CN110304589B - 限高判定方法以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种限高判定方法以及系统，属于装置的安全辅助技术领域。该方法包括：S1，检测操作者处于操作区域内的最高处到操作区域内的限高处的距离h；S2，判断所述距离h是否满足预先设定的目标安全距离H，进一步地，如果S2判断是满足条件，则允许操作者在操作区域内对操作对象进行操作；如果S2判断是不满足条件，则发出提示。本发明解决了对操作者操作特定设备或装置时通过人工检测限高方法所导致的不准确和效率低下的问题。

Description

限高判定方法以及系统

技术领域

本发明涉及装置的安全辅助技术，更具体涉及一种用于操作特种车辆所需的安全判定的辅助方法及系统，尤其是用于装有矮型护顶架的操作对象对于操作者进行高度安全判定的方法以及系统。

背景技术

对于操作一些特定设备或装置时，操作者与这些特定设备或装置的限高处的距离往往是有严格规定的，否则将有安全隐患的产生。例如，驾驶包括叉车等一些特种车辆，操作者的头部距离其护顶架底部需要满足一定的安全距离(如30mm)，以避免操作中发生安全事故。例如，为了保证叉车操作者安全、准确、规范操作叉车，叉车操作者应当严格遵循叉车安全操作规程。现在常见的一种矮型护顶架可以对身处复杂的作业环境中的叉车操作者起到有效防护作用，但是这类矮型护顶架通常对叉车操作者的身高有一定的要求，这是因为矮型护顶架在保障操作者安全的同时，还应使操作者的视线开阔，减少在作业环境的盲区，以保证叉车操作者在驾驶过程中的准确决策和安全作业。

目前，对于这类矮型护顶架还只能依靠人工用肉眼对操作者头顶到护顶架底部的距离进行检查，来判断该操作者是否满足安全驾驶的条件，这种人工检测的方法存在主观判断不够准确，从而有可能导致身高不符合安全作业标准的操作者违规操作叉车，存在严重的安全风险，另一方面，人工检测的方法明显存在效率低下的问题，进而会影响整个作业场所的工作效率。

发明内容

为了克服如上所述的技术问题，避免对操作者操作特定设备或装置时通过人工检测限高方法所导致的不准确和效率低下的问题，本发明提供了一种限高判定方法以及系统。本发明采用的技术方案如下：

一方面，提供一种限高判定方法，所述方法包括：

S1、检测操作者处于操作区域内的最高处到操作区域内的限高处的距离h；

S2、判断所述距离h是否满足预先设定的目标安全距离H。

进一步地，如果S2判断是满足条件，则允许操作者在操作区域内对操作对象进行操作；如果S2判断是不满足条件，则发出提示。

另一方面，提供一种限高判定系统，所述系统包括：

测距装置，安装于操作对象，被配置为能够检测操作者处于操作区域内的最高处到操作区域内的限高处的距离h；

控制装置，根据测距装置检测的距离h来判断其是否满足预先设定的目标安全距离H。

进一步地，还包括提示装置，能够根据控制装置的判断结果而发出提示。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

对于操作一些特定设备或装置时，在操作者与这些特定设备或装置的限高处距离的安全检测环节，本申请首先通过检测操作者处于操作区域内的最高处到操作区域内的限高处的距离h，根据检测所得的距离是否满足目标安全距离的情况会做出相应的提示，当不满足目标安全距离时，操作对象将不能正常启动，当所述距离满足目标安全距离，操作对象才能被正常启动，开始安全作业，这种限高判定方法大大提高了限高判定的准确性和效率。

附图说明

图1为本发明实例的一种实施环境示意图；

图2所示为本发明实施例中一种限高判定方法的一个示意图；

图3所示为本发明实施例提供的一种叉车限高判定方法的示意框图；

图4示出了本发明实施例中一种限高判定方法的流程图；

图5给出了一种限高判定系统实施例1的结构示意图；

图6示出了一种限高判定系统实施例2的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方案作进一步地详细描述。

实施环境

本发明所公布的限高判定方法以及系统适用于需要对操作者在操作对象的操作区域内进行限高判定的情况，为更具体清楚地对本发明的实施方案进行描述，本实施环境以叉车的工作场景进行示例说明，但并应以此为限。

参照图1，图1为本发明实例的一种实施环境示意图。

图1包括检测控制系统101、护顶架102、提示装置103和操作者104。

操作者104是指在启动叉车前，接受检测的预备操作者，为了使得检测过程更加准确，操作者的坐姿应当尽量保证和正常操作时的坐姿相同。

护顶架102位于叉车顶部，对叉车的操作者在作业过程中起到一定的防护作用，可选的，护顶架102为一种矮型护顶架。

提示装置103是指能够起到提示作用的设备，可选的，提示装置103为听觉提示装置、视觉提示装置和触觉提示装置中的至少一种，可选的，听觉提示装置可以是音箱或喇叭，视觉提示装置可以是电子显示器，触觉提示装置可以是震动装置。

