CN110412554B - 障碍物监测系统及方法 - Google Patents

障碍物监测系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110412554B
CN110412554B CN201910564557.0A CN201910564557A CN110412554B CN 110412554 B CN110412554 B CN 110412554B CN 201910564557 A CN201910564557 A CN 201910564557A CN 110412554 B CN110412554 B CN 110412554B
Authority
CN
China
Prior art keywords
distance
processor
obstacle
echo signal
drilling rig
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910564557.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110412554A (zh
Inventor
孙博
刘伟
王文刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Sany Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Sany Intelligent Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Sany Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Beijing Sany Intelligent Technology Co Ltd
Priority to CN201910564557.0A priority Critical patent/CN110412554B/zh
Priority to CN202110337086.7A priority patent/CN113075651A/zh
Publication of CN110412554A publication Critical patent/CN110412554A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110412554B publication Critical patent/CN110412554B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B41/00—Equipment or details not covered by groups E21B15/00 - E21B40/00
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/02—Drilling rigs characterised by means for land transport with their own drive, e.g. skid mounting or wheel mounting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
    • G01S13/867—Combination of radar systems with cameras
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本申请提供一种障碍物监测系统及方法，应用于旋挖钻机，障碍物监测系统包括信息采集模块、显示模块和处理器，信息采集模块及显示模块均与处理器电连接，信息采集模块设置在旋挖钻机尾部，显示模块设置在旋挖钻机驾驶室内；信息采集模块用于发射原始信号，以及接收原始信号经障碍物反射后得到的回波信号；处理器用于接收信息采集模块发送的回波信号，并依据原始信号和回波信号确定出旋挖钻机与障碍物之间的距离；处理器还用于当距离小于或等于预设安全距离时，控制信息采集模块采集障碍物的图像信息，并将图像信息发送至显示模块进行显示。驾驶员通过显示模块观测到障碍物，了解驾驶室外的环境。

Description

障碍物监测系统及方法
技术领域
本申请涉及雷达测距技术领域，具体而言，涉及一种障碍物监测系统及方法。
背景技术
旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械，被广泛的应用于砂土、粘性土、粉质土等土层的施工，同时，也被广泛应用于在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中。
旋挖钻机作业于施工等复杂的环境中，驾驶员在驾驶室内操作旋挖钻机时，无法获知车外的情况，容易导致旋挖钻机与障碍物发生碰撞，造成旋挖钻机的损坏。
发明内容
本申请的目的在于提供一种障碍物监测系统及方法，可监测旋挖钻机驾驶室外的障碍物。
