CN109466445A - 一种车辆滚落物料的检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆运输物料滚落的检测系统，包括：物料滚落检测器，设置于车辆，用于检测所述车辆的滚落物料，并收集所述滚落物料的信息；处理器，与所述物料滚落检测器通讯连接，用于接收并处理由所述物料滚落检测器所收集的滚落物料的信息；和信号发送器，与所述处理器通讯连接，用于发送所述处理器对所述滚落物料的信息的处理结果。本发明实施例通过在车辆上安装物料滚落的检测系统，能够在车辆运输物料发生滚落的第一时间检测到滚落物料，并发出该滚落物料的信息，提升车辆行驶安全的同时有效提升道路运输效率。

Description

一种车辆滚落物料的检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及车辆工程领域，尤其涉及一种车辆滚落物料的检测系统及检测方法。

背景技术

车辆作为一种运输工具，被广泛地应用于多种不同类型、不同规格、不同尺寸物料的运输任务中。其中相当大比例的开放式卡车并未针对运输的物料加装针对性的固定装置，导致车辆在运输物料的过程中，极易因为路面颠簸、车辆急转弯、车辆紧急加速或制动、或者其他与物料本身性质相关的因素而从货箱滚落。滚落物料不但会造成运输车辆的财产损失、运输成本提高，还对其他行驶车辆产生了安全隐患，降低了道路通行的效率。

相关的车辆往往通过驾驶员从后视镜观察或听货物滚落的声音来判断是否出现物料滚落的现象，但是这种方式极其依赖驾驶员的水平，判断的及时性与准确性都不高，甚至往往掉落的物料已经使后车产生交通事故时驾驶员才能发现。部分无人驾驶车辆通过自身装备的障碍物检测系统能够发现自身行驶路径上前车所滚落物料，但是无法在前车物料滚落的第一时间发现并预警，难以追回前车的损失，无法及时恢复道路的通行效率，并且依旧会使滚落物料对其他车辆继续产生安全隐患。

而对于运输物料尺寸较大的车辆而言，一旦出现物料的滚落，都势必会对其他车辆的安全行驶造成极大的威胁。例如对于矿用车辆或自卸车而言，所运输的物料多为具有较大体积及质量的矿石，运输的区域也多为高低落差较大的矿山场景，如果不能在物料滚落的第一时间发现并向其他车辆发出相应的预警，将可能会造成严重的生产事故，对车辆及人员的安全产生较大的威胁。

发明内容

本发明的至少一个目的是提出一种车辆滚落物料的检测系统及检测方法，能够在车辆运输物料发生滚落的第一时间发出预警，提升道路运输效率及行驶安全。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种车辆运输物料滚落的检测系统，包括：物料滚落检测器，设置于车辆，用于检测所述车辆的滚落物料，并收集所述滚落物料的信息；处理器，与所述物料滚落检测器通讯连接，用于接收并处理由所述物料滚落检测器所收集的滚落物料的信息；和信号发送器，与所述处理器通讯连接，用于发送所述处理器对所述滚落物料的信息的处理结果。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述检测系统包括：警示器，安装于所述车辆，与所述信号发送器通讯连接，能够向所述车辆的驾驶人员显示由所述信号发送器发送的所述处理结果。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述物料滚落检测器包括：激光传感器，能够收集所述滚落物料的尺寸信息。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述处理器包括：判别单元，能够将所述滚落物料的尺寸与设定尺寸相比较，并在所述滚落物料的尺寸大于所述设定尺寸时，使所述信号发送器发送对所述滚落物料的信息的处理结果。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述检测系统包括：定位器，与所述处理器通讯连接，用于对所述车辆进行定位，并将所述定位信息发送给所述处理器；在所述物料滚落检测器检测到滚落物料时，所述信号发送器能够发送由所述处理器所接收的所述定位信息。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述检测系统包括：信号中心，与多个车辆的所述信号发送器通讯连接，能够接收由所述多个车辆的信号发送器所发送的多个处理结果。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述检测系统包括：警示器，安装于所述多个车辆，与所述信号中心通讯连接，能够向所述多个车辆的驾驶人员或道路救援人员显示由所述信号中心所接受到的所述多个处理结果。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述激光传感器包括：至少两个具有270°扫描范围的激光传感器，分别设置于所述车辆两个侧面靠近车头的位置，能够扫描所述车辆的车头区域及两个侧面区域；和至少一个具有180°扫描范围的激光传感器，设置于所述车辆的车尾，能够扫描所述车辆的车尾区域。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述激光传感器包括：至少四个具有180°扫描范围的激光传感器，分别设置于所述车辆的车头、车尾及两个侧面，能够分别扫描所述车辆的车头区域、车尾区域及两个侧面区域。