需要说明的是，在可能的实际操作中，提示装置103应当尽量使得操作者或其他辅助安全检测的人员方面接受到提示信息，优选的，提示装置应当面向操作者的方向。

检测控制系统101实际上应主要具备检测距离和逻辑控制与信号传输的两大功能，一方面，能够检测叉车操作者头顶和护顶架102之间的距离，另一方面，能够对检测结果进行判断，将判断结果输出给提示装置103进行相应提示，并且能够控制叉车操作系统能否正常启动。

在一种可能的实现中，检测控制系统101可以包括距离检测模块和逻辑控制模块，其中，可选的，距离检测模块可以是红外线测距检测装置、超声波测距检测装置、激光测距检测装置或视觉采集装置中的一种，而逻辑控制模块可以是通过逻辑控制电路来实现功能的相关模块，为了与距离检测模块进行信号传递，通常逻辑控制电路具有I/O接口以接收距离检测模块输出的采集信息。

可以理解的是，检测控制系统101的底部端面需要调节到不能高于护顶架102底部端面，这是因为当检测控制系统101的底部端面高于护顶架102的底部端面时，检测控制系统101所检测到的距离实际上是检测控制系统101到操作者104头顶的距离，该距离将大于护顶架102到操作者104头顶的距离，优选的，检测控制系统101的底部端面需要调节到尽量接近护顶架102底部端面。

本领域技术人员可知，上述实施环境仅为示意性的说明，并不构成对该实施环境的具体限定。

如图2所示为本发明实施例中一种限高判定方法的一个示意图，包括：

步骤201中，S1、检测操作者处于操作区域内的最高处到操作区域内的限高处的距离h。

在一种可能的实现中，步骤201中的操作者对应图1中的操作者104，也就是驾驶员，操作区域对应叉车的驾驶室，操作者处于操作区域内的最高处一般为操作者的头顶，若操作者佩戴安全帽，则是指操作者的安全帽顶部，操作区域的限高处对应叉车内顶，具体地，为护顶架102底部。

利用图1中的检测控制系统101可以检测操作者处于叉车驾驶室内的最高处到驾驶室内的护顶架底部的距离h。在一种可能的操作中，结合图1，检测控制系统101通过上述非接触式的检测方法，在不接触操作者104的情况下，能够自动完成对操作者到护顶架102底部距离的检测，可选的，可以利用红外线测距检测装置、超声波测距检测装置、激光测距检测装置或视觉采集装置中的一种进行检测。作为本发明最佳实施例的应用中，选用成本较低的红外线测距检测装置来实现。

需要说明的是，操作者在检测过程中的头部穿戴应当与正常操作时一致，例如，操作者在操作过程中如果戴帽，那么检测过程中也应戴相同的安全帽，这是因为安全帽的高度会影响检测结果的准确性。

步骤202中，S2、判断所述距离h是否满足预先设定的目标安全距离H。

这里的目标安全距离指的是预设的符合安全标准的距离阈值，根据具体的叉车型号以及作业场所的具体情况，该阈值可能会不一样，根据护顶架跌落试验及座椅的SIP(美国汽车工程师协会SAE已将车辆操作座椅设计的参考点标准化，这个参考点称为座椅标志点，即SIP)点到护顶架底部的930mm的距离要求(按1905mm人体的模型)，转换成护顶架底部到头部的距离，保证30mm的安全距离，因此，优选的，该目标安全距离可预设为30mm。

需要说明的是，所述距离h满足预先设定的目标安全距离H，即h>＝目标安全距离H，若不满足，则说明h<目标安全距离H。

本实施例提出了一种限高判定方法的方法，首先，可以采用红外线测距检测、超声波测距检测、激光测距检测或基于视觉采集检测中的一种检测方法对操作者处于操作区域内的最高处到操作区域内的限高处的距离h进行检测，实现了能够在不接触操作者的情况下，准确检测到操作者到限高处的距离，然后，根据检测所得的距离h与预设的目标安全距离H进行比较，判断是否满足目标安全距离，大大提高了限高判定的准确性和效率。

上述实施例中通过S1和S2两大步骤实现了限高判定方法，但在实际操作中，限高判定的结果往往需要反馈给需要限高判定的操作者或者相关的辅助检测人员，那么，在下述图3中就结合图1，以叉车为操作对象，给出了本发明所公布的限高判定方法还可以包括根据S1和S2的判断结果，对操作者进行提示，从而进一步完善本发明所提出的限高判定方法。

