CN113744478A - 一种封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法及其系统，包括以下步骤：1)利用安装于所述无人化设备前后位置上的激光扫描线装置对封闭料场内碰撞侵入区域的定位划分；2)利用安装于所述无人化设备前后位置上的视频采集装置对步骤1)中各所述碰撞侵入区域进行视频监视，获得视频图像实时数据，并将所述数据实时传输至中央控制室的计算机中；3)中央控制室的计算机根据实时图像信息、碰撞侵入区域的信息以及相对位置信息，来分析处理信息并自动判断入侵对象的信息，作出对应的控制手段。本发明解决现有封闭料场的实际运行状态中的易发生设备碰撞不安全因素。

Description

一种封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法及其系统

技术领域

本发明涉及散货封闭料场搬运技术，更具体地说，涉及一种封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法及其系统。

背景技术

冶金物流输送主要是采用运输皮带将煤从港口码头运输到料场，由新环保型料场刮板机对煤炭进行堆取作业，该型刮板机为无人化操作设备，刮板机将料场内的物料运送至输送皮带并送入炼焦、电厂、高炉、烧结等下一工艺段。而在刮板机作业的同时经常需要铲车等辅助车辆对取剩的残余边角料进行清理归整，此时刮板机处于无人作业中，整个归整工作仅依靠车辆司机一人目视操作，当车辆司机忙于驾驶操作时，就容易疏忽与刮板机移动作业之间的安全距离，存在发生碰撞的不安全隐患。

刮板机是一种用于大型干散货堆场的既能堆料又能取料的连续输送的高效装卸机械。由俯仰机构、刮板机构、悬臂皮带机构、走行机构组成，取料时由刮板装置将物料刮至地面输送带，堆料时则由地面输送带运来的货物经由悬臂皮带投向堆场，在封闭式料场内刮板机属于全自动无人化设备，由中央控制室的计算机统一控制。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的是提供一种封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法及其系统，解决现有封闭料场的实际运行状态中的易发生设备碰撞不安全因素。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，

一种封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法，包括以下步骤：

1)利用安装于所述无人化设备前后位置上的激光扫描线装置对封闭料场内碰撞侵入区域的定位划分；

2)利用安装于所述无人化设备前后位置上的视频采集装置对步骤1)中各所述碰撞侵入区域进行视频监视，获得视频图像实时数据，并将所述数据实时传输至中央控制室的计算机中；

3)中央控制室的计算机根据实时图像信息、碰撞侵入区域的信息以及相对位置信息，来分析处理信息并自动判断入侵对象的信息，作出对应的控制手段。

较佳的，所述碰撞侵入区域包括移动设备活动区域、一级碰撞侵入区域和二级碰撞侵入区域。

较佳的，所述移动设备活动区域为所述无人化设备在所述封闭料场内的工作范围，所述一级碰撞侵入区域为距离所述无人化设备20米内范围，所述二级碰撞侵入区域为距离所述无人化设备10米内范围。

较佳的，所述步骤3)中，所述控制手段包括所述移动设备活动区域的警示控制、所述一级碰撞侵入区域的警示控制和所述二级碰撞侵入区域的警示控制。

较佳的，所述移动设备活动区域的警示控制包括：

当有移动物体进入所述移动设备活动区域，发出警示提示语音，此时所述无人化设备保持正常工作状态，同时，所述警示提示语音也同步传送至所述中央控制室，提示值班人员有所述移动物体进入所述移动设备活动区域。

较佳的，所述一级碰撞侵入区域的警示控制的警示包括：

当有移动物体进入所述一级碰撞侵入区域，发出警示提示语音，此时所述无人化设备立即停止运行并待机，同时，所述警示提示语音也同步传送至所述中央控制室，提示值班人员有所述移动物体进入所述一级碰撞侵入区域，所述无人化设备已停止运行。

较佳的，所述二级碰撞侵入区域的警示控制包括：

当有移动物体进入所述二级碰撞侵入区域，发出警示提示语音，此时所述无人化设备立即做紧急避让移动，同时，所述警示提示语音也同步传送至所述中央控制室，提示值班人员有所述移动物体进入所述二级碰撞侵入区域，所述无人化设备已紧急避让移动。

另一方面，一种封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测系统，包括激光扫描线装置、视频采集装置，及设于封闭料场的现场工控机、报警装置、以及设于中央控制室的计算机；所述激光扫描线装置安装于所述无人化设备的前后位置上；