本发明还提供了一种车辆运输物料滚落的检测方法，包括：在车辆上设置物料滚落检测器，用于检测所述车辆的滚落物料，并收集所述滚落物料的信息；处理所述滚落物料的信息；发送对所述滚落物料的信息的处理结果；和在所述车辆上设置警示器，用于显示对所述滚落物料的信息的处理结果。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，对所述滚落物料的信息的收集方法包括：收集所述滚落物料的尺寸；对所述滚落物料的信息的处理方法包括：将所述滚落物料的尺寸与设定尺寸相比较，并在所述滚落物料的尺寸大于所述设定尺寸时，发送所述滚落物料的信息的处理结果。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述检测方法包括：对所述车辆进行定位，收集并在检测到滚落物料时，发送所述车辆的定位信息。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述检测方法包括：接受由多个车辆所发出的对所述滚落物料的信息的处理结果；和向所述多个车辆的驾驶人员或道路救援人员显示所述多个处理结果。

本发明还提供了一种矿用卡车，包括如前文所述车辆滚落物料的检测系统。

基于上述技术方案，本发明实施例通过在车辆上安装物料滚落的检测系统，能够在车辆运输物料发生滚落的第一时间检测到滚落物料，并发出该滚落物料的信息，提升车辆行驶安全的同时有效提升道路运输效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所提供的车辆滚落物料的检测系统结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的车辆滚落物料的检测系统中激光传感器在矿用卡车侧视角度安装位置示意图；

图3为本发明实施例所提供的车辆滚落物料的检测系统中激光传感器在矿用卡车正视角度安装位置示意图；

图4本发明实施例所提供的车辆滚落物料的检测系统中激光传感器在矿用卡车俯视角度安装位置示意图；

图5本发明实施例所提供的车辆滚落物料的检测系统中激光传感器在矿用卡车后视角度安装位置示意图；

图6本发明实施例所提供的车辆滚落物料的检测系统中激光传感器相对于矿用卡车探测范围示意图；

附图标记：1、激光传感器。

具体实施方式

下面可以参照附图以及文字内容理解本发明的内容以及本发明与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。

需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。

本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。

下面结合附图1～6对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

如图1所示，本发明提供的一种车辆运输物料滚落的检测系统，包括：物料滚落检测器，设置于车辆，用于检测所述车辆的滚落物料，并收集所述滚落物料的信息；处理器，与所述物料滚落检测器通讯连接，用于接收并处理由所述物料滚落检测器所收集的滚落物料的信息；和信号发送器，与所述处理器通讯连接，用于发送所述处理器对所述滚落物料的信息的处理结果。

车辆在运输物料的过程中，因路面颠簸、车辆急转弯、紧急加速/制动、物料摆放位置等，车辆所运输的物料容易滚落并掉落至行驶路面。掉落的物料不但直接导致运输车辆的经济损失，还会对其他车辆的安全行驶产生影响。本发明通过设置于车辆的所述物料滚落检测器，能够对滚落物料进行实时监控，并在发现滚落物料的第一时间将滚落物料的信息发送给处理器，经处理器处理后，再通过信号发送器将处理后的滚落物料信息发送出去。

本发明实施例通过安装于车辆上的物料滚落检测器，实现了对所有车辆滚落物料直接的、及时的监控，提高车辆的行驶安全与运输效率。尤其对于无人驾驶的车辆而言，不但省去大量障碍物检测装置安装的必要，还避免了因对车辆行进道路上因滚落物料检测不及时或不准确而继续发生交通事故的可能。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述检测系统，包括：警示器，安装于所述车辆，与所述信号发送器通讯连接，能够向所述车辆的驾驶人员显示由所述信号发送器发送的所述处理结果。

