CN113581074B - 工程机械主动安全避障的监控方法、监控装置及工程机械 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种工程机械主动安全避障的监控方法及其监控装置，解决或改善了现有技术中无法实现对工程机械发生碰撞的风险进行精确的预测，降低安全事故发生概率的技术问题。通过获取当前时刻时，工程机械与障碍物之间的第三距离；当第三距离小于或等于预设预警距离，继续获取第一时刻、第二时刻工程机械与障碍物之间的第一距离、第二距离；根据第一距离、第二距离、第三距离获取工程机械与障碍物之间的距离变化以及距离速度变化，结合工程机械与障碍物之间当前时刻的第三距离，控制工程机械执行相应动作；工程机械与障碍物之间发生碰撞的风险进行精确的预测，提高预测的精准度，并且控制工程机械的动作，降低安全事故发生概率。

Description

工程机械主动安全避障的监控方法、监控装置及工程机械

技术领域

本申请涉及工程机械领域，具体涉及一种工程机械主动安全避障的监控方法、监控装置及工程机械。

背景技术

凡土石方施工工程、路面建设与养护、流动式起重装卸作业和各种建筑工程所需的综合性机械化施工工程所必需的机械装备，称为工程机械。工程机械的施工现场环境比较复杂，且由于工程机械的车高体宽视野盲区较大，操作手在施工时无法四面顾及，一不小心就会发生工程机械碰撞其他物体或者人员，存在有不确定安全隐患。

现有技术中，为了预防工程机械在施工过程中发生碰撞其他物体或者人员的现象，通过获取工程机械的运行速度，进行提前预警；然而，采用获取工程机械的运行速度的方式，由于施工现场环境的复杂性，难以将工程机械的运行速度与安全制动距离进行拟合，导致安全距离计算存在误差，并且，人工进行制动时，存在操作手的反应执行时间；因此，采用上述方式，无法实现对工程机械发生碰撞的现象进行精确的提前预警与控制，降低安全事故的发生概率。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种工程机械主动安全避障的监控方法、监控装置及工程机械，解决或者改善了现有技术中无法实现对工程机械发生碰撞的风险进行精确的预测与控制，降低安全事故发生概率的技术问题。

根据本申请的一个方面，一种工程机械主动安全避障的监控方法，包括：获取当前时刻时，工程机械与障碍物之间的第三距离；当所述第三距离小于或等于预设预警距离时，分别获取第一时刻以及第二时刻时工程机械与障碍物之间的第一距离以及第二距离，其中，所述第一时刻、所述第二时刻、所述当前时刻为按时间顺序排列的三个时刻；根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第一时刻、所述第二时刻以及所述当前时刻，获取所述工程机械与所述障碍物之间的距离变化以及距离变化速度；以及根据所述第三距离、所述距离变化以及所述距离变化速度控制所述工程机械动作。

在一种可能的实现方式中，根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第一时刻、所述第二时刻以及所述当前时刻，获取所述工程机械与所述障碍物之间的距离变化以及距离变化速度；以及根据所述第三距离、所述距离变化以及所述距离变化速度控制所述工程机械动作，包括：根据所述第一距离以及所述第二距离，获取第一距离变化，其中，所述第一距离变化为第一距离与所述第二距离之差；根据所述第二距离以及所述第三距离，获取第二距离变化，所述第二距离变化为所述第二距离与所述第三距离之差；根据所述第一距离变化、所述第一时刻以及所述第二时刻，获取第一距离变化速度；根据所述第二距离变化、所述第二时刻以及所述当前时刻，获取第二距离变化速度；根据所述第一距离变化速度以及所述第二距离变化速度获取距离变化速度差值；当所述距离变化速度差值小于零时，调整实际警告距离以及调整实际制动距离，其中调整后的实际警告距离大于所述预设警告距离，调整后的实际制动距离大于所述预设制动距离；以及根据第二距离变化速度、所述第三距离、所述预设预警距离、所述实际警告距离以及所述实际制动距离控制所述工程机械动作。

在一种可能的实现方式中，所述调整实际警告距离以及调整实际制动距离，其中调整后的实际警告距离大于所述预设警告距离，调整后的实际制动距离大于所述预设制动距离；包括：当所述第二距离变化速度小于或者等于第一预设速度时，调整实际警告距离，调整后的实际警告距离大于或等于所述预设警告距离，且小于所述预设预警距离；调整实际制动距离，调整后的实际制动距离大于所述预设制动距离，且小于所述预设警告距离。

在一种可能的实现方式中，所述调整实际警告距离以及调整实际制动距离，其中调整后的实际警告距离大于所述预设警告距离，调整后的实际制动距离大于所述预设制动距离，包括：当所述第二距离变化速度大于第一预设速度时，调整实际警告距离，调整后的实际警告距离大于所述预设警告距离，且小于或等于所述预设预警距离；调整实际制动距离，调整后的实际制动距离大于或等于所述预设警告距离，且小于或者等于所述调整后的实际警告距离。

在一种可能的实现方式中，所述根据第二距离变化速度、所述第三距离、所述预设预警距离、所述实际警告距离以及所述实际制动距离控制所述工程机械动作，包括：当所述第三距离小于或者等于所述预设预警距离，且大于所述调整后实际警告距离时，生成第一告警信息和减速控制信息，所述第一告警信息用于提示危险，所述减速控制信息用于控制所述工程机械减速；当所述第三距离小于或者等于所述调整后的实际警告距离时，生成制动控制信息，所述制动控制信息用于控制所述工程机械停止运动。

