè)備根據(jù)收到的視頻信息和障礙物信息實現(xiàn)對礦車的駕駛控制。
[0009]所述車感監(jiān)測設(shè)備通過固定支架固定在礦車的正中間，車感監(jiān)測設(shè)備的監(jiān)測方向為正前方。
[0010]所述攝像機包括攝像頭、第三處理器、第三通訊模塊，所述第三處理器與攝像頭相連；第三通訊模塊與第三處理器相連，用于發(fā)送視頻信息。
[0011 ] 所述無線AP組包括兩個以上無線AP，無線AP之間通過有線網(wǎng)絡(luò)連接，所有的無線AP沿隧道等距離布置。
[0012]所述報警裝置包括警示燈、報警燈和揚聲器；
[0013]所述車感控制設(shè)備還包括控制面板，用于輸入礦車的駕駛模式，實現(xiàn)礦車的自動駕駛和手動駕駛。
[0014]本發(fā)明還公開了一種礦車運行實時障礙物自動探測和視頻反饋的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:
[0015]步驟一、輸入礦車的駕駛模式為“自動駕駛”或“手動駕駛”；
[0016]步驟二、車感監(jiān)測設(shè)備檢測障礙物信息，障礙物信息是指礦車與障礙物之間的距離，障礙物信息包括近距離障礙物信息和遠距離障礙物信息；判斷是否觸發(fā)車感監(jiān)測設(shè)備上的報警裝置；
[0017]檢測近距離障礙物信息:
[0018]第一處理器接收到超聲波傳感器發(fā)送的近距離障礙物信號；
[0019]第一處理器將近距離障礙物信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0020]檢測遠距離障礙物信息:
[0021]第一處理器接收到遠距離激光檢測器發(fā)送的遠距離障礙物信號；
[0022]第一處理器將遠距離障礙物信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；
[0023]判斷是否觸發(fā)報警裝置:
[0024]當檢測到礦車與障礙物之間的距離大于觸發(fā)報警的臨界值時，不觸發(fā)報警裝置，并將障礙物信息通過第一通訊模塊發(fā)送出去；
[0025]當檢測到礦車與障礙物之間的距離不大于觸發(fā)報警的臨界值時，觸發(fā)報警裝置，并將障礙物信息通過第一通訊模塊發(fā)送出去；
[0026]車感監(jiān)測設(shè)備工作時，打開警示燈、報警燈提醒經(jīng)過路人，同時揚聲器以一定的音量提醒路人避讓；當檢測到礦車與障礙物之間的距離不大于觸發(fā)報警的臨界值時，揚聲器增強報警聲音；
[0027]步驟三、車感控制設(shè)備的第二通訊模塊通過網(wǎng)絡(luò)接收車感監(jiān)測設(shè)備發(fā)來的障礙物信息，并將障礙物信息傳輸?shù)降诙幚砥魃希?br>[0028]步驟四、車感控制設(shè)備的顯示單元直接接收攝像機第三通訊模塊發(fā)來的礦車運行前方的視頻信息；
[0029]步驟五、車感控制設(shè)備的顯示單元顯示礦車運行前方隧道內(nèi)的視頻信息以及障礙物信息；
[0030]步驟六、車感控制設(shè)備對接收的障礙物信息進行處理，實現(xiàn)礦車的駕駛控制；
[0031]駕駛模式為自動駕駛時，當?shù)V車與障礙物之間的距離小于車感控制設(shè)備預(yù)設(shè)的緊急停車臨界值時，則車感控制設(shè)備自動控制絞車，實現(xiàn)礦車的緊急停車；
[0032]駕駛模式為手動駕駛時，操作工根據(jù)顯示單元顯示的視頻信息，實現(xiàn)礦車的駕駛控制。
[0033]所述步驟一工作前需要對車感監(jiān)測設(shè)備進行配置工作并檢測車感監(jiān)測設(shè)備工作狀態(tài):
[0034]對車感監(jiān)測設(shè)備進行配置:
[0035]開啟車感監(jiān)測設(shè)備開關(guān)；
[0036]通過有線網(wǎng)絡(luò)接口或者串口與車感監(jiān)測設(shè)備進行網(wǎng)絡(luò)連接；
[0037]向車感監(jiān)測設(shè)備中發(fā)送工作配置參數(shù)或者讀取車感監(jiān)測設(shè)備中存儲的歷史工作記錄，配置車感監(jiān)測設(shè)備的工作參數(shù)；
[0038]檢測車感監(jiān)測設(shè)備工作狀態(tài):
[0039]開啟車感監(jiān)測設(shè)備開關(guān)，車感監(jiān)測設(shè)備電源指示燈亮；
[0040]車感監(jiān)測設(shè)備開始檢測自身供電電源是否良好，檢測超聲波傳感器和遠距離激光檢測器是否正常工作，檢測網(wǎng)絡(luò)工作是否正常，并通過工作狀態(tài)指示燈指示自身工作狀態(tài)；
[0041 ] 車感監(jiān)測設(shè)備把自身工作狀態(tài)傳輸?shù)杰嚫锌刂圃O(shè)備。
[0042]所述礦車在無線AP組覆蓋的網(wǎng)絡(luò)中運行時，車感監(jiān)測設(shè)備自動完成網(wǎng)絡(luò)切換，向車感控制設(shè)備持續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫轉(zhuǎn)接。
[0043]所述超聲波傳感器通過設(shè)置不同的監(jiān)測直徑、遠距離激光檢測器通過安裝高度的不同，來探測一定尺寸以上的障礙物，忽略不影響礦車運行的障礙物。
[0044]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0045]本發(fā)明公開的攝像機不與控制主板連接，攝像機與超聲波傳感器、遠距離激光檢測器是獨立工作的，當處理器存在故障時，攝像機不受影響，能實時的向絞車房提供視頻信息，提供了雙重保護；
[0046]能夠節(jié)省在隧道內(nèi)每隔一定距離布置的打點工人，節(jié)省勞動力成本；
[0047]能夠自動探測礦車運行中一定尺寸的障礙物信息，并把這一信息實時自動傳輸給操作工，對礦車的自動行駛提供輔助支持；
[0048]操作工可以根據(jù)視頻信息和障礙物信息實現(xiàn)對礦車的駕駛，操作工可以看到礦車運行的情況，而不是過去的盲駕；當由于操作工疏忽或者突發(fā)情況，本發(fā)明通過車感控制設(shè)備能夠自動實現(xiàn)緊急停車，實現(xiàn)了礦車的雙重控制，減少安全事故的發(fā)生，保障生命財產(chǎn)安全;
[0049]采用無線AP組發(fā)送和接收無線信號，當?shù)V車在多個AP覆蓋的網(wǎng)絡(luò)中切換時，車感監(jiān)測設(shè)備自動完成網(wǎng)絡(luò)切換，向絞車房持續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫轉(zhuǎn)接，避免誤報警；
[0050]本發(fā)明可以設(shè)置成僅向絞車房的操作工