所述警示器可以向车辆驾驶人员显示所述滚落物料经处理器处理后的信息，使得驾驶人员能够第一时间得知车辆发生了物料滚落的事故，并基于此决定对滚落物料的处置方式。例如，对于容易装卸搬运的滚落物料而言，驾驶人员可以在保证安全的基础上直接将其装回运输车辆，以减少相应经济损失；而对于不易装卸搬运的滚落物料而言，可选择将其转移到不影响道路上其他车辆行驶的位置，或在其来车方向的远前方设立警示标志，避免进一步出现严重交通事故。

所述警示器可以使用灯光报警、声音报警等能够引起车辆驾驶人员注意的方式。也可以与具有车辆导航功能的显示器或其他移动终端相结合，告知车辆驾驶人员滚落物料的相关信息，并提供相应的处理方案供驾驶人员选择。

为了提高对滚落物料检测的精确性与及时性，所述物料滚落检测器包括：激光传感器，能够收集所述滚落物料的尺寸信息。其中对所述滚落物料尺寸信息的收集，可以通过所述激光传感器中的扫描模块完成。

进一步的，为了筛选不会对道路行驶安全产生影响的较小体积的滚落物料，所述处理器包括：判别单元，能够将所述滚落物料的尺寸与设定尺寸相比较，并在所述滚落物料的尺寸大于所述设定尺寸时，使所述信号发送器发送对所述滚落物料的信息的处理结果。

所述设定尺寸可以依据所述车辆运输物料的种类进行针对性的设置。例如对于矿用卡车而言，运输物料以矿石、矿砂为主，因此所述设定尺寸可以依据实际情况设定为可能威胁行驶安全的矿石的尺寸，进而忽略掉小体积、低危险性的矿石和矿砂，避免所述检测系统频繁报警。

并且，对于具有一定立体结构的运输物料而言，由于通过所述激光传感器收集到的滚落物料的尺寸信息可能是二维的尺寸信息，所述处理器可以包括相应的算法，判断滚落物料的种类，并依据相应种类的滚落物料，由所述二维的尺寸信息计算得出滚落物料可能的三维尺寸，并以此为基础进行判断。例如，当所述车辆运输的物料为规则六面体结构的砖石时，通过所述滚落物料检测器所收集的滚落物料的尺寸可能是该砖石某一视角下的二维图像，此时，所述处理器可以依据对所述砖石的识别，并根据资料库中相关砖石的数据，由该二维的尺寸信息补全所述砖石的三维结构信息，并依此做出是否大于设定尺寸的判断。

对于难以装卸搬运的物料而言，清楚的了解滚落物料的位置信息对于其他车辆及时躲避，尤其是无人车辆的行驶安全而言至关重要，基于此，所述检测系统，包括：定位器，与所述处理器通讯连接，用于对所述车辆进行定位，并将所述定位信息发送给所述处理器；在所述物料滚落检测器检测到滚落物料时，所述信号发送器能够发送由所述处理器所接收的所述定位信息。

为了有效将所述滚落物料的信息传递给其他运输车辆或道路救援车辆，所述检测系统，包括：信号中心，与多个车辆的所述信号发送器通讯连接，能够接收由所述多个车辆的信号发送器所发送的多个处理结果。所述检测系统，包括：警示器，安装于所述多个车辆，与所述信号中心通讯连接，能够向所述多个车辆的驾驶人员或道路救援人员显示由所述信号中心所接受到的所述多个处理结果。

所述信号中心通过收集由多个车辆的所述信号发送器所发送的多个滚落物料的信息，可以向道路上行驶的车辆及时告警，实现运输车辆之间的互联互助，并且可以在运输车辆无法对滚落物料做出有效处理的情况下，及时告知道路救援车辆，以排查处理可能出现的行驶障碍物。所述信号中心还可以进一步对所述滚落物料的信息进行储存，并基于储存的信息分析道路中容易出现滚落物料的路段，帮助道路救援人员优化相应路段，或在相应路段设立相关的警示标志。

作为本发明前文或后文提供的任一技术方案或任一优化后技术方案的优化，所述激光传感器包括：激光传感器，通过扫描能够检测所述车辆周边特定平面区域的滚落物料。由于所述激光传感器受所述车辆车体的干扰，只能检测特定区域的滚落物料，因此，所述激光传感器应当设置在车辆的特定位置，以实现对车辆周围全范围无死角的检测。

