CN110805080B - 一种装载机作业场地的人员安全防护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种装载机人员安全防护系统,包括环境监测模块、控制模块及执行机构,所述执行机构包括行走机构、铲斗、动臂、摇臂、转斗油缸、动臂油缸;所述控制模块与云端服务器通过远程通讯装置保持连接,实现控制模块与云端服务器进行数据交换;所述控制模块与云端服务器采集视频探测器的信号进行实时计算,得出装载机的安全状态值f;所述安全状态值f的计算方法如下:f(x,v)=max(x(b+av))其中,a为加权系数,b预设的常数;x为装载机周围的区域设定值,v为人员的移动速度,正向表示靠近更危险区域,负向表示靠近更低危险区域。
Description
技术领域
本发明属于工程机械安全防护领域,具体涉及一种装载机作业场地人员安全防护系统。
背景技术
装载机是一种具有代表性的工程机械,广泛应用于工程施工的各种领域,具有作业效率高、施工速度快、应用范围广、场地适应性好等特点,能够完成多种物料转场、散货短距离运输、土石方搬运等施工任务。
随着技术的发展,装载机作业场地的施工安全日益重要,其施工作业现场的安全主要包括以下几方面:
1、施工现场的人员安全,包括装载机驾驶员和现场其他人员的安全;
2、施工现场的设备安全,包括装载机、现场施工范围内的其他设备安全;
3、施工现场的环境安全,包括现场地基、周围建筑物和构筑物等安全。
对于装载机施工现场的人员安全,现有技术采取的技术措施主要是设置安全标识、在装载机上安装摄像头拍摄驾驶员视觉盲区的视频、提高驾驶员的安全意识等。
上述现有技术采取的技术措施有以下缺点:
1、视频包含较多信息,没有把人员信息提取出来重点处理;
2、施工现场的人员安全,很大程度依靠驾驶员的注意力集中和处置得当,而实际上驾驶员的注意力主要在装载机作业机构及其周围,只有很小一部分注意力关注显示屏;
3、当施工现场即将发生安全事故时,装载机不能自动采取措施,以避免安全事故。
发明内容
本方案提供了一种装载机人员安全防护系统,能够采集并提取现场与安全有关的重点信息、实时识别现场人员、根据危险程度及时采取合适的措施,进而避免装载机施工现场人员安全事故的发生。本发明的技术方案如下:
一种装载机人员安全防护系统,包括环境监测模块、控制模块及执行机构,
所述环境监测模块与控制模块相联接,环境监测模块监测到的信号输入控制模块;所述控制模块与执行机构联接,控制模块发送执行信号给执行机构,用于对装载机进行操作控制;
所述执行机构包括行走机构、铲斗、动臂、摇臂、转斗油缸、动臂油缸;
所述的环境监测模块包括视频探测器,用于探测和检测装载机周围的视频图像;
所述控制模块与云端服务器通过远程通讯装置保持连接,实现控制模块与云端服务器进行数据交换;
所述控制模块与云端服务器采集视频探测器的信号进行实时计算,得出装载机的安全状态值f;预先设定一个安全状态值f的触发值A,当安全状态值f≧A时,控制模块输出执行信号到执行机构,限制执行机构的运动速度不超过预先设定值B;
进一步的,所述安全状态值f的计算方法如下:
f(x,v)=max(x(b+av))
其中,a为加权系数,b预设的常数;
x为装载机周围的区域设定值,
v为人员的移动速度,正向表示靠近更危险区域,负向表示靠近更低危险区域。
所述装载机周围的区域设定值x根据以下方式设定:
工作区域:装载机施工现场区域;
正在施工区域:装载机作业半径内区域;
高危险区域:装载机作业半径内区域的轮胎前后方、动臂及摇臂架下方和装载机往复作业范围,其中,装载机往复作业范围是指,在装载机进行铲土、运土、装车、返回等作业时,装载机移动所经过的范围;
工作区域x值<正在施工区域x值<高危险区域x值;
进一步的,所述视频探测器的监测区域包括:驾驶员视觉盲区、装载机作业范围区域、装载机所在地面;
进一步的,所述装载机周围的区域设定值x为:
工作区域x=1,正在施工区域x=15,高危险区域x=100;
进一步的,安全状态值f的触发值A=80;
进一步的,预设的常数b=A,其含义是,在装载机行驶路径上出现人员,将立即触发安全保护功能;
进一步的,限制执行机构的运动速度值B=0;
本发明的原理如下:
1、系统组成和连接关系
在装载机上装有环境监测模块,所述的环境监测模块包括电磁波探测器、雷达探测器和视频探测器中的部分或全部。环境监测模块用于探测和检测装载机周围的视频图像、物体形状、物体的距离等信号。
环境监测模块与装载机的控制模块相连接,环境监测模块监测到的信号输入控制模块。
装载机上装有控制模块,用于装载机的整机控制。控制模块用于装载机安全状态信息和过程数据的接收、存储、处理和输出。
控制模块与云端服务器通过远程通讯装置保持连接,实现控制模块与云端服务器进行数据交换。控制模块与云端服务器共同承担装载机的安全防护。
为了实现装载机的安全防护,控制模块输出安全保护信号,用于控制模块对装载机进行操作控制,以提高装载机和施工现场的安全性。
2、本方案所述的安全防护系统的工作原理
环境监测模块对装载机周围的环境进行实时监测,主要监测区域包括:
驾驶员视觉盲区,
装载机作业范围区域,
装载机所在地面,