在一种可能的实现方式中，根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第一时刻、所述第二时刻以及所述当前时刻，获取所述工程机械与所述障碍物之间的距离变化以及距离变化速度；以及根据所述第三距离、所述距离变化以及所述距离变化速度控制所述工程机械动作，还包括：当所述距离变化速度差值大于或者等于零时，生成实际警告距离以及实际制动距离，其中所述实际警告距离等于预设警告距离，所述实际制动距离等于预设制动距离；根据第二距离变化速度、所述第三距离、所述预设预警距离、所述实际警告距离以及所述实际制动距离控制所述工程机械动作。

在一种可能的实现方式中，根据第二距离变化速度、所述第三距离、所述预设预警距离、所述实际警告距离以及所述实际制动距离控制所述工程机械动作，包括：当所述第二距离变化速度小于或者等于第一预设速度时，且当所述第三距离小于或者等于所述预设警告距离且大于所述预设制动距离时，生成第一告警信息和减速控制信息，所述第一告警信息用于提示危险，所述减速控制信息用于控制所述工程机械减速；或当所述第三距离小于或者等于所述预设制动距离时，生成制动控制信息，所述制动控制信息用于控制所述工程机械停止运动。

在一种可能的实现方式中，根据第二距离变化速度、所述第三距离、所述预设预警距离、所述实际警告距离以及所述实际制动距离控制所述工程机械动作，还包括：当所述第二距离变化速度大于或者等于第一预设速度时，当所述第三距离小于或者等于所述预设预警距离，且大于所述预设警告距离时，生成所述第一告警信息和所述减速控制信息；或当所述第三距离小于或者等于所述预设警告距离时，生成所述制动控制信息。

作为本申请的第二个方面，一种工程机械主动安全避障的监控装置，包括：数据获取模块，用于获取当前时刻时，工程机械与障碍物之间的第三距离；以及当所述第三距离小于或等于预设预警距离时，分别获取第一时刻以及第二时刻时工程机械与障碍物之间的第一距离以及第二距离，其中，所述第一时刻、所述第二时刻、所述当前时刻为按时间顺序排列的三个时刻；信息生成模块，用于根据所述第一距离，所述第二距离、所述第三距离、所述第一时刻、所述第二时刻以及所述当前时刻，获取所述工程机械与所述障碍物之间的距离变化以及距离变化速度；执行模块，根据所述第三距离、所述距离变化以及所述距离变化速度控制所述工程机械动作。

作为本申请的第三个方面，一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；以及用于存储所述处理器可执行信息的存储器；其中，所述处理器用于执行上述权利要求上述的工程机械的监控方法。

作为本申请的第四个方面，一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述的工程机械的监控方法。

作为本申请的第五个方面，一种工程机械，所述工程机械上设置有如上所述的监控装置。

本申请提供的一种工程机械主动安全避障的监控方法、监控装置及其工程机械，通过获取当前时刻时，工程机械与障碍物之间的第三距离；根据第三距离与预设预警距离进行判断，当第三距离小于或等于预设预警距离，此时工程机械与障碍物之间距离较近，存在有发生碰撞的风险，则继续获取第一时刻、第二时刻工程机械与障碍物之间的第一距离、第二距离；再根据第一距离、第二距离、第三距离获取工程机械与障碍物之间的距离变化以及距离速度变化，结合工程机械与障碍物之间当前时刻的第三距离，控制工程机械执行相应动作。通过获取工程机械与障碍物之间的距离，无需获取工程机械的运行速度；再根据获取的距离、距离变化以及距离速度变化，对工程机械与障碍物之间发生碰撞的风险进行精确的预测，提高了预测的精准度，并且控制工程机械的动作，降低安全事故发生概率。

附图说明

图1所示为本申请提供一种工程机械主动安全避障的监控方法的流程示意图；

图2所示为本申请提供另一种工程机械主动安全避障的监控方法的流程示意图；

图3所示为本申请提供另一种工程机械主动安全避障的监控方法的流程示意图；

图4所示为本申请提供另一种工程机械主动安全避障的监控方法的流程示意图；

图5所示为本申请提供另一种工程机械主动安全避障的监控方法的流程示意图；

图6所示为本申请提供另一种工程机械主动安全避障的监控方法的流程示意图；

图7所示为本申请提供另一种工程机械主动安全避障的监控方法的流程示意图；

图8所示为本申请提供另一种工程机械主动安全避障的监控方法的流程示意图；

图9所示为本申请提供另一种工程机械主动安全避障的监控方法的流程示意图；

图10所示为本申请提供另一种工程机械主动安全避障的监控方法的流程示意图；

图11所示为本申请提供另一种工程机械主动安全避障的监控方法的流程示意图；

图12所示为本申请提供另一种工程机械主动安全避障的监控装置的工作原理图；

图13所示为本申请提供的一种电子设备的结构示意图；

图14所示为本申请提供另一种工程机械主动安全避障的监控方法中预设制动区、预设警告区和预设预警区设置图。

具体实施方式

本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

另外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

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，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