为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供一种障碍物监测系统，应用于旋挖钻机，所述障碍物监测系统包括信息采集模块、显示模块和处理器，所述信息采集模块及所述显示模块均与所述处理器电连接，所述信息采集模块设置在所述旋挖钻机尾部，所述显示模块设置在所述旋挖钻机驾驶室内；所述信息采集模块用于发射原始信号，以及接收所述原始信号经障碍物反射后得到的回波信号；所述处理器用于接收所述信息采集模块发送的所述回波信号，并依据所述原始信号和所述回波信号确定出所述旋挖钻机与所述障碍物之间的距离；所述处理器还用于当所述距离小于或等于预设安全距离时，控制所述信息采集模块采集所述障碍物的图像信息，并将所述图像信息发送至所述显示模块进行显示。
可选地，所述信息采集模块包括测距单元及摄像单元，所述测距单元及所述摄像单元均与所述处理器电连接；所述测距单元用于发射所述原始信号、接收经所述障碍物反射所述原始信号后得到的所述回波信号；所述摄像单元用于采集所述障碍物的所述图像信息，并将所述图像信息发送至所述处理器。
可选地，所述测距单元包括第一雷达及第二雷达，所述第一雷达及所述第二雷达均与所述处理器电连接，所述第一雷达安装在所述旋挖钻机尾部的第一侧，所述第二雷达安装在所述旋挖钻机尾部的第二侧；所述原始信号包括第一原始信号和第二原始信号，所述回波信号包括第一回波信号和/或第二回波信号，所述距离包括第一距离和/或第二距离；所述第一雷达用于发射所述第一原始信号，以及接收所述第一原始信号经所述障碍物反射后得到的所述第一回波信号；所述第二雷达用于发送所述第二原始信号，以及接收所述第二原始信号经所述障碍物反射后得到的所述第二回波信号。
所述处理器还用于：在接收到所述第一回波信号且未接收到所述第二回波信号时，依据所述第一原始信号及所述第一回波信号，确定出所述旋挖钻机与所述障碍物之间的所述第一距离；或者，在接收到所述第二回波信号且未接收到所述第一回波信号时，依据所述第二原始信号及所述第二回波信号，确定出所述旋挖钻机与所述障碍物之间的所述第二距离；或者，在接收到所述第一回波信号及所述第二回波信号时，依据所述第一原始信号及所述第一回波信号，确定出所述第一距离，依据所述第二原始信号及所述第二回波信号，确定出所述第二距离。
可选地，所述摄像单元包括第一摄像机及第二摄像机，所述第一摄像机及所述第二摄像机均与所述处理器电连接，所述第一摄像机安装在所述旋挖钻机尾部的第一侧，所述第二摄像机安装在所述旋挖钻机尾部的第二侧。
所述处理器还用于：当所述第一距离小于或等于所述预设安全距离时，控制所述第一摄像机采集所述图像信息；或者，当所述第二距离小于或等于所述预设安全距离时，控制所述第二摄像机采集所述图像信息；或者，当第一距离小于或等于所述预设安全距离，且所述第二距离小于或等于所述预设安全距离时，控制所述第一摄像机及所述第二摄像机采集所述图像信息。
可选地，所述旋挖钻机包括回转马达及行走马达，所述回转马达及所述行走马达均与所述处理器电连接；所述处理器还用于当所述第一距离小于或等于预设停止距离时，禁止所述回转马达正向转动，其中所述预设停止距离小于所述预设安全距离；所述处理器还用于当所述第二距离小于或等于所述预设停止距离时，禁止所述回转马达反向转动；所述处理器还用于当判定出所述第一距离及所述第二距离均小于或等于预设停止距离时，禁止所述行走马达反转。
可选地，所述障碍物监测系统还包括第一报警模块，所述第一报警模块与所述处理器电连接；所述处理器还用于当所述距离小于或等于所述预设安全距离时，控制所述第一报警模块工作。
可选地，所述障碍物监测系统还包括第二报警模块，所述第二报警模块与所述处理器电连接；所述处理器还用于当所述距离小于或等于预设停止距离时，控制所述第二报警模块工作，其中所述预设停止距离小于所述预设安全距离。
第二方面，本申请实施例还提供一种障碍物监测方法，所述障碍物监测方法应用于第一方面所述的障碍物监测系统，所述方法包括：信息采集模块发射原始信号，以及接收所述原始信号经障碍物反射后得到的回波信号；处理器接收所述信息采集模块发送的所述回波信号，并依据所述原始信号和所述回波信号确定出所述旋挖钻机与所述障碍物之间的距离；所述处理器当所述距离小于或等于预设安全距离时，控制所述信息采集模块采集所述障碍物的图像信息，并将所述图像信息发送至所述显示模块进行显示。
可选地，所述信息采集模块包括测距单元，所述测距单元与所述处理器电连接；所述信息采集模块用于发射原始信号，以及接收所述原始信号经障碍物反射后得到的回波信号的步骤，包括：所述测距单元发射所述原始信号、接收经所述障碍物反射所述原始信号后得到的所述回波信号。
可选地，所述测距单元包括第一雷达及第二雷达，所述第一雷达及所述第二雷达均与所述处理器电连接，所述第一雷达安装在所述旋挖钻机尾部的第一侧，所述第二雷达安装在所述旋挖钻机尾部的第二侧；所述测距单元用于发射所述原始信号、接收经所述障碍物反射所述原始信号后得到的所述回波信号的步骤，包括：所述原始信号包括第一原始信号和第二原始信号，所述回波信号包括第一回波信号和/或第二回波信号，所述距离包括第一距离和/或第二距离；所述第一雷达发射所述第一原始信号，以及接收所述第一原始信号经所述障碍物反射后得到的所述第一回波信号；所述第二雷达发送所述第二原始信号，以及接收所述第二原始信号经所述障碍物反射后得到的所述第二回波信号。
所述处理器接收所述信息采集模块发送的所述回波信号，并依据所述原始信号和所述回波信号确定出所述旋挖钻机与所述障碍物之间的距离的步骤，包括：所述处理器在接收到所述第一回波信号且未接收到所述第二回波信号时，依据所述第一原始信号及所述第一回波信号，确定出所述旋挖钻机与所述障碍物之间的所述第一距离；或者，在接收到所述第二回波信号且未接收到所述第一回波信号时，依据所述第二原始信号及所述第二回波信号，确定出所述旋挖钻机与所述障碍物之间的所述第二距离；或者，在接收到所述第一回波信号及所述第二回波信号时，依据所述第一原始信号及所述第一回波信号，确定出所述第一距离，依据所述第二原始信号及所述第二回波信号，确定出所述第二距离。