如图2～6所示由于运输物料的滚落多以货仓为起点，向车辆的两个侧面及后方滚落，因此其中一个所述激光传感器的布置方式为：至少两个具有270°扫描范围的激光传感器，分别设置于所述车辆两个侧面靠近车头的位置，能够扫描所述车辆的车头区域及两个侧面区域；和至少一个具有180°扫描范围的激光传感器，设置于所述车辆的车尾，能够扫描所述车辆的车尾区域。上述激光传感器的设置方式通过仅设置三个所述激光传感器，实现了对车辆周围全范围无死角的检测的同时，对车辆的两个侧面及后方进行了重点观测。

所述激光传感器也可以直接具有其他设置方式，所述激光传感器包括：至少四个具有180°扫描范围的激光传感器，分别设置于所述车辆的车头、车尾及两个侧面，能够分别扫描所述车辆的车头区域、车尾区域及两个侧面区域。

本领域技术人员应当意识到，所述激光传感器的扫描范围，例如180°扫描范围或270°扫描范围的激光传感器仅指本发明实施例中的一种可能的扫描范围。特别的，由于使用了该扫描范围的激光传感器，本发明能够以更少的成本尽可能地覆盖全部需要扫描的区域。而对于其他类型的车辆结构，应当针对性地选取特定扫描范围的激光传感器，包括但不限于180°或270°的扫描范围。

所述激光传感器可以对同一水平高度的平面进行扫描，例如对地面进行扫描，也可以对车辆车轮轴线所在平面进行扫描。当所述激光传感器对地面进行扫描时，除了可能扫描到滚落物料，也可能扫描到路面上的其他障碍物，此时，所述处理器应当对所述扫描结果进行判别，区分所述障碍物中所包含的滚落物料及其他类型的障碍物。并且在检测到底面上其他车辆的滚落物料时，也能进行相应的告警。

对于本领域技术人员而言，所述激光传感器也可以对非同一水平高度的平面进行扫描，只需保证在竖直方向上，所述扫描平面能够密铺所述车辆周边的全部可能滚落物料的区域即可。

所述激光传感器可以选取单一激光线的激光传感器，此时需保证所述激光传感器的检测距离大于车体长度，以保证多个所述激光传感器对可能滚落物料的区域行驶覆盖。所述激光传感器包括激光雷达，所述激光雷达能够对所述车辆某一特定的范围进行扫描，以判断是否有物料滚落，并且收集所述滚落物料的尺寸信息。

本发明还提供了一种车辆运输物料滚落的检测方法，包括：在车辆上设置物料滚落检测器，用于检测所述车辆的滚落物料，并收集所述滚落物料的信息；处理所述滚落物料的信息；发送对所述滚落物料的信息的处理结果；和在所述车辆上设置警示器，用于显示对所述滚落物料的信息的处理结果。

对应的，对所述滚落物料的信息的收集方法包括：收集所述滚落物料的尺寸；对所述滚落物料的信息的处理方法包括：将所述滚落物料的尺寸与设定尺寸相比较，并在所述滚落物料的尺寸大于所述设定尺寸时，发送所述滚落物料的信息的处理结果。

所述检测方法包括：对所述车辆进行定位，收集并在检测到滚落物料时，发送所述车辆的定位信息。

所述检测方法还包括：接受由多个车辆所发出的对所述滚落物料的信息的处理结果；和向所述多个车辆的驾驶人员或道路救援人员显示所述多个处理结果。

本发明还提供了一种矿用卡车，包括如前文所述车辆滚落物料的检测系统。

基于上述技术方案，本发明实施例通过在车辆上安装物料滚落的检测系统，能够在车辆运输物料发生滚落的第一时间检测到滚落物料，并发出该滚落物料的信息，提升车辆行驶安全的同时有效提升道路运输效率。

并且对于处于相同运输体系的车辆而言，例如在矿山场景下，多辆矿用卡车之间往往具有相似的行驶路线。在这种场景下，通过本发明所提供的滚落物料的检测装置，能够实现矿用卡车对于滚落物料的相互提醒，以“利他”的方式取代了原有的通过每辆矿用卡车自身的障碍物检测系统检测滚落物料“利己”的方式，使得行驶过程更加安全，检测成本更低、更有效。