如图3所示为本发明实施例提供的一种叉车限高判定方法的示意框图。

步骤301中，检测叉车操作者处于驾驶室内的最高处到驾驶室内的护顶架底部的距离h。

步骤302中，判断所述距离h是否满足预先设定的目标安全距离30mm。

上述步骤301和302中的方法与图2所对应的实施例中描述的一致，这里便不再赘述。

步骤303中，根据上述判断结果，对操作者进行提示。

若在步骤301中检测得到的操作者头顶到护顶架底部的距离为h，提示内容在h<＝目标安全距离和h>目标安全距离这两种情况时是不相同的，应至少能达到检测人员能够辨别的程度，优选的，当h<目标安全距离时，提示内容可以包含当前检测到的距离h，这样更有助于指导后续的调整工作。

在可能的实现中，可以采用音箱或喇叭等听觉提示装置进行语音提示、电子显示器等视觉提示装置进行视觉提示、震动器等触觉提示装置进行触觉提示中的至少一种。

若检测得到的操作者头顶到护顶架底部的距离h<目标安全距离H，操作者将会得到如图1中的提示装置103给出的相应的听觉提示、视觉提示和触觉提示。可选的，通过语音提示内容为或电子显示器显示内容为“当前距离为h，不符合目标安全距离H！”，可选的，操作者座椅发生震动，以间接提示检测结果不合格。此时，说明图1中操作者104头顶到护顶架102之间的距离不符合安全标准，当前操作者不能操作叉车。补充说明的是，上述的多种提示方式中的一种或者多种同时采用均是可行的。

需要说明的是，当h<目标安全距离H时，为了保障操作者的安全，操作对象的操作系统是无法被启动的，当h>＝目标安全距离H时，操作对象的操作系统才允许被启动。可选的，这里的操作对象为叉车，当h<目标安全距离H时，在一种可能的实现中，可以通过更换符合身高条件的操作者来使得h>＝目标安全距离H，此时，叉车的操作系统才可以被正常启动，进行安全作业。

本实施例首先通过检测操作者处于叉车驾驶室内的最高处到驾驶室内的护顶架底部的距离h，根据h是否满足目标安全距离的情况会做出相应的提示，当不满足目标安全距离时，叉车将不能正常启动，根据语音提示、视觉提示装置或触觉提示装置进行提示，当操作者得到提示后，可以通过更换操作者的方式使得h满足目标安全距离，此时，叉车才能被正常使用，开始安全作业，大大提高了检测调整的准确性和效率。需要说明的是，为了能够对叉车的功能进行控制，通常可以直接把检测控制系统101的反馈指令传输至叉车的驾驶系统中，具体应用中，会通过有线或者无线的方式，将检测控制系统101与叉车控制器建立通信连接。

如图4所示为本发明实施例中一种限高判定方法的流程图，包括：

步骤401中，检测操作者处于操作对象的操作区域内的最高处到操作区域内的限高处的距离h；

需要说明的是，图4所对应实施例将结合图1中的实施环境进行具体说明，即操作对象以叉车为例来描述具体的限高判定方法的流程图。

利用图1中检测控制系统101检测操作人员104到护顶架102底部的距离。在一种可能的实现中，检测控制系统101包括光电开关，光电开关固定在护顶架上，可选的，光电开关个数为3个，各光电开关安装在护顶架的不同位置，即采用位于多点的光电检测单元，可以检查司机在不同的坐姿时的距离，需要说明的是，光电开关的底部端面需要调节到不能高于护顶架底部端面。

步骤402中，判断h是否<安全距离H，若h<H，则转到步骤403中，若h>＝H，则转到步骤405中；

需要说明的是，该步骤的逻辑判断功能是通过图1中所示检测控制系统101中的逻辑处理模块实现，这里的安全距离H已预先设置到逻辑处理模块中，优选的，安全距离H为30mm，当通过步骤401检测到操作者头顶到护顶架底部的距离h后，检测装置中的逻辑处理模块便可判断h是否满足安全距离H，在一种可能的操作中，这里的逻辑处理模块可通过逻辑控制电路来实现。

步骤403中，进行提示，切断操作对象的操作系统；

此时，h<H，说明操作者头顶到叉车护顶架底部的距离不满足安全距离，图1中的检测控制系统101需要输出信号给提示装置103，提示装置103的提示方式在图2所对应的实施例中已作说明，这里不再赘述。