图1所示本申请提供的一种工程机械主动安全避障的监控方法流程示意图，如图1所示，该监控方法包括：

步骤S100，获取当前时刻t3时，工程机械与障碍物之间的第三距离；

步骤S100为获取当前时刻工程机械的行进方向或者工程机械的车身周围，工程机械与障碍物之间的距离，设定为第三距离；具体地，例如：设定当前时刻为t₃，获取到t₃时刻，工程机械与障碍物之间的第三距离为S₃。

步骤S200，判断第三距离是否小于或等于预设预警距离；

步骤S200判断结果为是时，即第三距离小于或等于预设预警距离；

需要说明的是，图14所示为本申请提供另一种工程机械主动安全避障的监控方法中预设制动区、预设警告区和预设预警区设置图，如图14所示，工程机械由近及远预设有预设制动区、预设警告区和预设预警区，如0米至X1米范围的区域为预设制动区，X1米至X2米范围的区域为预设警告区，X2米至X3米范围的区域为预设预警区，其中，X1<X2<X3，上述仅为列举，预设预警区、预设警告区和预设制动区可以不是矩形区域，也可以是扇形区域，如图14所示。预设预警距离是指的预设预警区的外侧边界与工程机械之间的距离，预设警告距离是指的预设警告区的外侧边界与工程机械之间的距离，预设制动距离是指的预设制动区的外侧边界与工程机械之间的距离。当预设警告距离<工程机械与障碍物之间的距离<预设预警距离，可以判断障碍物进入工程机械的预设预警区；

与预设警告区和预设制动区对应的是，实际警告区和实际制动区，在感觉到比较危险时，按照危险系数，可以将实际制动区覆盖预设警告区的部分或者全部和预设制动区，实际警告区覆盖预设预警区的部分或者全部，在感觉没那么危险的时候，实际制动区仅覆盖预设制动区，实际警告区仅覆盖预设警告区，进而按照实际制动区和实际警告区控制工程机械动作；

在安全情况下，工程机械与障碍物之间距离大于预设预警距离；当第三距离小于或等于预设预警距离时，则表明工程机械与障碍物之间存在发生碰撞的风险，那么此时，需要获取第一时刻以及第二时刻时工程机械与障碍物之间的第一距离以及第二距离，即执行步骤S300；

步骤S200判断结果为否时，即第三距离大于预设预警距离，说明此时工程机械与障碍物之间距离较远，不存在发生碰撞的风险，则继续执行获取当前时刻工程机械与障碍物之间的第三距离，即返回执行步骤S100。

步骤S300，分别获取第一时刻以及第二时刻时工程机械与障碍物之间的第一距离以及第二距离，其中，第一时刻、第二时刻、当前时刻为按时间顺序排列的三个时刻；

步骤S300为分别获取第一时刻工程机械与障碍物之间的第一距离，第二时刻工程机械与障碍物之间的第二距离；例如，第一时刻t₁工程机械与障碍物之间的第一距离S₁，第二时刻t₂工程机械与障碍物之间的第二距离S₂；其中t₁小于t₂小于t₃，t₃为当期时刻。

步骤S400，根据第一距离，第二距离、第三距离、第一时刻、第二时刻以及当前时刻，获取工程机械与障碍物之间的距离变化以及距离变化速度；以及

步骤S500，根据第三距离、距离变化以及距离变化速度控制工程机械动作；

步骤S400和步骤S500，其中步骤S400为根据步骤100获取的第三距离，和步骤300获取的第一距离以及第二距离，在继续获取第一时刻、第二时刻、当前时刻工程机械与障碍区之间的距离变化以及距离变化速度；并根据步骤S100的第三距离，距离变化以及距离变化速度控制工程机械，从而对工程机械与障碍物之间发生碰撞的风险进行预测；步骤S500为根据第三距离、距离变化以及距离变化速度控制工程机械执行相应动作。

本申请提供一种工程机械主动安全避障的监控方法，通过获取当前时刻时，工程机械与障碍物之间的第三距离；根据第三距离与预设预警距离进行判断，当第三距离小于或等于预设预警距离，此时工程机械与障碍物之间距离较近，存在有发生碰撞的风险，则继续获取第一时刻、第二时刻工程机械与障碍物之间的第一距离、第二距离；再根据第一距离、第二距离、第三距离获取工程机械与障碍物之间的距离变化以及距离速度变化，结合工程机械与障碍物之间当前时刻的第三距离，控制工程机械执行相应动作。通过获取工程机械与障碍物之间的距离，无需获取工程机械的运行速度；再根据获取的距离、距离变化以及距离速度变化，对工程机械与障碍物之间发生碰撞的风险进行精确的预测，提高了预测的精准度，并且控制工程机械的动作，降低安全事故发生概率。

在一种可能的实现方式中，图2为本申请提供的另一种工程机械主动安全避障的监控方法流程示意图，如图2所示，步骤S400中(根据第一距离、第二距离、第三距离、第一时刻、第二时刻以及当前时刻，获取工程机械与障碍物之间的距离变化以及距离变化速度)，具体包括：