与现有技术相比，本申请提供的一种障碍物监测系统及方法，通过信息采集模块发射原始信号，原始信号经过障碍物反射后得到回波信号，回波信号被信息采集模块接收后发送至处理器，处理器接收信息采集模块发送的回波信号，依据原始信号和回波信号之间的时间差确定出旋挖钻机与障碍物之间的距离；当距离小于或等于预设安全距离时，可以认为障碍物对旋挖钻机的驾驶造成了威胁，此时处理器控制信息采集模块采集障碍物的图像信息，并将图像信息发送至显示模块进行显示。旋挖钻机驾驶员通过显示模块观测到障碍物，了解驾驶室外的环境，避免了旋挖钻机与障碍物发生碰撞而导致的旋挖钻机的损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
图1为本申请一实施例提供的障碍物监测系统的结构示意图；
图2为本申请另一实施例提供的障碍物监测系统的结构示意图；
图3为本申请另一实施例提供的障碍物监测系统的结构示意图；
图4为本申请另一实施例提供的障碍物监测系统的结构示意图；
图5为本申请另一实施例提供的障碍物监测系统的结构示意图；
图6为本申请一实施例提供的障碍物监测方法的流程示意图；
图7为本申请另一实施例提供的障碍物监测方法的流程示意图。
图标：1-障碍物监测系统；2-旋挖钻机；10-信息采集模块；110-测距单元；111-第一雷达；112-第二雷达；120-摄像单元；121-第一摄像机；122-第二摄像机；20-显示模块；30-处理器；40-回转马达；50-行走马达；60-第一报警模块；70-第二报警模块。
具体实施方式
为本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本申请提供一种障碍物监测系统，应用于旋挖钻机，图1为本申请一实施例提供的障碍物监测系统的结构示意图，具体地，如图1所示，障碍物监测系统1包括信息采集模块10、显示模块20和处理器30，信息采集模块10及显示模块20均与处理器30电连接，信息采集模块10设置在旋挖钻机尾部，显示模块20设置在旋挖钻机的驾驶室内。
驾驶员在驾驶室内作业时，可以观测到旋挖钻机头部的作业环境，但是旋挖钻机尾部的环境在驾驶室内是不可直接观察到的，可选地，信息采集模块10安装在旋挖钻机的尾部，获取旋挖钻机尾部的障碍物信息。
信息采集模块10用于发射原始信号，以及接收原始信号经障碍物反射后得到的回波信号。
需要说明的是，信息采集模块10实时向多个方向发射原始信号，当原始信号遇到障碍物时，原始信号经障碍物反射后按照与原始信号相反的方向传播，原始信号经过障碍物及空气等衰减后得到回波信号被信息采集模块10接收。
处理器30用于接收信息采集模块10发送的回波信号，并依据原始信号和回波信号确定出旋挖钻机与障碍物之间的距离S1。
具体地，信息采集模块10一方面将原始信号实时发送，另一方面将原始信号发送至处理器30。处理器30根据原始信号及回波信号之间的时间差，以及根据原始信号与回波信号的传播速度，计算出旋挖钻机与障碍物之间的距离S1。
可选地，处理器30可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)或网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
处理器30还用于当距离S1小于或等于预设安全距离S2时，控制信息采集模块10采集障碍物的图像信息，并将图像信息发送至显示模块20进行显示。
当距离S1小于预设安全距离S2时，即在该距离范围内，障碍物对旋挖钻机的驾驶造成安全隐患，因此为了保证旋挖钻机及驾驶员的安全，在该距离范围内的障碍物应当被监测，具体地，信息采集模块10还用于采集障碍物的图像信息，处理器30控制信息采集模块10采集图像信息，将图像信息发送至显示模块20显示，通过显示模块20显示的图像，驾驶员可以获知障碍物的信息。
可选地，显示模块20可以为显示器，例如CRT(Cathode Ray Tube，阴极射线管)显示器、LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示器等。
本申请提供一种障碍物监测系统，信息采集模块10发射原始信号，原始信号经过障碍物反射后得到回波信号，回波信号被信息采集模块10接收后发送至处理器30，处理器30接收信息采集模块10发送的回波信号，依据原始信号和回波信号之间的时间差确定出旋挖钻机与障碍物之间的距离S1。当距离S1小于或等于预设安全距离S2时，即，在距离S1小于或等于预设安全距离S2时，障碍物对旋挖钻机的驾驶造成了威胁，处理器30控制信息采集模块10采集障碍物的图像信息，并将图像信息发送至显示模块20进行显示。旋挖钻机驾驶员通过显示模块20观测到障碍物，了解驾驶室外的环境，避免了旋挖钻机与障碍物发生碰撞而导致的旋挖钻机的损坏。
可选地，图2为本申请另一实施例提供的障碍物监测系统的结构示意图，如图2所示，信息采集模块10包括测距单元110及摄像单元120，测距单元110与处理器30电连接。
测距单元110用于发射原始信号、接收经障碍物反射原始信号后得到的回波信号。
摄像单元120用于采集障碍物的图像信息，并将图像信息发送至处理器30。