需要说明的是，在操作者头顶到叉车护顶架底部的距离不满足安全距离时，叉车的操作系统是无法启动的，即不符合身高要求的操作者是无法操作当前叉车的，进一步保障操作者的安全操作。

步骤404中，更换操作者；

可以理解的是，当操作者头顶到叉车护顶架底部的距离不满足安全距离时，说明操作者身高太高，需要更换身高较矮的操作者。

步骤405中，恢复操作对象的操作系统；

此时，h>＝H，说明操作者头顶到叉车护顶架底部的距离已经满足安全距离，图1中的检测控制系统101需要输出信号给叉车的驾驶系统，使得叉车驾驶系统能允许被正常启动。

本实施例通过上述401至405的步骤描述了一种完整的限高判定方法的流程，首先，启动检测装置，检测操作者处于操作区域内的最高处到操作区域内的限高处的距离h，判断h是否<安全距离H，若h<H，进行语音提示，切断操作对象操作系统，若h>＝H，恢复操作对象操作系统，保障操作人员在对操作对象进行操作之前，能够高效准确地完成安全距离的检测和调整。

参照图5，示出了本发明一种限高判定系统实施例1的结构示意图，所述系统可以包括：测距装置501和控制装置502。

测距装置501，安装于操作对象，能够检测操作者处于操作区域内的最高处到操作区域内的限高处的距离h，在一种可能的实现中，操作对象为叉车，测距装置安装在叉车的驾驶室内顶，对应图1中护顶架102底部，能够检测操作者104的头顶到驾驶室的护顶架底部的距离。

在一种可能的实现中，测距装置501是红外线测距检测装置、超声波测距检测装置、激光测距检测装置或视觉采集装置中的一种非接触式检测的测距装置。在另一种可能的实现中，测距装置501含有多点位置的采集单元，可以更加全面准确地获取距离信息。

补充说明的是，该测距装置501根据具体选用的采集硬件不同(红外线测距、超声波测距、激光测距或视觉测距)、操作对象的不同(叉车、起重机、吊装机等不同工程车辆或生产线所用的某一些特征设备)和操作所在操的操作区域环境的不同(坐姿操作、站立操作、半俯仰操作等)，测距装置501被固定安装的位置可能会进行实际调整，以尽可能准确地检测到操作者处于操作区域内的最高处到操作区域内的限高处的距离h。

控制装置502，根据测距装置检测的距离h来判断其是否满足预先设定的目标安全距离H，控制装置的安装位置可任意选择，可选的，控制装置安装于操作对象，在一种可能的实现中，操作对象为叉车，控制装置安装在叉车的驾驶室内顶，根据测距装置检测的距离h来判断其是否满足预先设定的目标安全距离H。在可能的实现中，控制装置是安装有逻辑控制电路模块的装置。该实施例1的测距装置501和控制装置502即构成上述实施环境中所列的检测控制系统101。

本发明实施例1公布了一种限高判定系统，系统中的测距装置用于检测操作者处于操作区域内的最高处到操作区域内的限高处的距离h，控制装置根据测距装置检测的距离h，并结合预设的目标安全距离H，来判断其是否满足目标安全距离，即是否大于安全距离，利用该系统进行的距离检测和判断方法，克服了目前人工检测所存在的不准确和效率低下的问题。

上述系统实施例1中通过检测装置和判断装置实现了限高判定方法，但在实际操作中，限高判定的结果往往需要反馈给需要限高判定的操作者或者相关的辅助检测人员，那么就需要增加能够对外界起提示作用的提示装置，下述实施例将进一步完善系统实施例1。

参照图6，示出了本发明一种限高判定系统实施例2的结构示意图，所述系统可以包括：测距装置601、控制装置602和提示装置603。

测距装置601和控制装置602分别对应图5中的测距装置501和控制装置502，这里就不再详细说明。

控制装置602根据测距装置检测的距离h判断其是否满足预先设定的目标安全距离H之后，将通过有线通信或无线通信方式将判定结果反馈给外部设备，可选的，可以是这里的提示装置603，具体的，提示装置603可以是听觉提示装置、视觉提示装置和触觉提示装置中的至少一种，在一种可能的实现中，提示装置可以是音箱或喇叭，电子显示器或是震动装置中的至少一种。

可以理解的是，提示装置603的安装位置应该尽量让操作者方便得到提示，优选的，安装在面向操作者的位置，在一种可能的实际操作中，可以安装在驾驶室的内侧，震动装置安装在操作者驾驶座椅底部。

