CN114084857A - 一种基于uwb的叉车防碰撞方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于UWB的叉车防碰撞方法，包括基站和标签，基站安装在叉车上，标签安装在固定站台或工作人员身上，所述基站和标签均有多个，基站包含UWB模组和MCU控制器，UWB模组采用DW1000芯片，DW1000芯片通过twr定位算法实现基站与标签之间的测距并传输给MCU，基站程序里包含基站和标签的测距两套算法。本设计很好的解决了死角和信号的问题，在叉车半径10米范围内的所有的标签都能进行测距，对每一个标签以及基站进行实时监控，报警响应时间也低于2S，可以提供给驾驶员足够的反应时间。
Description
技术领域
本发明涉及防碰撞技术领域，具体是一种基于UWB的叉车防碰撞方法。
背景技术
叉车的广泛运用，让很多企业实现了货物的装卸搬运半机械化作业，摆脱了劳动力的短缺困境。然而随着叉车的普遍使用，叉车安全风险应该要引起企业足够的重视。因此叉车安全防范问题在现今市场上的需求极大，我司针对该问题研发了本次发明。
现有技术方案有两种：
a.AI防撞预警：采用AI人工智能技术，能够实现侦查工作区域的危险转态并警示，一旦有障碍物或人员进入危险区域，驾驶员即可得到动态防撞预警。
b.雷达防撞预警：采用数字超声波雷达，准确的检测与障碍物的实际距离，距离越近，提示声音越急促。
现有技术的缺点如下：只能进行特定方位的预警，雷达和AI都存在死角，信号透传能力差，隔着墙壁或者死角的位置都无法检测到。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于UWB的叉车防碰撞方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于UWB的叉车防碰撞方法，包括基站和标签，基站安装在叉车上，标签安装在固定站台或工作人员身上，所述基站和标签均有多个，基站包含UWB模组和MCU控制器，UWB模组采用DW1000芯片，DW1000芯片通过twr定位算法实现基站与标签之间的测距并传输给MCU，基站程序里包含基站和标签的测距两套算法，实现基站与基站、基站与标签之前的测距，基站与标签的切换通过系统里面设置的时间差完成，每个基站和标签都有属于自己的ID，前期通信设备先进行ID扫描收集，之后根据RSSI进行周围设备的判断，根据判断结果将距离本身最近的三台设备的之间进行测距。
作为本发明的进一步技术方案：所述MCU控制器内部设置有距离报警阈值，当DW1000芯片检测到距离小于阈值时，基站和标签上的警报灯发出报警信号。
作为本发明的进一步技术方案：所述MCU控制器还连接PC端。
作为本发明的进一步技术方案：报警的响应时间为20-200ms。
作为本发明的进一步技术方案：所述MCU控制器采用STM/GD/HK32F103C8T6芯片。
作为本发明的进一步技术方案：所述基站和标签均可移动。
作为本发明的进一步技术方案：PC端设置有数据轨道查询命令，设备将测试到的位置轨迹点上传到数据库后台，后台人员经过算法处理将处理好的轨迹显示在PC端界面上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明具有全方位无死角监控；信号好隔着墙壁，拐角处都能进行测距；所有设备均可移动具有移动方便，使用环境多等优点。
附图说明
图1为本发明的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：请参阅图1，一种基于UWB的叉车防碰撞方法，包括基站和标签，基站安装在叉车上，标签安装在固定站台或工作人员身上，所述基站和标签均有多个，且均可移动，基站包含UWB模组和MCU控制器，UWB模组采用DW1000芯片，DW1000芯片通过twr定位算法实现基站与标签之间的测距并传输给MCU，基站程序里包含基站和标签的测距两套算法，实现基站与基站、基站与标签之前的测距，基站与标签的切换通过系统里面设置的时间差完成，每个基站和标签都有属于自己的ID，前期通信设备先进行ID扫描收集，之后根据RSSI进行周围设备的判断，根据判断结果将距离本身最近的三台设备的之间进行测距。
MCU控制器内部设置有距离报警阈值，当DW1000芯片检测到距离小于阈值时，基站和标签上的警报灯发出报警信号，报警的响应时间为20-200ms。
MCU控制器采用STM/GD/HK32F103C8T6芯片。MCU控制器还连接PC端，PC端设置有数据轨道查询命令，设备将测试到的位置轨迹点上传到数据库后台，后台人员经过算法处理将处理好的轨迹显示在PC端界面上。
本设计很好的解决了死角和信号的问题，在叉车半径10米范围内的所有的标签都能进行测距，对每一个标签以及基站进行实时监控，报警响应时间也低于2S，可以提供给驾驶员足够的反应时间。
实施例2，在实施例1的基础上，本设计的MCU控制器部分包括芯片U1A、芯片U1B和芯片MPU1，芯片U1A、芯片U1B的型号均为LQFP64，芯片MPU1的型号为MPU925x，芯片U1B的引脚1连接电容C23、电容C24、电容C25、电容C26、芯片U1B的引脚13、芯片U1B的引脚19、芯片U1B的引脚32、芯片U1B的引脚48、芯片U1B的引脚64和3.3V电源，电容C23的另一端连接电容C24的另一端、电容C25的另一端、电容C26的另一端和接地端，芯片U1B的引脚7连接电容C22和电阻R23，电阻R23的另一端连接3.3V电源，电容C22的另一端接地，芯片U1B的引脚60连接电阻R24，电阻R24的另一端接地，芯片U1B的引脚12连接芯片U1B的引脚31、芯片U1B的引脚18、芯片U1B的引脚47、芯片U1B的引脚63和接地端。
UWB模组包含DW1000芯片DWM1、电源开关PW1和开关KEY1，开关KEY1为按键开关，一端连接3.3V电压，另一端连接信号端KEY和电阻R22，电源开关PW1为单刀双掷开关，一端连接电池BAT1，另一端连接电压输出端VIN。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。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，本发明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发明内。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。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种基于UWB的叉车防碰撞方法，包括基站和标签，基站安装在叉车上，标签安装在固定站台或工作人员身上，其特征在于，所述基站和标签均有多个，基站包含UWB模组和MCU控制器，UWB模组采用DW1000芯片，DW1000芯片通过twr定位算法实现基站与标签之间的测距并传输给MCU，基站程序里包含基站和标签的测距两套算法，实现基站与基站、基站与标签之前的测距，基站与标签的切换通过系统里面设置的时间差完成，每个基站和标签都有属于自己的ID，前期通信设备先进行ID扫描收集，之后根据RSSI进行周围设备的判断，根据判断结果将距离本身最近的三台设备的之间进行测距。
2.根据权利要求1所述的一种基于UWB的叉车防碰撞方法，其特征在于，所述MCU控制器内部设置有距离报警阈值，当DW1000芯片检测到距离小于阈值时，基站和标签上的警报灯发出报警信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于UWB的叉车防碰撞方法，其特征在于，所述MCU控制器还连接PC端。
4.根据权利要求1所述的一种基于UWB的叉车防碰撞方法，其特征在于，报警的响应时间为20-200ms。
5.根据权利要求1所述的一种基于UWB的叉车防碰撞方法，其特征在于，所述MCU控制器采用STM/GD/HK32F103C8T6芯片。
6.根据权利要求1所述的一种基于UWB的叉车防碰撞方法，其特征在于，所述基站和标签均可移动。
7.根据权利要求3所述的一种基于UWB的叉车防碰撞方法，其特征在于，PC端设置有数据轨道查询命令，设备将测试到的位置轨迹点上传到数据库后台，后台人员经过算法处理将处理好的轨迹显示在PC端界面上。
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