可选地，图3为本申请另一实施例提供的障碍物监测系统的结构示意图，如图3所示，测距单元110包括第一雷达111及第二雷达112，第一雷达111及第二雷达112均与处理器30电连接，第一雷达111安装在旋挖钻机尾部的第一侧，第二雷达112安装在旋挖钻机尾部的第二侧。
原始信号包括第一原始信号和第二原始信号，回波信号包括第一回波信号和/或第二回波信号，距离S1包括第一距离S11和/或第二距离S12。
第一雷达111用于发射第一原始信号，以及接收第一原始信号经障碍物反射后得到的第一回波信号。
具体地，第一雷达111的工作过程为：第一雷达111向多个方向实时发射第一原始信号，第一原始信号为电磁波信号，当第一原始信号遇到障碍物时，第一原始信号经过障碍物反射后，按照与第一原始信号相反的传播方向进行传播得到第一回波信号，其中，第一回波信号也为电磁波信号，与第一原始信号相比，第一回波信号是经过空气及障碍物等的能量衰减后的电磁波信号。
可选地，第一雷达111可以，但不仅限于脉冲激光雷达、连续波激光雷达等。
第二雷达112用于发送第二原始信号，以及接收第二原始信号经障碍物反射后得到的第二回波信号。
在本实施例中，测距单元110采用雷达组，即第一雷达111及第二雷达112。第一雷达111和第二雷达112的工作过程一致，在此不再赘述第二雷达112的工作过程。
可选地，第二雷达112可以，但不仅限于脉冲激光雷达、连续波激光雷达等。
处理器30还用于：
在接收到第一回波信号且未接收到第二回波信号时，依据第一原始信号及第一回波信号，确定出旋挖钻机与障碍物之间的第一距离S11。
需要说明的是，当处理器30接收到第一回波信号时，则说明障碍物在第一雷达111的扫描范围内，在旋挖钻机尾部的第一侧检测到障碍物。
或者，在接收到第二回波信号且未接收到第一回波信号时，依据第二原始信号及第二回波信号，确定出旋挖钻机与障碍物之间的第二距离S12。
需要说明的是，当处理器30接受到第二回波信号时，则说明障碍物在第二雷达112的扫描范围内，在旋挖钻机尾部的第二侧检测到障碍物。
或者，在接收到第一回波信号及第二回波信号时，依据第一原始信号及第一回波信号，确定出第一距离S11，依据第二原始信号及第二回波信号，确定出第二距离S12。
需要说明的是，当处理器30接受到第一回波信号及第二回波信号时，则说明障碍物既在第一雷达111的检测范围内，又在第二雷达112的检测范围内，即障碍物在第一雷达111与第二雷达112的共同的检测区域内，也即在旋挖钻机尾部的后方检测到障碍物。
继续参见图3，可选地，摄像单元120包括第一摄像机121及第二摄像机122，第一摄像机121及第二摄像机122均与处理器30电连接，第一摄像机121安装在旋挖钻机尾部的第一侧，第二摄像机122安装在旋挖钻机尾部的第二侧。
可选地，第一摄像机121及第二摄像机122可以为，但不仅限于半球型摄像机、一体化摄像机、高速球摄像机、网络摄像机等。
第一摄像机121与第一雷达111安装在旋挖钻机尾部的同一侧，当第一雷达111检测到障碍物时，第一摄像机121对第一雷达111侧障碍物进行图像采集。第二摄像机122与第二雷达112安装在旋挖钻机尾部的同一侧，当第二雷达112检测到障碍物时，第二摄像机122对第二雷达112侧障碍物进行图像采集。当第一雷达111和第二雷达112均检测到障碍物时，第一摄像机121及第二摄像机122均对障碍物进行图像采集。即第一摄像机121的工作状态依据第一雷达111检测的结果，第二摄像机122的工作状态依据第二雷达112检测的结果，并且第一摄像机121及第二摄像机122是直接受处理器30控制的，具体为：
处理器30还用于：
当第一距离S11小于或等于预设安全距离S2时，控制第一摄像机121采集图像信息。
或者，当第二距离S12小于或等于预设安全距离S2时，控制第二摄像机122采集图像信息。
或者，当第一距离S11小于或等于预设安全距离S2，且第二距离S12小于或等于预设安全距离S2时，控制第一摄像机121及第二摄像机122采集图像信息。
可选地，图4为本申请另一实施例提供的障碍物监测系统的结构示意图，如图4所示，在图3的基础上，增加了回转马达40及行走马达50，具体地，旋挖钻机2包括回转马达40及行走马达50，回转马达40及行走马达50均与处理器30电连接。
可选地，回转马达40及行走马达50可以为，但不仅限于气动马达、液压马达、电动马达等。
处理器30还用于当第一距离S11小于或等于预设停止距离S3时，禁止回转马达40正向转动，其中预设停止距离S3小于预设安全距离S2。
需要说明的是，第一距离S11是根据第一雷达111发送的第一回波信号及第一原始信号获取的，当第一距离S11小于或等于预设停止距离S3时，则说明在旋挖钻机2尾部第一侧有障碍物，且旋挖钻机2距障碍物的距离较近，如果旋挖钻机2继续往第一侧行驶，则旋挖钻机2与障碍物发送碰撞的风险很高，因此，旋挖钻机2不能往第一侧行驶，而回转马达40的正向转动驱动旋挖钻机2往第一侧行驶，故控制旋挖钻机2的回转马达40，禁止回转马达40正转，以防止旋挖钻机2与障碍物发送碰撞。
还需要说明的是，回转马达40的转动方向与旋挖钻机2的行走方向可根据旋挖钻机2的实际设置而定，可选地，若回转马达40正转，旋挖钻机2往第一侧行驶，则回转马达40反转，旋挖钻机2往第二侧行驶。若回转马达40正转，旋挖钻机2往第二侧行驶，则回转马达40反转，旋挖钻机2往第一侧行驶。
处理器30还用于当第二距离S12小于或等于预设停止距离S3时，禁止回转马达40反向转动。