所述视频采集装置安装于所述无人化设备的前后位置上；

所述激光扫描线装置和所述视频采集装置均与所述现场工控机数据连接，所述现场工控机与所述中央控制室的计算机数据连接；

所述中央控制室的计算机发送指令至所述现场工控机，所述报警装置发出警示，所述现场工控机控制所述无人化设备

所述封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测系统用于执行所述的封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法。

在上述的技术方案中，本发明所提供的一种封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法及其系统，通过激光扫描线的精准定位确定和分类了入侵碰撞区域、视频采集的数据通过了后台服务器的分析比对精确的判断出移动设备的各个侵入信息，为封闭料场内运转的刮板机和进入封闭料场的各类移动设备提供了安全工作的保障。

附图说明

图1是本发明封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法实施例的流程示意图；

图2是本发明封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法实施例移动设备活动区域的示意图

图3是本发明封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法实施例激光扫描线装置、视频采集装置安装位置的示意图；

图4是本发明封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测系统实施例的碰撞侵入区域示意图；

图5是本发明封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法实施碰撞侵入区域内进入移动物体的示意图；

图6是本发明封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测系统实施例的架构示意图；

图7是本发明方法实施例移动物体进入移动设备活动区域时刮板机控制联动处理的流程示意图；

图8是本发明方法实施例移动物体进入一级碰撞侵入区域时刮板机控制联动处理的流程示意图；

图9是本发明方法实施例移动物体进入二级碰撞侵入区域时刮板机控制联动处理的流程示意图；

图10是本发明方法实施例移动物体进入移动设备活动区域时中空控制联动处理的流程示意图；

图11是本发明方法实施例移动物体进入一级碰撞侵入区域时中空控制联动处理的流程示意图；

图12是本发明方法实施例移动物体进入二级碰撞侵入区域时中空控制联动处理的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请结合图1至图6所示，本发明所提供的一种封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法，本实施例的无人化设备选用刮板机，包括以下步骤：

1)碰撞侵入区域的获取：利用安装在刮板机前后部的四部激光扫描线装置(见图3中A、B、C、D位置)对碰撞侵入区域进行精确定位，获得激光扫描数据，利用激光扫描数据生成实时碰撞侵入区域的数据。

碰撞侵入区域包括移动设备活动区域、一级碰撞侵入区域和二级碰撞侵入区域。

移动设备活动区域为刮板机在封闭料场内的工作范围，一般为距离刮板机30米内范围，一级碰撞侵入区域为距离刮板机20米内范围，二级碰撞侵入区域为距离刮板机10米内范围。

2)视频信息的获取：利用安装在刮板机前后部的四部视频采集装置(见图3中A、B、C、D位置)对碰撞侵入区域进行视频监视，获得视频实时数据，利用采集上来视频数据，中央控制室的计算机分析判断入侵物体的各个数据生成实时防入侵碰撞的数据；

3)计算机的自动判断：根据实时图像信息、碰撞侵入区域的信息以及相对位置信息，来分析处理信息并自动判断入侵对象的信息，一旦入侵对象进入指定的范围区域，发出警告提示中央控制室内的值班人员，同时发出语音警示，提示入侵对象已进入相应危险区域。

入侵提示根据现场的工况情况分为移动设备活动区域的警示控制、所述一级碰撞侵入区域的警示控制和所述二级碰撞侵入区域的警示控制。

第一种情况：移动设备活动区域的警示控制包括：

当有移动物体(人或设备)进入封闭料场内，并进入移动设备活动区域，此时视频采集装置采集的数据经过计算机分析比对，发出警示提示语音，提示移动的人或设备(操作人员)已经进入移动设备活动区域，需要做好确认观察。此时无人化刮板机保持正常工作状态，同时，相关警示提示语音也同步传送至中央控制室，提示值班人员有移动物体进入移动设备活动区域，请联系该区域内移动的人或设备(操作人员)。

第二种情况：一级碰撞侵入区域的警示控制的警示包括：

当有移动物体(人或设备)进入移动设备活动区域，并已进入一级碰撞侵入区域，此时激光扫描线装置、视频采集装置采集的数据共同传送至计算机，经计算机分析比对，发出警示提示语音，提示移动的人或设备(操作人员)已经进入一级碰撞侵入区域，有碰撞的可能，请停止移动。此时无人化刮板机立即停止运行并待机，同时，相关警示提示语音也同步传送至中央控制室，提示值班人员有移动物体进入一级碰撞侵入区域，刮板机已停止运行，请联系该区域内移动的人或设备(操作人员)。