步骤S401，根据第一距离以及第二距离，获取第一距离变化，其中，第一距离变化为第一距离与第二距离之差；

步骤S401为根据第一距离与第二距离之差获取第一距离变化；具体地，例如：第一距离为S₁，第二距离为S₂，第一距离变化为ΔS₁；第一距离变化为ΔS₁＝S₁-S₂。

步骤S402，根据第二距离以及第三距离，获取第二距离变化，第二距离变化为第二距离与第三距离之差；

步骤S402为根据第二距离与第三距离之差获取第二距离变化；例如：第二距离为S₂，第三距离为S₃，第二距离变化为ΔS₂；第二距离变化为ΔS₂＝S₂-S₃。

步骤S403，根据第一距离变化、第一时刻以及第二时刻获取第一距离变化速度；

步骤S403为根据步骤S401的第一距离变化、第一时刻以及第二时刻获取第一距离变化速度；例如：第一距离变化ΔS₁，第一时刻t₁，第二时刻t₂，第一距离变化速度ΔV₁，第一距离变化速度ΔV₁＝ΔS₁/(t₁-t₂)。

步骤S404，根据第二距离变化、第二时刻以及当前时刻获取第二距离变化速度；

步骤S404为根据步骤S402的第二距离变化、第二时刻以及第三时刻获取第二距离变化速度；例如：第二距离变化ΔS₂，第二时刻t₂，第三时刻t₃，第二距离变化速度ΔV₂，第二距离变化速度ΔV₂＝ΔS₂/(t₂-t₃)。

步骤S405，根据第一距离变化速度以及第二距离变化速度获取距离变化速度差值；

步骤S405为根据步骤S403的第一距离变化速度，步骤S404的第二距离变化速度获取距离变化速度差值，例如：第一距离变化速度ΔV₁，第二距离变化速度ΔV₂，距离变化速度差值ΔV；距离变化速度差值ΔV＝ΔV₁-ΔV₂或ΔV＝ΔS₁/(t₁-t₂)-ΔS₂/(t₂-t₃)。

步骤S406，判断距离变化速度差值是否小于零；

步骤S406判断结果为是时，即距离变化速度差值小于零时，则说明工程机械的第一距离变化速度小于第二距离变化速度，工程机械的与障碍物之间的间距呈加速减小趋势，例如，第一秒相距10米，第二秒相距9米，第三秒相距7米；则需要将工程机械与障碍物之间的实际警告距离以及调整实际制动距离进行调整，即执行步骤S407；例如：距离变化速度差值ΔV＝ΔV₁-ΔV₂＝ΔS₁/(t₁-t₂)-ΔS₂/(t₂-t₃)＜0。

步骤S407，调整实际警告距离以及调整实际制动距离，其中，调整后的实际警告距离大于预设警告距离，调整后的实际制动距离大于预设制动距离；

步骤S407为根据步骤S406判断出工程机械与障碍物之间呈加速减小趋势时，则说明工程机械与障碍物的相对速度呈增大趋势，则需要对工程机械与障碍物之间的预设距离进行扩展，即实际警告距离进行扩展，实际警告距离大于预设警告距离；实际制动距离进行扩展，实际制动距离与大于预设制动距离；

需要说明的是，预设警告距离为工程机械与障碍物之间在此距离内时则需要警告提示，预设制动距离为工程机械与障碍物之间在此距离内时则需要对工程机械进行制动，使得工程机械停机。

通过获取的第一距离变化和第二距离变化之后，再获取第一距离变化速度和第二距离变化速度；根据第一距离变化速度和第二距离变化速度获取的距离变化速度差值来判断工程机械和障碍物之间的相对速度；当距离变化速度差值小于零时，即第一距离变化速度小于第二距离变化速度，则说明工程机械与障碍物之间呈加速减小趋势，则需要对工程机械与障碍物之间的距离进行扩展，得到实际警告距离、实际制动距离，扩展后的实际警告距离大于预设警告距离，实际制动距离大于预设制动距离；从而实现对工程机械与障碍物之间的预设警告距离与实际警告距离，预设制动距离与实际制动距离进行调整切换；得到调整后的实际警告距离和实际制动距离，提高工程机械与障碍物发生碰撞风险预测的精确性。

在一种可能的实现方式中，图3为本申请提供的另一种工程机械主动安全避障的监控方法流程示意图，如图3所示，步骤S500中(根据第三距离、距离变化以及距离变化速度控制工程机械动作)，具体包括：

步骤S501，根据第二距离变化速度、第三距离、预设预警距离、实际警告距离以及实际制动距离控制工程机械动作；

步骤S501为在步骤S407对工程机械与障碍物之间的距离进行扩展之后，在根据第二距离变化速度、第三距离、预设预警距离、实际警告距离以及实际制动距离控制工程机械执行相应的工作，根据对工程机械与障碍物之间的距离进行预测后，控制工程机械进行相应的动作，进而防止工程机械与障碍物之间发生碰撞。

根据第二距离变化速度、第三距离、预设预警距离、实际警告距离、实际制动距离生成监控信息，确定工程机械与障碍物之间发生碰撞风险控制工程机械执行相应的动作，从而防止工程机械与障碍物发生碰撞。

在一种可能的实现方式中，图4为本申请提供的另一种工程机械主动安全避障的监控方法流程示意图，如图4所示，步骤S407中(调整实际警告距离以及调整实际制动距离，其中调整后的实际警告距离大于预设警告距离，调整后的实际制动距离大于预设制动距离)，具体包括：

步骤S4071，判断是否第二距离变化速度小于或者等于第一预设速度；

步骤S4071当判断结果为是时，即第二距离变化速度小于或者等于第一预设速度，其中第一预设速度为工程机械标准安全速度，此时工程机械和障碍物之间的距离变化速度属于安全行驶速度，则仅对工程机械与障碍区之间的预警距离进行扩展，即执行步骤S4072；例如：第二距离变化速度ΔV₂小于第一预设速度V₀，即ΔV₂＜V₀。