需要说明的是，根据第二距离S12与预设停止距离S3的关系控制回转马达40的转向，同根据第一距离S11与预设停止距离S3的关系控制回转马达40的转向原理一致，在此不再赘述。
处理器30还用于当判定出第一距离S11及第二距离S12均小于或等于预设停止距离S3时，禁止行走马达50反转。
在本实施例中，第一距离S11及第二距离S12均小于或等于预设停止距离S3，则障碍物在旋挖钻机2尾部的正后方，行走路马达反转控制旋挖钻机2后退，禁止行走马达50反转，防止旋挖钻机2后退导致旋挖钻机2与障碍物发生碰撞。
需要说明的是，旋挖钻机2的头部的环境，驾驶员可以通过驾驶室直接观察到，因此，障碍物监测系统1不必对车头方向进行检测，亦不必对行走马达50的正转进行控制。
还需要说明的是，行走马达50的转动方向与旋挖钻机的行走方向可根据旋挖钻机的实际设置而定，可选地，若行走马达50正转，旋挖钻机2往前行驶，则行走马达50反转，旋挖钻机2往后行驶。若行走马达50正转，旋挖钻机2往后行驶，则行走马达50反转，旋挖钻机2往前行驶。
可选地，图5为本申请另一实施例提供的障碍物监测系统的结构示意图，如图5所示，在图1的基础上增加了第一报警模块60和第二报警模块70，具体地，障碍物监测系统1还包括第一报警模块60，第一报警模块60与处理器30电连接。
可选地，第一报警模块60可以为，但不仅限于报警闪烁灯，蜂鸣器等。
处理器30还用于当距离S1小于或等于预设安全距离S2时，控制第一报警模块60工作。
可选地，处理器30控制第一报警模块60工作可以为：控制器输出高电平至与控制器相连的第一报警模块60，第一报警模块60的继电器线圈得电，该继电器的触点闭合，使得第一报警模块60通电进行报警工作。
继续参见图5，障碍物监测系统1还包括第二报警模块70，第二报警模块70与处理器30电连接。
可选地，第二报警模块70可以为，但不仅限于报警闪烁灯，蜂鸣器等。
处理器30还用于当距离S1小于或等于预设停止距离S2时，控制第二报警模块70工作，其中预设停止距离S3小于预设安全距离S2。
可选地，处理器30控制第二报警模块70工作可以为：控制器输出高电平至与控制器相连的第二报警模块70，第二报警模块70的继电器线圈得电，该继电器的触点闭合，使得第二报警模块70通电进行报警工作。
可选地，当障碍物与旋挖钻机2之间的距离S1小于或等于预设安全距离S2，且大于或等于预设停止距离S3时，第一报警模块60进行报警，在该距离区间内，旋挖钻机2仍然可以正常行驶，当障碍物与旋挖钻机2之前的距离S1小于或等于预设停止距离S3时，第二报警模块70进行报警，即距离S1小于预设停止距离S3时，由于预设停止距离S3小于预设安全距离S2，则距离S1必定小于预设安全距离S2，则第二报警模块70进行报警时，第一报警模块60也会进行报警。
障碍物监测系统1的工作原理为：第一雷达111和第一摄像机121均安装在旋挖钻机2尾部的第一侧，第二雷达112和第二摄像机122均安装在旋挖钻机尾部的第二侧，第一雷达111向各个方向实时发送第一原始信号，第一原始信号遇到障碍物后按照与第一原始信号相反的方向反射得到第一回波信号，第一雷达111接收第一回波信号，并将第一回波信号发送至处理器30，处理器30根据第一雷达111发送的第一原始信号及第一回波信号之间的时间及速度。处理器30计算出旋挖钻机2与障碍物之间的第一距离S11，当第一距离S11小于或等于预设安全距离S2时，控制第一摄像机121采集障碍物的图像信息，并将图像信息发送至显示模块20进行显示，以及控制第一报警模块60进行报警。当第一距离S11小于或等于预设停止距离S3时，处理器30除了控制第一摄像机121采集障碍物的图像信息及控制第一报警模块60进行报警外，还控制第二报警模块70进行报警，并且禁止回转马达40正转。根据第二雷达112发送的第二回波信息进行第二距离S12的计算，及根据第二距离S12控制第二摄像机122、第一报警模块60、第二报警模块70及回转马达40的方式与第一雷达111的相同。
本申请还提供一种障碍物监测方法，适用于第一方面的障碍物监测系统，具体地，图6为本申请一实施例提供的障碍物监测方法的流程示意图，如图6所示，障碍物监测方法包括：
S101、信息采集模块发射原始信号，以及接收原始信号经障碍物反射后得到的回波信号。
需要说明的是，信息采集模块10实时向多个方向发射原始信号，当原始信号遇到障碍物时，原始信号经障碍物反射后按照与原始信号相反的方向传播，原始信号经过障碍物及空气等衰减后得到回波信号被信息采集模块10接收。
S102、处理器接收信息采集模块发送的回波信号，并依据原始信号和回波信号确定出旋挖钻机与障碍物之间的距离。
处理器30用于接收信息采集模块10发送的回波信号，并依据原始信号和回波信号确定出旋挖钻机与障碍物之间的距离S1。
具体地，信息采集模块10一方面将原始信号实时发送，另一方面将原始信号发送至处理器30。处理器30根据原始信号及回波信号之间的时间差，以及根据原始信号与回波信号的传播速度，计算出旋挖钻机与障碍物之间的距离S1。
S103、处理器当距离小于或等于预设安全距离时，控制信息采集模块采集障碍物的图像信息，并将图像信息发送至显示模块进行显示。
当距离S1小于预设安全距离S2时，即在该距离范围内，障碍物对旋挖钻机的驾驶造成安全隐患，因此为了保证旋挖钻机及驾驶员的安全，在该距离范围内的障碍物应当被监测，具体地，信息采集模块10还用于采集障碍物的图像信息，处理器30控制信息采集模块10采集图像信息，将图像信息发送至显示模块20显示，通过显示模块20显示的图像，驾驶员可以获知障碍物的信息。