第三种情况：二级碰撞侵入区域的警示控制包括：

当有移动物体(人或设备)进入移动设备活动区域，并已进入二级碰撞侵入区域，此时激光扫描线装置、视频采集装置采集的数据共同传送至计算机，经计算机分析比对，发出警示提示语音，提示移动的人或设备(操作人员)已经进入二级碰撞侵入区域，有碰撞的危险，请立即停止移动。此时无人化刮板机立即做紧急避让移动，做反向高速移动，同时，相关警示提示语音也同步传送至中央控制室，提示值班人员有移动物体进入二级碰撞侵入区域，并有碰撞危险，刮板机已紧急避让移动。

本发明还提供了一种封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测系统，包括激光扫描线装置、视频采集装置，及设于封闭料场的现场工控机；

激光扫描线装置安装于无人化设备的前后位置上；

视频采集装置安装于无人化设备的前后位置上；

激光扫描线装置和视频采集装置均与现场工控机数据连接，现场工控机与中央控制室的计算机数据连接；

中央控制室的计算机发送指令至现场工控机，现场工控机控制无人化设备。

现以铲车为例进行具体说明。

1)铲车进入移动设备活动区域

本发明系统在侦测过程中一旦发现铲车闯入移动设备活动区域时，抓拍图像并在图像上勾画出该铲车，触发语音报警装置以及将闯入勾画过的图像送至服务器保存，同时将文字信息传送至中央控制室。

2)铲车进入一级碰撞侵入区域

本发明系统在侦测过程中一旦发现铲车闯入一级碰撞侵入区域时，抓拍图像并在图像上勾画出该铲车，触发语音报警装置以及将闯入勾画过的图像送至服务器保存，同时由计算机发出指令至现场工控机，由现场工控机控制刮板机立即停止运转并待机，同时将文字信息传送至中央控制室。

3)铲车进入二级碰撞侵入区域

若铲车一直在一级碰撞侵入区域内时，语音报警装置每间隔30秒报警一次，勾画的图像只在本地显示，不再送至服务器保存。当铲车继续逼近至二级碰撞侵入区域，触发语音报警装置以及将闯入勾画过的图像送至服务器保存，此时计算机立即传送指令至现场工控机，由现场工控机控制刮板机立即做紧急避让，反向移动。

4)铲车离开碰撞侵入区域

若铲车离开碰撞侵入区域时，停机语音报警，将离开勾画的图像送至服务器保存，同时将文字信息传送至中央控制室。

服务器设置在中央控制室，通过光纤与各封闭料场现场工控机联网，实时接收现场报警图像并保存到数据库，供查询等应用。

请结合图7至图9所示，刮板机联动控制如下：

1)入侵物进入移动设备活动区域

本发明系统在侦测过程中一旦发现入侵物闯入移动设备活动区域时就抓拍图像并在图像上勾画出该入侵物，触发语音报警装置，语音报警和警笛启动报警，同时将报警信息通过特定的通讯链接传送计算机中，当刮板机收到入侵物进入工作范围30米处的报警信息，将做特定的程序处理，通知刮板机做好一定准备，并将处于停止状态的刮板机动作至待机位置同时刮板机操作画面报警提示，并将该信息通过通讯传送至中央控制室，如图8所示。

2)入侵物进入一级碰撞侵入区域

本发明系统在实时连续侦测过程中发现入侵物持续闯入禁区20米内就抓拍图像并在图像上勾画出该入侵物，语音报警和警笛持续启动报警以及将闯入勾画过的图像送至服务器保存，同时将报警信息通过特定的通讯链接传送计算机中，当刮板机收到入侵物进入工作范围20米处的报警信息，将做特定的程序处理，通知刮板机做好一定准备，如刮板机运行中，立即停止刮板机运行，并动作到待机位置，做好和料堆的避让。同时刮板机操作画面报警提示，并将该信息通过通讯传送至中央控制室，如图9所示。

3)入侵物进入二级碰撞侵入区域

入侵物持续闯入禁区并进入禁区10米内时抓拍图像并在图像上勾画出该入侵物，触发语音报警装置，语音报警持续间断连续警示，并将闯入勾画过的图像送至服务器保存，同时将报警信息通过特定的通讯链接传送计算机中，当刮板机收到入侵物进入工作范围10米处的报警信息，将做特定的程序处理，此时刮板机已经处于待机状态，立即启动刮板机紧急避让动作，根据入侵物的进入方向，做出向前向后的紧急避让动作，一次避让向前或向后避让15米。同时刮板机操作画面报警提示，并将该信息通过通讯传送至中央控制室，如图10所示。