步骤S4072，调整实际警告距离，调整后的实际警告距离大于或等于预设警告距离，且小于预设预警距离；

步骤S4073，调整实际制动距离，调整后的实际制动距离大于预设制动距离，且小于预设警告距离；

步骤S4072和步骤S4073为调整实际警告距离和实际制动距离，调整后实际警告距离大于或等于预设警告距离，且小于预设预警距离；调整后的实际制动距离大于预设制动距离，且实际制动距离小于预设警告距离。

通过判断第二距离变化速度是否小于或者等于第一预设速度，当第二距离变化速度小于或者等于第一预设速度时，则说明工程机械在安全速度运行状态下，此时仅对工程机械与障碍物之间的预设距离进行了扩展，确定实际警告距离和实际制动距离；即，调整后的实际警告距离大于预设警告距离，且小于预设预警距离；调整后实际制动距离大于预设制动距离，且小于预设警告距离；通过将工程机械与障碍物之间发生碰撞的距离进行扩展，增加了安全的等级，以提高防撞功能的可靠性。

在一种可能的实现方式中，图5为本申请提供的另一种工程机械主动安全避障的监控方法流程示意图，如图5所示，步骤S501中(根据第二距离变化速度、第三距离、预设预警距离、实际警告距离以及实际制动距离控制工程机械动作)，具体包括：

步骤S5011，当第三距离小于或者等于预设预警距离，且大于调整后的实际警告距离时，生成第一警告信息和减速控制信息，第一告警信息用于提示危险，减速控制信息用于控制工程机械减速；

步骤S5011为在步骤S4071第二距离变化速度小于或者等于第一预设速度，步骤S4072调整后的实际警告距离大于或等于预设警告距离，且小于预设预警距离之后；当前时刻工程机械与障碍物之间的第三距离小于或者等于预设预警距离，且大于调整后的实际制动距离时，则说明工程机械与障碍物之间还有一定距离，则生成第一告警信息用于提醒操作手工程机械与障碍物之间存在发生碰撞的风险；生成的减速控制信息控制工程机械降低速度，防止工程机械与障碍物发生碰撞；

步骤S5012，当第三距离小于或者等于调整后的实际警告距离时，生成制动控制信息，制动控制信息用于控制工程机械停止运动；

步骤S5012为根据步骤S4073整实际制动距离，调整后的实际制动距离大于预设制动距离，且小于预设警告距离之后；当前时刻获取的第三距离小于或者等于调整后实际警告距离时，则说明工程机械与障碍物之间即将发生相撞，此时，生成制动控制信息，制动控制信息控制工程机械停止运动，以防止工程机械与障碍物之间发生碰撞的风险。

在一种可能的实现方式中，图6为本申请提供的另一种工程机械主动安全避障的监控方法流程示意图，如图6所示，步骤S407中(调整实际警告距离以及调整实际制动距离，其中调整后的实际警告距离大于预设警告距离，调整后的实际制动距离大于预设制动距离)，具体还包括：

步骤S4071，判断是否第二距离变化速度小于或者等于第一预设速度；

步骤S4071判断结果为否时，即第二距离变化速度大于第一预设速度时，则说明工程机械相对运行速度过快，则需要对工程机械与障碍物之间的距离进行扩展并且进行确定；

步骤S4074，调整实际警告距离，调整后的实际警告距离大于预设警告距离，且小于或等于预设预警距离；

步骤S4074和步骤S4075确定工程机械与障碍物之间的实际距离，由于工程机械相对运行速度过快，步骤S4074为调整实际警告距离，该调整后的实际警告距离大于预设警告距离，且小于或等于预设预警距离，即实际警告区域扩展并覆盖预设预警区；

步骤S4075，调整实际制动距离，调整后的实际制动距离大于或等于预设警告距离，且小于或者等于调整后的实际警告距离；

步骤S4075为调整实际制动距离，调整后的实际制动距离大于或等于预设警告距离，且小于或等于实际警告距离；由于工程机械的运行速度相对过快，需对实际制动距离进行相应的扩展与进一步确定，则当工程机械与障碍物之间进入实际警告距离之后，第二距离变化速度仍大于第一预设速度，则认为工程机械与障碍物之间发生碰撞的几率过大，应该对工程机械进行制动，则为实际制动距离。

通过判断第二距离变化速度是否小于或者等于第一预设速度，当第二距离变化速度大于第一预设速度时，则将调整实际警告距离和实际制动距离，调整后的实际警告距离大于预设警告距离，且小于或等于预设预警距离；调整后的实际制动距离大于或等于预设警告距离，且小于或者等于实际警告距离；从而精确判断当前时刻工程机械与障碍物之间的距离。

在一种可能的实现方式中，图7为本申请提供的另一种工程机械主动安全避障的监控方法流程示意图，如图7所示，步骤S501中(根据第二距离变化速度、第三距离、预设预警距离、实际警告距离以及实际制动距离控制工程机械动作)，具体还包括：

步骤S5013，当第三距离小于或者等于预设预警距离，且大于实际警告距离时，生成第一告警信息和减速控制信息；

步骤S5013为根据步骤S4071判断出第二距离变化速度大于第一预设速度时，以及步骤S4074调整后的实际警告距离大于预设警告距离，且小于或等于预设预警距离；当前时刻工程机械与障碍物的第三距离小于或者等于预设预警距离，且大于实际警告距离时，此时的工程机械与障碍物之间存有一定距离，第一告警信息提示工程机械与障碍物即将发生碰撞的风险；能够通过速控制信息用于控制工程机械减速；