可选地，信息采集模块10包括测距单元110，测距单元110及摄像单元120均与处理器30电连接，图7为本申请另一实施例提供的障碍物监测方法的流程示意图，如图7所示，S101步骤，包括：
S101-1、测距单元发射原始信号、接收经障碍物反射原始信号后得到的回波信号。
可选地，测距单元110包括第一雷达111及第二雷达112，第一雷达111及第二雷达112均与处理器30电连接，第一雷达111安装在旋挖钻机尾部的第一侧，第二雷达112安装在旋挖钻机2尾部的第二侧。S101-1步骤，包括：
原始信号包括第一原始信号和第二原始信号，回波信号包括第一回波信号和/或第二回波信号，距离包括第一距离和/或第二距离。
S101-1a、第一雷达发射第一原始信号，以及接收第一原始信号经障碍物反射后得到的第一回波信号。
具体地，第一雷达111的工作过程为：第一雷达111向多个方向实时发射第一原始信号，第一原始信号为电磁波信号，当第一原始信号遇到障碍物时，第一原始信号经过障碍物反射后，按照与第一原始信号相反的传播方向进行传播得到第一回波信号，其中，第一回波信号也为电磁波信号，与第一原始信号相比，第一回波信号是经过空气及障碍物等的能量衰减后的电磁波信号。
S101-1b、第二雷达发送第二原始信号，以及接收第二原始信号经障碍物反射后得到的第二回波信号。
需要说明的是，S101-1a和S101-1b的步骤可以分别进行，可以同时进行，具体的，需要根据障碍物的实际位置而定。
S102步骤，包括：
S102-1、处理器在接收到第一回波信号且未接收到第二回波信号时，依据第一原始信号及第一回波信号，确定出旋挖钻机与障碍物之间的第一距离。
S102-2、处理器在接收到第二回波信号且未接收到第一回波信号时，依据第二原始信号及第二回波信号，确定出旋挖钻机与障碍物之间的第二距离。
S102-3、处理器在接收到第一回波信号及第二回波信号时，依据第一原始信号及第一回波信号，确定出第一距离，依据第二原始信号及第二回波信号，确定出第二距离。
需要说明的是，S102-1、S102-2以及S102-3的步骤不同时进行。
综上所述，障碍物监测系统及方法，信息采集模块10发射原始信号，原始信号经过障碍物反射后得到回波信号，回波信号被信息采集模块10接收后发送至处理器30，处理器30接收信息采集模块10发送的回波信号，依据原始信号和回波信号之间的时间差确定出旋挖钻机与障碍物之间的距离S1。当距离S1小于或等于预设安全距离S2时，处理器30控制信息采集模块10采集障碍物的图像信息，并将图像信息发送至显示模块20进行显示。旋挖钻机驾驶员通过显示模块20观测到障碍物，避免了旋挖钻机与障碍物发生碰撞而导致的旋挖钻机的损坏。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种障碍物监测系统，其特征在于，应用于旋挖钻机，所述障碍物监测系统包括信息采集模块、显示模块和处理器，所述信息采集模块及所述显示模块均与所述处理器电连接，所述信息采集模块设置在所述旋挖钻机的尾部，所述显示模块设置在所述旋挖钻机驾驶室内；所述旋挖钻机包括回转马达及行走马达，所述回转马达及所述行走马达均与所述处理器电连接；所述障碍物监测系统还包括第一报警模块，所述第一报警模块与所述处理器电连接；所述障碍物监测系统还包括第二报警模块，所述第二报警模块与所述处理器电连接；
所述信息采集模块用于发射原始信号，以及接收所述原始信号经障碍物反射后得到的回波信号；
所述处理器用于接收所述信息采集模块发送的所述回波信号，并依据所述原始信号和所述回波信号确定出所述旋挖钻机与所述障碍物之间的距离；所述距离包括第一距离和/或第二距离；
所述处理器还用于当所述距离小于或等于预设安全距离时，控制所述信息采集模块采集所述障碍物的图像信息，并将所述图像信息发送至所述显示模块进行显示；
所述处理器还用于当所述第一距离小于或等于预设停止距离时，禁止所述回转马达正向转动，其中所述预设停止距离小于所述预设安全距离；
所述处理器还用于当所述第二距离小于或等于所述预设停止距离时，禁止所述回转马达反向转动；
所述处理器还用于当判定出所述第一距离及所述第二距离均小于或等于预设停止距离时，禁止所述行走马达反转；
所述处理器还用于当所述距离小于或等于所述预设安全距离时，控制所述第一报警模块工作；
所述处理器还用于当所述距离小于或等于预设停止距离时，控制所述第二报警模块工作，其中所述预设停止距离小于所述预设安全距离。
2.根据权利要求1所述的障碍物监测系统，其特征在于，所述信息采集模块包括测距单元及摄像单元，所述测距单元及所述摄像单元均与所述处理器电连接；
所述测距单元用于发射所述原始信号、接收经所述障碍物反射所述原始信号后得到的所述回波信号；
所述摄像单元用于采集所述障碍物的所述图像信息，并将所述图像信息发送至所述处理器。
3.根据权利要求2所述的障碍物监测系统，其特征在于，所述测距单元包括第一雷达及第二雷达，所述第一雷达及所述第二雷达均与所述处理器电连接，所述第一雷达安装在所述旋挖钻机尾部的第一侧，所述第二雷达安装在所述旋挖钻机尾部的第二侧；
所述原始信号包括第一原始信号和第二原始信号，所述回波信号包括第一回波信号和/或第二回波信号，所述距离包括第一距离和/或第二距离；
所述第一雷达用于发射所述第一原始信号，以及接收所述第一原始信号经所述障碍物反射后得到的所述第一回波信号；
所述第二雷达用于发送所述第二原始信号，以及接收所述第二原始信号经所述障碍物反射后得到的所述第二回波信号；