测距装置601若检测得到的操作者头顶到护顶架底部的距离h<目标安全距离H，操作者将会得到提示装置603给出的相应提示，可选的，音箱、喇叭发出声响和/或提示语音、或电子显示器显示内容为“当前距离为h，不符合目标安全距离H！”，可选的，震动器发生震动，以间接提示检测结果不合格。

控制装置602除了需要传输信号给提示装置外，为了更进一步的地保证操作者的安全操作，在一种可能的实现中，当h<目标安全距离H时，为了保障操作者的安全，控制装置602传输判定结果信号给操作对象的操作系统，使得其无法被启动，当h>＝目标安全距离H时，操作对象的操作系统才允许被启动。可选的，这里的操作对象为叉车，当h<目标安全距离H时，在一种可能的实现中，可以通过更换符合身高条件的操作者来使得h>＝目标安全距离H，此时，叉车的操作系统在得到控制装置602的判定结果信号，才可以被正常启动，进行安全作业。

本发明实施例2公布了一种限高判定系统，首先，测距装置检测操作者处于操作区域内的最高处到操作区域内的限高处的距离h，控制装置根据测距装置的距离h来判断其是否满足预先设定的目标安全距离H，并将判断结果通过信号传输接口通知给提示装置，以告知检测人员以及操作者当前准确的检测结果，如果不符合安全距离，提示装置给出需要更换操作者的提醒，同时传输信号给操作对象的操作系统，不允许操作者进行任何操作。利用该限高判定系统进行的距离检测和判定方法，克服了目前人工检测所存在的不准确和效率低下的问题，并能够通过提示装置有效反馈给操作者。

当然，本发明实施例并不仅限于图6所述的测距装置、控制装置和提示装置，还可以包括连接所述的测距装置、控制装置和提示装置的线路和连接器件等。可以理解的是，这些设备均应属于本发明的保护范围，此处不再一一赘述。

本发明还公布一种操作对象，特别是一种叉车，该叉车包括本发明公布的图5或图6所描述的限高判定系统，还包括其他一些常规的系统结构，可选的，包括电气系统、车身系统、起重系统、动力系统、液压系统、驱动系统、操作系统以及制动系统等。对于限高判定系统的具体结构和功能参见上述实施例，此处不再赘述。本发明意在保护所有能够安装上述限高判定系统的操作对象，该类操作对象通过所述系统能够快速准确地检测和判定操作者在操作对象的操作区域的最高处到操作区域内的限高处的距离，为操作者保驾护航，保障作业场所的安全和规范操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于以限制发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种限高判定方法，以对操作者在操作对象的操作区域内进行限高判定，操作者的坐姿和正常操作时的坐姿相同，其特征在于，所述操作对象是装有矮型护顶架的叉车，所述方法包括：

S1、采用测距装置检测操作者处于操作区域内的最高处到操作区域内的限高处的距离h，测距装置含有位于多点的采集单元，各采集单元安装在矮型护顶架的不同位置；

S2、判断所述距离h是否满足预先设定的目标安全距离H，还包括：

s31、如果S2判断是满足条件，则允许操作者在操作区域内对操作对象进行操作，操作对象的操作系统允许被启动；

s32、如果S2判断是不满足条件，则发出提示，并限制操作者在操作区域内对操作对象进行操作，操作对象的操作系统无法被启动；

所述操作区域是位于叉车的矮型护顶架内的驾驶室，所述限高处是矮型护顶架内的底部。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用测距装置检测是采用红外线测距检测、超声波测距检测、激光测距检测或基于视觉采集的图像测距检测中的一种。

3.一种限高判定系统，以对操作者在操作对象的操作区域内进行限高判定，操作者的坐姿和正常操作时的坐姿相同，其特征在于，所述操作对象是装有矮型护顶架的叉车，包括：

测距装置，含有位于多点的采集单元，各采集单元安装于矮型护顶架的不同位置，被配置为能够检测操作者处于操作区域内的最高处到操作区域内的限高处的距离h；

控制装置，根据测距装置检测的距离h来判断其是否满足预先设定的目标安全距离H，并根据判断结果发出反馈至操作对象，使操作对象被允许或不被允许操作者在操作区域内进行操作；其中，使操作对象被允许操作者在操作区域内进行操作是：控制操作对象的操作系统允许被启动；使操作对象不被允许操作者在操作区域内进行操作是：控制操作对象的操作系统无法被启动；

提示装置，根据控制装置的判断结果而发出提示；

所述操作区域是位于叉车的矮型护顶架内的驾驶室，所述限高处是矮型护顶架内的底部。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述提示装置是听觉提示装置、视觉提示装置和触觉提示装置中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述测距装置是红外线测距检测装置、超声波测距检测装置、激光测距检测装置或视觉采集装置中的一种。

Images