步骤S5014：当第三距离小于或者等于调整后实际警告距离时，生成制动控制信息；

步骤S45014为根据步骤S4075调整后的实际制动距离大于或等于预设警告距离，且小于或者等于调整后的实际警告距离；当第三距离小于或者等于实际警告距离时，则说明工程机械与障碍物之间即将发生碰撞的风险，则通过制动控制信息，控制工程机械停止运动。

在一种可能的实现方式中，图8为本申请提供的另一种工程机械主动安全避障的监控方法流程示意图，如图8所示，步骤S400中(根据第一距离，第二距离以及第三距离，获取工程机械与障碍物之间的距离变化以及距离变化速度)，具体还包括：

步骤S406，判断距离变化速度差值是否小于零；

步骤S406判断结果为否时，即距离变化速度差值大于或等于零时，则说明工程机械和障碍物之间的第一距离变化速度大于或等于第二距离变化速度，工程机械和障碍物之间的相对速度呈减小或者匀速趋势，则无需调整将工程机械与障碍物之间距离进行调整，即执行步骤S409；

步骤S409，生成实际警告距离以及实际制动距离，其中实际警告距离等于预设警告距离，实际制动距离等于预设制动距离；

步骤S409为步骤S406距离变化速度差值大于零时，则工程机械与障碍物之间的距离呈增大趋势，但工程机械和障碍物之间的相对速度呈减小或者匀速趋势，此时的实际警告距离等于预设警告距离，实际制动距离等于预设制动距离。

根据距离变化速度差值小于零来判断，当距离变化速度差值大于或等于零，则工程机械与障碍物之间的距离呈加速增大趋势，此时得到实际警告距离等于预设警告距离，实际制动距离等于预设制动距离；从对工程机械与障碍物之间发生碰撞风险进行精确的预测。

在一种可能的实现方式中，图9为本申请提供的另一种工程机械主动安全避障的监控方法流程示意图，如图9所示，步骤S500中(根据第三距离、距离变化以及距离变化速度控制工程机械动作)，还包括：

步骤S502，根据第二距离变化速度、第三距离、预设预警距离、预设警告距离以及预设制动距离控制工程机械动作；

步骤S502为根据步骤S406的判断结果无需对工程机械与障碍之间距离进行调整之后，步骤S409中的实际警告距离等于预设警告距离，实际制动距离等于预设制动距离；根据第二距离变化速度、第三距离、预设预警距离、预设警告距离以及预设制动距离，控制工程机械动作；从而在工程机械与障碍物发生碰撞风险之前对工程机械进行控制，降低发生碰撞的概率。

在一种可能的实现方式中，图10为本申请提供的另一种工程机械主动安全避障的监控方法流程示意图，如图10所示，步骤S502中(根据第二距离变化速度、第三距离、预设预警距离、预设警告距离以及预设制动距离控制工程机械动作)，包括：

步骤S410，判断第二距离变化速度是否小于或者等于第一预设速度，

步骤S410判断结果为是时，则第二距离变化速度小于或者等于第一预设速度，则说明此时工程机械在标准安全速度下进行平稳或缓慢的运行；

步骤S5021，当第三距离小于或者等于预设警告距离，且大于预设制动距离时，生成第一告警信息和减速控制信息，第一告警信息用于提示危险，且此时的第一告警信息频率较为缓慢，提示工程机械与障碍物之间碰撞的几率较小；减速控制信息用于控制工程机械减速；

步骤S5021为当第三距离小于或者等于预设警告距离且大于预设制动距离时，此时工程机械与障碍物之间存在一定的距离，通过第一告警信息用于提示危险，并且通过减速控制信息用于控制工程机械减速；

步骤S5022，当第三距离小于或者等于预设制动距离时，生成制动控制信息，制动控制信息用于控制工程机械停止运动。

步骤S5022为当第三距离小于或者等于预设制动距离时，则说明工程机械与障碍物之间即将发生碰撞的风险，通过制动控制信息用于控制工程机械停止运动。

通过判断工程机械的第二距离变化速度小于或者等于第一预设速度时，则说明此时工程机械在标准安全速度下进行平稳或缓慢的运行；当第三距离小于或者等于预设警告距离且大于预设制动距离，控制工程机械减速和提示危险；当第三距离小于或者等于预设制动距离控制工程机械停止运动；即通过工程机械当前时刻的第三距离、预设警告距离、预设制动距离之间的大小关系后，根据工程机械与障碍物之间发生碰撞风险的等级，从而控制工程机械。

在一种可能的实现方式中，图11为本申请提供的另一种工程机械主动安全避障的监控方法流程示意图，如图11所示，步骤S502中(根据第二距离变化速度、第三距离、预设预警距离、预设警告距离以及预设制动距离控制工程机械动作)，还包括：

步骤S410，判断第二距离变化速度是否小于或者等于第一预设速度，

步骤S410判断结果为否时，即第二距离变化速度大于或者等于第一预设速度时，说明此时程机械相对运行速度过快；

步骤S5023，当第三距离小于或者等于所述预设预警距离，且大于预设警告距离时，生成第一告警信息和减速控制信息；第一告警信息用于提示危险，减速控制信息用于控制工程机械减速；