所述处理器还用于：
在接收到所述第一回波信号且未接收到所述第二回波信号时，依据所述第一原始信号及所述第一回波信号，确定出所述旋挖钻机与所述障碍物之间的所述第一距离；
或者，在接收到所述第二回波信号且未接收到所述第一回波信号时，依据所述第二原始信号及所述第二回波信号，确定出所述旋挖钻机与所述障碍物之间的所述第二距离；
或者，在接收到所述第一回波信号及所述第二回波信号时，依据所述第一原始信号及所述第一回波信号，确定出所述第一距离，依据所述第二原始信号及所述第二回波信号，确定出所述第二距离。
4.根据权利要求3所述的障碍物监测系统，其特征在于，所述摄像单元包括第一摄像机及第二摄像机，所述第一摄像机及所述第二摄像机均与所述处理器电连接，所述第一摄像机安装在所述旋挖钻机尾部的第一侧，所述第二摄像机安装在所述旋挖钻机尾部的第二侧；
所述处理器还用于：
当所述第一距离小于或等于所述预设安全距离时，控制所述第一摄像机采集所述图像信息；
或者，当所述第二距离小于或等于所述预设安全距离时，控制所述第二摄像机采集所述图像信息；
或者，当第一距离小于或等于所述预设安全距离，且所述第二距离小于或等于所述预设安全距离时，控制所述第一摄像机及所述第二摄像机采集所述图像信息。
CN201910564557.0A 2019-06-26 2019-06-26 障碍物监测系统及方法 Active CN110412554B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910564557.0A CN110412554B (zh) 2019-06-26 2019-06-26 障碍物监测系统及方法
CN202110337086.7A CN113075651A (zh) 2019-06-26 2019-06-26 障碍物监测系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910564557.0A CN110412554B (zh) 2019-06-26 2019-06-26 障碍物监测系统及方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110337086.7A Division CN113075651A (zh) 2019-06-26 2019-06-26 障碍物监测系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110412554A CN110412554A (zh) 2019-11-05
CN110412554B true CN110412554B (zh) 2021-10-29

Family

ID=68358388

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110337086.7A Pending CN113075651A (zh) 2019-06-26 2019-06-26 障碍物监测系统及方法
CN201910564557.0A Active CN110412554B (zh) 2019-06-26 2019-06-26 障碍物监测系统及方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110337086.7A Pending CN113075651A (zh) 2019-06-26 2019-06-26 障碍物监测系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN113075651A (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111594137B (zh) * 2020-05-22 2024-02-06 上海华兴数字科技有限公司 一种旋挖钻机的监控设备以及旋挖钻机
CN112644513A (zh) * 2020-11-09 2021-04-13 北方爆破科技有限公司 一种钻机防碰撞预警装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1391632A (zh) * 1999-09-24 2003-01-15 弗米尔制造公司 用于控制地下钻孔机的实时控制系统和方法
JP2008255765A (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Meiwa Kikai Kk Ｎ値検出方法およびｎ値検出装置並びに杭穴掘削装置
CN201947394U (zh) * 2010-12-24 2011-08-24 北京市三一重机有限公司 旋挖钻机回转雷达监控系统
CN103573261A (zh) * 2012-08-03 2014-02-12 中国石油天然气集团公司 一种井下超声波顶底板测量方法及装置
CN204210381U (zh) * 2014-11-05 2015-03-18 北京市三一重机有限公司 一种回转防撞装置及工程机械

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3855552B2 (ja) * 1999-08-26 2006-12-13 松下電工株式会社 車両周辺障害物監視装置