请结合图10至图12所示，与计算机联动如下：

1)入侵物进入移动设备活动区域

本发明系统在侦测过程中一旦发现入侵物闯入禁区30米，通过上述的条件，异常信息将通过刮板机和中控室的通讯链路传送至计算机，计算机通过程序逻辑的最后判定将信息发送到控制室的操作画面上，同时发出语音报警提示岗位人员注意，此时计算机流程保持现有状态不变，如图10所示。

2)入侵物进入一级碰撞侵入区域

本发明系统在侦测过程中一旦发现入侵物闯入禁区20米，通过上述的条件，异常信息将通过刮板机和中控室的通讯链路传送至计算机，计算机通过程序逻辑的最后判定将信息发送到控制室的操作画面上，同时发出语音报警再次提示岗位人员注意，此时计算机流程保持现有状态不变，如图11所示。

3)入侵物进入二级碰撞侵入区域

本发明系统在侦测过程中一旦发现入侵物闯入禁区10米，通过上述的条件，异常信息将通过刮板机和中控室的通讯链路传送至计算机，计算机通过程序逻辑的最后判定将信息发送到控制室的操作画面上，同时提升音量发出语音警告再次提示岗位人员注意，同时计算机发出紧急停止指令刮板机流程紧急停机，如图12所示。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用安装于所述无人化设备前后位置上的激光扫描线装置对封闭料场内碰撞侵入区域的定位划分；

2)利用安装于所述无人化设备前后位置上的视频采集装置对步骤1)中各所述碰撞侵入区域进行视频监视，获得视频图像实时数据，并将所述数据实时传输至中央控制室的计算机中；

3)中央控制室的计算机根据实时图像信息、碰撞侵入区域的信息以及相对位置信息，来分析处理信息并自动判断入侵对象的信息，作出对应的控制手段。

2.如权利要求1所述的封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法，其特征在于：所述碰撞侵入区域包括移动设备活动区域、一级碰撞侵入区域和二级碰撞侵入区域。

3.如权利要求2所述的封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法，其特征在于：所述移动设备活动区域为所述无人化设备在所述封闭料场内的工作范围，所述一级碰撞侵入区域为距离所述无人化设备20米内范围，所述二级碰撞侵入区域为距离所述无人化设备10米内范围。

4.如权利要求3所述的封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述控制手段包括所述移动设备活动区域的警示控制、所述一级碰撞侵入区域的警示控制和所述二级碰撞侵入区域的警示控制。

5.如权利要求4所述的封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法，其特征在于：所述移动设备活动区域的警示控制包括：

当有移动物体进入所述移动设备活动区域，发出警示提示语音，此时所述无人化设备保持正常工作状态，同时，所述警示提示语音也同步传送至所述中央控制室，提示值班人员有所述移动物体进入所述移动设备活动区域。

6.如权利要求4所述的封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法，其特征在于：所述一级碰撞侵入区域的警示控制的警示包括：

当有移动物体进入所述一级碰撞侵入区域，发出警示提示语音，此时所述无人化设备立即停止运行并待机，同时，所述警示提示语音也同步传送至所述中央控制室，提示值班人员有所述移动物体进入所述一级碰撞侵入区域，所述无人化设备已停止运行。

7.如权利要求4所述的封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法，其特征在于：所述二级碰撞侵入区域的警示控制包括：

当有移动物体进入所述二级碰撞侵入区域，发出警示提示语音，此时所述无人化设备立即做紧急避让移动，同时，所述警示提示语音也同步传送至所述中央控制室，提示值班人员有所述移动物体进入所述二级碰撞侵入区域，所述无人化设备已紧急避让移动。

8.一种封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测系统，其特征在于：包括激光扫描线装置、视频采集装置，及设于封闭料场的现场工控机、报警装置、以及设于中央控制室的计算机；所述激光扫描线装置安装于所述无人化设备的前后位置上；

所述视频采集装置安装于所述无人化设备的前后位置上；

所述激光扫描线装置和所述视频采集装置均与所述现场工控机数据连接，所述现场工控机与所述中央控制室的计算机数据连接；

所述中央控制室的计算机发送指令至所述现场工控机，所述报警装置发出警示，所述现场工控机控制所述无人化设备

所述封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测系统用于执行如权利要求1-7之一所述的封闭料场无人化设备防入侵碰撞侦测方法。

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