步骤S5023为当步骤S410判断出第二距离变化速度大于或者等于第一预设速度，说明此时程机械相对运行速度过快，第三距离小于或者等于所述预设预警距离，且大于预设警告距离，通过第一告警信息用于预警提示，且通过减速控制信息用于控制工程机械减速；

步骤S5024，当第三距离小于或者等于预设警告距离时，生成制动控制信息，制动控制信息用于控制工程机械停止运动。

步骤S5024为第三距离小于或者等于预设警告距离时，通过制动控制信息用于控制工程机械停止运动。

在无需对工程机械与障碍物之间距离进行扩展之后，第二距离变化速度大于或者等于第一预设速度；则当第三距离小于或者等于所述预设预警距离，且大于预设警告距离时，生成第一告警信息和控制工程机械减速；当第三距离小于或者等于预设警告距离时，控制工程机械停止运动；从而实现对工程机械的控制。

本申请的第二方面，图12为本申请提供的一种工程机械主动安全避障的监控装置的结构示意图，如图12所示，监控装置包括：数据获取模块11，用于获取当前时刻时，工程机械与障碍物之间的第三距离；以及当第三距离小于或等于预设预警距离时，分别获取第一时刻以及第二时刻时工程机械与障碍物之间的第一距离以及第二距离，其中，第一时刻、第二时刻、当前时刻为按时间顺序排列的三个时刻；以及监控信息生成模块12，用于根据第一距离，第二距离以及第三距离，获取工程机械与障碍物之间的距离变化以及距离变化速度；并根据第三距离、距离变化以及距离变化速度生成监控信息；执行模块13，用于根据监控信息控制工程机械动作。通过数据获取模块11获取当前时刻时，工程机械与障碍物之间的第三距离，根据第三距离大于预设预警距离时，则说明工程机械与障碍物存在发生碰撞的风险，再获取当前时刻前第一时刻以及第二时刻时工程机械与障碍物之间的第一距离以及第二距离；监控信息生成模块12根据第一距离，第二距离以及第三距离，获取工程机械与障碍物之间的距离变化以及距离变化速度；并根据第三距离、距离变化以及距离变化速度生成监控信息；执行模块13根据监控信息控制工程机械减速或者制动停机从而实现对工程机械与障碍物之间发生碰撞风险进行预警、监控以及控制工程机械，降低工程机械发生碰撞的风险。

本申请的第三方面，提供一种工程机械，所述工程机械上设置有如上所述的监控装置。

下面，参考图13来描述根据本申请实施例的电子设备。图13所示为本申请一实施例提供的电子设备的结构示意图。

如图13所示，电子设备600包括一个或多个处理器601和存储器602。

处理器601可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或信息执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备600中的其他组件以执行期望的功能。

存储器601可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序信息，处理器601可以运行所述程序信息，以实现上文所述的本申请的各个实施例的工程机械的监控方法或者其他期望的功能。

在一个示例中，电子设备600还可以包括：输入装置603和输出装置603，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。

该输入装置603可以包括例如键盘、鼠标等等。

该输出装置603可以向外部输出各种信息。该输出装置603可以包括例如显示器、通信网络及其所连接的远程输出设备等等。

当然，为了简化，图13中仅示出了该电子设备600中与本申请有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备600还可以包括任何其他适当的组件。

除了上述方法和设备以外，本申请的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序信息，所述计算机程序信息在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书中描述的根据本申请各种实施例的工程机械的监控方法中的步骤。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

此外，本申请的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序信息，所述计算机程序信息在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书根据本申请各种实施例的工程机械的监控方法中的步骤。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此发明的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

以上所述仅为本申请创造的较佳实施例而已，并不用以限制本申请创造，凡在本申请创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请创造的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种工程机械主动安全避障的监控方法，其特征在于，包括：

获取当前时刻时，工程机械与障碍物之间的第三距离；

当所述第三距离小于或等于预设预警距离时，分别获取第一时刻以及第二时刻时工程机械与障碍物之间的第一距离以及第二距离，其中，所述第一时刻、所述第二时刻、所述当前时刻为按时间顺序排列的三个时刻；

根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第一时刻、所述第二时刻以及所述当前时刻，获取所述工程机械与所述障碍物之间的距离变化以及距离变化速度；以及

根据所述第三距离、所述距离变化以及所述距离变化速度控制所述工程机械动作；

其中，根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第一时刻、所述第二时刻以及所述当前时刻，获取所述工程机械与所述障碍物之间的距离变化以及距离变化速度；以及根据所述第三距离、所述距离变化以及所述距离变化速度控制所述工程机械动作，包括：

根据所述第一距离以及所述第二距离，获取第一距离变化，其中，所述第一距离变化为第一距离与所述第二距离之差；

根据所述第二距离以及所述第三距离，获取第二距离变化，所述第二距离变化为所述第二距离与所述第三距离之差；

根据所述第一距离变化、所述第一时刻以及所述第二时刻，获取第一距离变化速度；

根据所述第二距离变化、所述第二时刻以及所述当前时刻，获取第二距离变化速度；

根据所述第一距离变化速度以及所述第二距离变化速度获取距离变化速度差值；

当所述距离变化速度差值小于零时，调整实际警告距离以及调整实际制动距离，其中调整后的实际警告距离大于预设警告距离，调整后的实际制动距离大于预设制动距离；以及

根据第二距离变化速度、所述第三距离、所述预设预警距离、所述实际警告距离以及所述实际制动距离控制所述工程机械动作。

2.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于，所述调整实际警告距离以及调整实际制动距离，其中调整后的实际警告距离大于所述预设警告距离，调整后的实际制动距离大于所述预设制动距离；包括：