环境监测模块的实时数据输入到控制模块后,控制模块对环境监测数据进行处理,调用人形识别模块,并进行本地实时运算,获得初步的本地结论信息,包括不同区域的人员数量及其移动速度;同时,控制模块通过与云端服务器的通讯,将这些环境监测数据和初步计算结论发送到云端服务器,同时接收云端服务器发来的云端结论信息。本地结论信息和云端结论信息描述了下列与安全相关的信息:
监测区域内的人员数量;
监测区域内的人员位置;
监测区域内人员的移动速度;
综合本地结论信息和云端结论信息,控制模块输出执行信号。执行信号发送给对应的执行机构,用于操纵装载机的部件或整机动作,从而避免危险发生,提高装载机的安全性。
3、本方案工作过程中采用的控制方法
通过预先定义和设定的方式,根据距离装载机的远近程度,把装载机周围的区域划分为几个逐层包含的区域,区域划分方式为:
工作区域:装载机施工现场区域;
正在施工区域:装载机作业半径内区域;
高危险区域:装载机作业半径内区域的轮胎前后方、动臂及摇臂架下方和装载机往复作业范围,其中,装载机往复作业范围是指,在装载机进行铲土、运土、装车、返回等作业时,装载机移动所经过的范围。
上述高危险区域是正在施工区域的一部分,正在施工区域是工作区域的一部分。为上述区域设定区域值x;
综合本地结论信息和云端结论信息,控制模块输出上述区域内的人员数量n和每个人员的移动速度v。
根据区域设定值x、每个区域内的人员数量n和每个人员的移动速度v,控制模块按照如下方法计算安全状态值f(x,v):
f(x,v)=max(x(b+av))
其中,a为加权系数,b预设的常数;
x为装载机周围的区域设定值,
v为人员的移动速度,正向表示靠近更危险区域,负向表示靠近更低危险区域。
上述计算方法,可以等价修改为其他形式的计算方法。其他等价计算方法也在本发明的保护范围之内。
预先设定一个安全状态值f(x,v)的触发值A,当安全状态值f(x,v)≧A时,控制模块输出安全保护信号到执行机构,限制执行机构的运动速度不超过预先设定值B。执行机构包括行走机构、铲斗、动臂、摇臂、转斗油缸、动臂油缸。
附图说明
图1是本发明各模块的连接关系示意图
图2是本发明的控制方法流程图
图3是装载机周围的区域设定示意图
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案:
1、系统组成和连接关系
在装载机上装有环境监测模块,所述的环境监测模块采用视频探测器,用于探测和检测装载机周围的视频图像。
视频探测器与装载机的控制模块通过控制总线相连接,视频探测器监测到的信号通过控制总线输入控制模块。
装载机上装有主控制器,作为控制模块,主控制器通过控制总线与远程通讯装置相连接,远程通讯装置通过无线通讯与云端服务器保持连接和数据交换。
为了实现装载机的安全防护,主控制器输出安全保护信号给执行机构,用于主控制器对装载机进行操作控制,以提高装载机施工现场人员的安全性。所述的执行机构包括装载机的行走机构、铲斗、动臂、摇臂、转斗油缸、动臂油缸。上述各模块的连接关系如图1所示。
2、本方案所述的安全防护系统的工作原理
视频探测器对装载机周围的环境进行实时监测,主要监测区域包括:
驾驶员视觉盲区,
装载机作业范围区域,
装载机所在地面,
视频探测器的实时数据输入到主控制器后,主控制器对环境监测数据进行处理,调用人形识别模块,并进行本地实时运算,获得初步的本地结论信息,包括不同区域的人员数量及其移动速度;同时,主控制器通过与云端服务器的通讯,将这些环境监测数据部分或全部发送到云端服务器,同时接收云端服务器发来的云端结论信息。本地结论信息和云端结论信息的内容描述了下列与安全相关的信息:
监测区域内的人员数量;
监测区域内的人员位置;
监测区域内人员的移动速度和方向;
综合本地结论信息和云端结论信息,主控制器输出执行信号。执行信号发送给对应的执行机构,用于操纵装载机的部件或整机动作,从而避免危险发生,提高装载机的安全性。
3、本方案工作过程中采用的控制方法
本方案的控制方法流程图如图2所示,通过预先定义和设定的方式,根据距离装载机的远近程度,把装载机周围的区域划分为三个逐层包含的区域,区域划分方式为:
工作区域:装载机施工现场区域,即装载机的任何部分可能进入的范围;
正在施工区域:装载机当前所在的作业半径内区域;
高危险区域:装载机作业半径内区域的轮胎前后方、动臂及摇臂架下方和臂架往复作业范围,其中,装载机往复作业范围是指,在装载机进行铲土、运土、装车、返回等作业时,装载机移动所经过的范围,如图3所示。
上述高危险区域是正在施工区域的一部分,正在施工区域是工作区域的一部分。为上述区域设定区域值x,设定工作区域x=1,正在施工区域x=15,高危险区域x=100;
根据本地人员信息识别的信息和调用云端服务器返回的信息,控制模块输出上述各区域内的人员数据,包括数量n和每个人员的移动速度v。
根据区域设定值x、每个区域内的人员数量n和每个人员的移动速度v,控制模块按照如下方法计算安全状态值f(x,v):
f(x,v)=max(x(b+av))
其中,a为加权系数,b预设的常数;
x为装载机周围的区域设定值,
v为人员的移动速度,正向表示靠近更危险区域,负向表示靠近更低危险区域。
设置b=A的含义是,在装载机行驶路径上出现人员,将立即触发安全保护功能。
上述计算方法,可以等价修改为其他形式的计算方法。其他等价计算方法也在本发明的保护范围之内。