特别的，除了可应用于无人驾驶车辆，对于现有的车辆，本发明所提供的检测系统还能安装并依附于现有车辆系统，以较低的改造成本改造现有车辆，提高车辆行驶过程中的安全性。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

在本发明的描述中如果使用了术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等，那么上述术语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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备、机构、部件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (14)

1.一种车辆运输物料滚落的检测系统，其特征在于，包括：

物料滚落检测器，设置于车辆，用于检测所述车辆的滚落物料，并收集所述滚落物料的信息；

处理器，与所述物料滚落检测器通讯连接，用于接收并处理由所述物料滚落检测器所收集的滚落物料的信息；和

信号发送器，与所述处理器通讯连接，用于发送所述处理器对所述滚落物料的信息的处理结果。

2.根据权利要求1所述检测系统，其特征在于，包括：

警示器，安装于所述车辆，与所述信号发送器通讯连接，能够向所述车辆的驾驶人员显示由所述信号发送器发送的所述处理结果。

3.根据权利要求1所述检测系统，其特征在于，所述物料滚落检测器包括：

激光传感器，能够收集所述滚落物料的尺寸信息。

4.根据权利要求3所述检测系统，其特征在于，所述处理器包括：

判别单元，能够将所述滚落物料的尺寸与设定尺寸相比较，并在所述滚落物料的尺寸大于所述设定尺寸时，使所述信号发送器发送对所述滚落物料的信息的处理结果。

5.根据权利要求3所述检测系统，其特征在于，包括：

定位器，与所述处理器通讯连接，用于对所述车辆进行定位，并将所述定位信息发送给所述处理器；

在所述物料滚落检测器检测到滚落物料时，所述信号发送器能够发送由所述处理器所接收的所述定位信息。

6.根据权利要求1所述检测系统，其特征在于，包括：

信号中心，与多个车辆的所述信号发送器通讯连接，能够接收由所述多个车辆的信号发送器所发送的多个处理结果。

7.根据权利要求6所述检测系统，其特征在于，包括：

警示器，安装于所述多个车辆，与所述信号中心通讯连接，能够向所述多个车辆的驾驶人员或道路救援人员显示由所述信号中心所接受到的所述多个处理结果。

8.根据权利要求2所述检测系统，其特征在于，所述激光传感器包括：

至少两个具有270°扫描范围的激光传感器，分别设置于所述车辆两个侧面靠近车头的位置，能够扫描所述车辆的车头区域及两个侧面区域；和

至少一个具有180°扫描范围的激光传感器，设置于所述车辆的车尾，能够扫描所述车辆的车尾区域。

9.根据权利要求2所述检测系统，其特征在于，所述激光传感器包括：

至少四个具有180°扫描范围的激光传感器，分别设置于所述车辆的车头、车尾及两个侧面，能够分别扫描所述车辆的车头区域、车尾区域及两个侧面区域。

10.一种车辆运输物料滚落的检测方法，其特征在于，包括：

在车辆上设置物料滚落检测器，用于检测所述车辆的滚落物料，并收集所述滚落物料的信息；

处理所述滚落物料的信息；

发送对所述滚落物料的信息的处理结果；和

在所述车辆上设置警示器，用于显示对所述滚落物料的信息的处理结果。

11.根据权利要求10所述检测方法，其特征在于，对所述滚落物料的信息的收集方法包括：

收集所述滚落物料的尺寸；

对所述滚落物料的信息的处理方法包括：

将所述滚落物料的尺寸与设定尺寸相比较，并在所述滚落物料的尺寸大于所述设定尺寸时，发送所述滚落物料的信息的处理结果。

12.根据权利要求10所述检测方法，其特征在于，包括：

对所述车辆进行定位，收集并在检测到滚落物料时，发送所述车辆的定位信息。

13.根据权利要求10所述检测方法，其特征在于，包括：

接受由多个车辆所发出的对所述滚落物料的信息的处理结果；和

向所述多个车辆的驾驶人员或道路救援人员显示所述多个处理结果。

14.一种矿用卡车，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述车辆滚落物料的检测系统。