当所述第二距离变化速度小于或者等于第一预设速度时，调整实际警告距离，调整后的实际警告距离大于或等于所述预设警告距离，且小于所述预设预警距离；

调整实际制动距离，调整后的实际制动距离大于所述预设制动距离，且小于所述预设警告距离。

3.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于，所述调整实际警告距离以及调整实际制动距离，其中调整后的实际警告距离大于所述预设警告距离，调整后的实际制动距离大于所述预设制动距离，包括：

当所述第二距离变化速度大于第一预设速度时，调整实际警告距离，调整后的实际警告距离大于所述预设警告距离，且小于或等于所述预设预警距离；

调整实际制动距离，调整后的实际制动距离大于或等于所述预设警告距离，且小于或者等于调整后的实际警告距离。

4.根据权利要求2或3所述的监控方法，其特征在于，所述根据第二距离变化速度、所述第三距离、所述预设预警距离、所述实际警告距离以及所述实际制动距离控制所述工程机械动作，包括：

当所述第三距离小于或者等于所述预设预警距离，且大于调整后的实际警告距离时，生成第一告警信息和减速控制信息，所述第一告警信息用于提示危险，所述减速控制信息用于控制所述工程机械减速；

当所述第三距离小于或者等于调整后的实际警告距离时，生成制动控制信息，所述制动控制信息用于控制所述工程机械停止运动。

5.根据权利要求1所述的监控方法，其特征在于，根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第一时刻、所述第二时刻以及所述当前时刻，获取所述工程机械与所述障碍物之间的距离变化以及距离变化速度；以及根据所述第三距离、所述距离变化以及所述距离变化速度控制所述工程机械动作，还包括：

当所述距离变化速度差值大于或者等于零时，生成实际警告距离以及实际制动距离，其中所述实际警告距离等于预设警告距离，所述实际制动距离等于预设制动距离；

根据第二距离变化速度、所述第三距离、所述预设预警距离、所述实际警告距离以及所述实际制动距离控制所述工程机械动作。

6.根据权利要求5所述的监控方法，其特征在于，根据第二距离变化速度、所述第三距离、所述预设预警距离、所述实际警告距离以及所述实际制动距离控制所述工程机械动作，包括：

当所述第二距离变化速度小于或者等于第一预设速度时，且当所述第三距离小于或者等于所述预设警告距离且大于所述预设制动距离时，生成第一告警信息和减速控制信息，所述第一告警信息用于提示危险，所述减速控制信息用于控制所述工程机械减速；或

当所述第三距离小于或者等于所述预设制动距离时，生成制动控制信息，所述制动控制信息用于控制所述工程机械停止运动。

7.根据权利要求6所述的监控方法，其特征在于，根据第二距离变化速度、所述第三距离、所述预设预警距离、所述实际警告距离以及所述实际制动距离控制所述工程机械动作，还包括：

当所述第二距离变化速度大于或者等于第一预设速度时，

当所述第三距离小于或者等于所述预设预警距离，且大于所述预设警告距离时，生成所述第一告警信息和所述减速控制信息；或

当所述第三距离小于或者等于所述预设警告距离时，生成所述制动控制信息。

8.一种工程机械主动安全避障的监控装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取当前时刻时，工程机械与障碍物之间的第三距离；以及当所述第三距离小于或等于预设预警距离时，分别获取第一时刻以及第二时刻时工程机械与障碍物之间的第一距离以及第二距离，其中，所述第一时刻、所述第二时刻、所述当前时刻为按时间顺序排列的三个时刻；

信息生成模块，用于根据所述第一距离，所述第二距离、所述第三距离、所述第一时刻、所述第二时刻以及所述当前时刻，获取所述工程机械与所述障碍物之间的距离变化以及距离变化速度；

执行模块，根据所述第三距离、所述距离变化以及所述距离变化速度控制所述工程机械动作；

其中，根据所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离、所述第一时刻、所述第二时刻以及所述当前时刻，获取所述工程机械与所述障碍物之间的距离变化以及距离变化速度；以及根据所述第三距离、所述距离变化以及所述距离变化速度控制所述工程机械动作，包括：

根据所述第一距离以及所述第二距离，获取第一距离变化，其中，所述第一距离变化为第一距离与所述第二距离之差；

根据所述第二距离以及所述第三距离，获取第二距离变化，所述第二距离变化为所述第二距离与所述第三距离之差；

根据所述第一距离变化、所述第一时刻以及所述第二时刻，获取第一距离变化速度；

根据所述第二距离变化、所述第二时刻以及所述当前时刻，获取第二距离变化速度；

根据所述第一距离变化速度以及所述第二距离变化速度获取距离变化速度差值；

当所述距离变化速度差值小于零时，调整实际警告距离以及调整实际制动距离，其中调整后的实际警告距离大于预设警告距离，调整后的实际制动距离大于预设制动距离；以及

根据第二距离变化速度、所述第三距离、所述预设预警距离、所述实际警告距离以及所述实际制动距离控制所述工程机械动作。

9.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械上设置有如权利要求8所述的监控装置。

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