预先设定一个安全状态值f(x,v)的触发值A=80,当安全状态值f(x,v)≧80时,主控制器输出安全保护信号到执行机构,限制执行机构的运动速度不超过预先设定值B,本实施例取B=0。执行机构包括行走机构、铲斗、动臂、摇臂、转斗油缸、动臂油缸。
以上是对本发明进行了示例性的描述,显然本发明的实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明技术方案进行的各种改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种装载机人员安全防护系统,其特征在于,包括环境监测模块、控制模块及执行机构,
所述环境监测模块与控制模块相联接,环境监测模块监测到的信号输入控制模块;所述控制模块与执行机构联接,控制模块发送执行信号给执行机构,用于对装载机进行操作控制;
所述执行机构包括行走机构、铲斗、动臂、摇臂、转斗油缸、动臂油缸;
所述的环境监测模块包括视频探测器,用于探测和检测装载机周围的视频图像;
所述控制模块与云端服务器通过远程通讯装置保持连接,实现控制模块与云端服务器进行数据交换;
所述控制模块与云端服务器采集视频探测器的信号进行实时计算,得出装载机的安全状态值f;预先设定一个安全状态值f的触发值A,当安全状态值f≧A时,控制模块输出执行信号到执行机构,限制执行机构的运动速度不超过预先设定值B;
所述安全状态值f的计算方法如下:
f(x,v)=max(x(b+av))
其中,a为加权系数,b预设的常数;
x为装载机周围的区域设定值,
v为人员的移动速度,正向表示靠近更危险区域,负向表示靠近更低危险区域;
所述装载机周围的区域设定值x根据以下方式设定:
工作区域:装载机施工现场区域;
正在施工区域:装载机作业半径内区域;
高危险区域:装载机作业半径内区域的轮胎前后方、动臂及摇臂架下方和装载机往复作业范围,其中,装载机往复作业范围是指,在装载机进行铲土、运土、装车、返回作业时,装载机移动所经过的范围;
工作区域x值<正在施工区域x值<高危险区域x值。
2.根据权利要求1所述的装载机人员安全防护系统,其特征在于,所述装载机周围的区域设定值x为:
工作区域x=1,正在施工区域x=15,高危险区域x=100。
3.根据权利要求1所述的装载机人员安全防护系统,其特征在于,安全状态值f的触发值A=80。
4.根据权利要求1所述的装载机人员安全防护系统,其特征在于,预设的常数b=A。
5.根据权利要求1所述的装载机人员安全防护系统,其特征在于,限制执行机构的运动速度值B=0。
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102691332A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-09-26 | 上海三一重机有限公司 | 挖掘机的回转防撞预警控制装置及方法及挖掘机 |
CN109878407A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-14 | 中国第一汽车股份有限公司 | 基于移动互联网的夜间驾驶行人提示辅助系统及方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106120919A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-11-16 | 山推工程机械股份有限公司 | 一种工程机械专用控制平台 |
JP6844922B2 (ja) * | 2017-01-30 | 2021-03-17 | 三菱ロジスネクスト株式会社 | 荷役車両のインターロック装置 |
WO2018160921A1 (en) * | 2017-03-03 | 2018-09-07 | Caterpillar Trimble Control Technologies Llc | Augmented reality display for material moving machines |
CN107031629B (zh) * | 2017-03-10 | 2019-11-19 | 上海大学 | 一种3d机器视觉叉车行驶辅助安全系统及方法 |
CN109305631A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-02-05 | 中国十七冶集团有限公司 | 一种塔吊盲区吊装可视化系统及施工方法 |
-
2019
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102691332A (zh) * | 2012-06-11 | 2012-09-26 | 上海三一重机有限公司 | 挖掘机的回转防撞预警控制装置及方法及挖掘机 |
CN109878407A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-14 | 中国第一汽车股份有限公司 | 基于移动互联网的夜间驾驶行人提示辅助系统及方法 |
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