EP3320875A1 (en) * 2009-11-13 2018-05-16 Intuitive Surgical Operations Inc. Apparatus for hand gesture control in a minimally invasive surgical system
CN102608606A (zh) * 2012-03-22 2012-07-25 河海大学 汽车盲区监控雷达准确检测多目标的有效方法
CN202881892U (zh) * 2012-11-20 2013-04-17 长沙中联重科环卫机械有限公司 吹雪车吹嘴自动防撞系统以及吹雪车
CN105297817A (zh) * 2014-07-28 2016-02-03 西安众智惠泽光电科技有限公司 一种对挖掘机进行监控的方法
CN205089306U (zh) * 2015-10-29 2016-03-16 山东弘方重工机械有限公司 旋挖钻机回转监控预警系统
CN105398389B (zh) * 2015-12-23 2018-08-14 安徽安凯汽车股份有限公司 一种汽车安全驾驶辅助检测系统及方法
CN105718888B (zh) * 2016-01-22 2019-09-13 北京中科慧眼科技有限公司 障碍物预警方法和障碍物预警装置
JP6599835B2 (ja) * 2016-09-23 2019-10-30 日立建機株式会社 鉱山用作業機械、障害物判別装置、及び障害物判別方法
CN107215274A (zh) * 2017-03-25 2017-09-29 南宁市广千信息技术有限公司 车辆安全预警系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1391632A (zh) * 1999-09-24 2003-01-15 弗米尔制造公司 用于控制地下钻孔机的实时控制系统和方法
JP2008255765A (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Meiwa Kikai Kk Ｎ値検出方法およびｎ値検出装置並びに杭穴掘削装置
CN201947394U (zh) * 2010-12-24 2011-08-24 北京市三一重机有限公司 旋挖钻机回转雷达监控系统
CN103573261A (zh) * 2012-08-03 2014-02-12 中国石油天然气集团公司 一种井下超声波顶底板测量方法及装置
CN204210381U (zh) * 2014-11-05 2015-03-18 北京市三一重机有限公司 一种回转防撞装置及工程机械

Also Published As

Publication number Publication date
CN113075651A (zh) 2021-07-06
CN110412554A (zh) 2019-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110412554B (zh) 障碍物监测系统及方法
DE102017003067B4 (de) Kollisionsverhinderungsvorrichtung und kollisionsverhinderungsverfahren
JP7154362B2 (ja) 作業車
CN104590120B (zh) 汽车自适应影像辅助通过方法及系统
CN105242276A (zh) 一种基于超声波传感器的泊车辅助系统
US20070255498A1 (en) Systems and methods for determining threshold warning distances for collision avoidance
CN206719085U (zh) 基于原车报警显示的雷达泊车辅助装置
CN104459702A (zh) 用于检测机动车的侧面环境的设备和方法
JP2006240453A (ja) センサ異常検出装置及びセンサ異常検出方法
CN105398389A (zh) 一种汽车安全驾驶辅助检测系统及方法
JP2018113032A (ja) 車両後退支援システム及び方法
CN113071418A (zh) 车辆的后视镜控制方法、装置、电子设备及存储介质
JP4346521B2 (ja) 障害物検知装置
CN112009398A (zh) 车辆的控制方法、装置、车辆和存储介质
JP2009083743A (ja) 車両用警報装置
CN115497338B (zh) 辅路路口的盲区预警系统、方法及装置
JP2981943B2 (ja) 作業機械の警報システム
CN116163618A (zh) 车门控制方法、车门控制装置、车载终端、车辆及介质
CN114279525A (zh) 一种汽车涉水检测方法、电子设备及存储介质
EP1798565B1 (en) Radar apparatus
JP2987219B2 (ja) 車両用安全装置
JPH03110490A (ja) 車両周辺監視装置
KR100361282B1 (ko) 자동차의 초음파 거리감지센서를 이용한 차선변경방법
CN110077350A (zh) 一种他车盲区报警系统
JP2009110037A (ja) 車両案内装置、車両案内方法および車両案内プログラム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant