CN212083677U - 基于高精度定位和低时延传输的防碰撞系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于高精度定位和低时延传输的防碰撞系统，包括防碰撞主机和防碰撞次机，所述防碰撞主机和防碰撞次机均与服务器通信连接，防碰撞主机连接有第一北斗模块、测距模块、第一无线宽带模块和报警装置，所述防碰撞次机连接有第二北斗模块和第二无线宽带模块，所述第一无线宽带模块和第二无线宽带模块均采用大带宽低时延无线通信。本实用新型采用了基于北斗定位，保证了定位信息的精准，同时采用低时延无线通信，缩短了信息传送的时延，传输时延为50ms级别，满足货运节点的防碰撞要求；防碰撞次机只有在收到服务器的告警指令时，才唤醒，其余时间处于低功耗状态，降低了整个系统的功耗，同时也延长了防碰撞次机的工作时间。

Description

基于高精度定位和低时延传输的防碰撞系统

技术领域

本实用新型涉及防碰撞技术领域，具体的说，是一种基于高精度定位和低时延传输的防碰撞系统。

背景技术

在货运环节，通常有多个主机在执行搬运任务等，以及也有多个工作人员在场，如何避免这些主机相互碰撞，以及如何避免主机与在场的工作人员碰撞，这是现有技术中必须要重视的作业安全问题。现有技术中，虽然也有一些用于检测主机与主机以及主机与人的实时距离，但是，由于距离检测信息处理不够及时、存在延时，以致没有留有足够的反应时间，不能及时的阻止碰撞事故的发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于高精度定位和低时延传输的防碰撞系统，用于解决现有技术中由于距离检测信息处理不够及时、存在延时，以致没有留有足够的反应时间，不能及时的阻止碰撞事故的发生的问题。

本实用新型通过下述技术方案解决上述问题：

一种基于高精度定位和低时延传输的防碰撞系统，包括防碰撞主机和防碰撞次机，所述防碰撞主机和防碰撞次机均与服务器通信连接，防碰撞主机连接有第一北斗模块、测距模块、第一无线宽带模块和报警装置，所述防碰撞次机连接有第二北斗模块和第二无线宽带模块，所述第一无线宽带模块和第二无线宽带模块均采用大带宽低时延无线通信。

防碰撞主机安装在运动的物体上，第一北斗模块、测距模块、第一无线宽带模块和报警装置安装在防碰撞主机上且与防碰撞主机通信连接，第一北斗模块用于获取防碰撞主机的绝对位置信息，测距模块用于获取防碰撞主机的相对位置信息，防碰撞主机将绝对位置和相对位置通过第一宽带模块传送给服务器，服务器对在设定范围内的防碰撞次机下达预警指令，进行告警，防碰撞次机安装在其他运动的物体上。防碰撞次机在接收到服务器的预警指令时被唤醒，将自身的定位信息通过第二宽带模块发送给服务器。这样，防碰撞次机只有在接收预警指令时才报告自身定位，避免了频繁的定位信息传送，而带定位功能的设备的功耗往往与定位的频谱有关，因此，这样操作能够大大降低防碰撞次机的功耗。防碰撞主机采用北斗定位，定位精度高。优选的，测距模块采用激光测距，用于测量防碰撞主机与障碍物的距离。运动的物体包括但不限于货运场景的移动叉车、吊车等。防碰撞次机应用的场景包括但不限于工作人员的安全帽，

进一步地改进，所述第一无线宽带模块和第二无线宽带模块采用传输时延为50毫秒级。

进一步地改进，所述第一北斗模块和第二北斗模块采用定位精度为厘米级的北斗定位模块。

进一步地改进，所述防碰撞主机和防碰撞次机均连接功率控制模块，所述功率控制模块电连接源。

进一步地改进，所述报警装置采用振动器。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型采用了基于北斗定位，保证了定位信息的精准，同时采用低时延无线通信，缩短了信息传送的时延，传输时延为50ms级别，满足货运节点的防碰撞要求。

(2)本实用新型防碰撞次机只有在收到服务器的告警指令时，才唤醒，其余时间处于低功耗状态，降低了整个系统的功耗，同时也延长了防碰撞次机的工作时间。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图2为大带宽低时延无线通信示意图；

图3为防碰撞主机的工作流程图；

图4为防碰撞次机的工作流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

结合附图1所示，一种基于高精度定位和低时延传输的防碰撞系统，包括防碰撞主机(即第一MCU)和防碰撞次机(即第二MCU)，所述防碰撞主机和防碰撞次机均与服务器通信连接，防碰撞主机连接有第一北斗模块、测距模块、第一无线宽带模块和报警装置，所述防碰撞次机连接有第二北斗模块和第二无线宽带模块，所述第一无线宽带模块和第二无线宽带模块均采用大带宽低时延无线通信。

防碰撞主机安装在运动的物体上，第一北斗模块、测距模块、第一无线宽带模块和报警装置安装在防碰撞主机上且与防碰撞主机通信连接，第一北斗模块用于获取防碰撞主机的绝对位置信息，测距模块用于获取防碰撞主机的相对位置信息，防碰撞主机将绝对位置和相对位置通过第一宽带模块传送给服务器，服务器对在设定范围内的防碰撞次机下达预警指令，进行告警，防碰撞次机安装在其他运动的物体上。防碰撞次机在接收到服务器的预警指令时被唤醒，将自身的定位信息通过第二宽带模块发送给服务器。这样，防碰撞次机只有在接收预警指令时才报告自身定位，避免了频繁的定位信息传送，而带定位功能的设备的功耗往往与定位的频谱有关，因此，这样操作能够大大降低防碰撞次机的功耗。防碰撞主机采用北斗定位，定位精度高。优选的，测距模块采用激光测距，用于测量防碰撞主机与障碍物的距离。

运动的物体包括但不限于货运场景的移动叉车、吊车等。防碰撞次机应用的场景包括但不限于工作人员的安全帽，北斗模组用于定位人员的所戴安全帽的绝对位置。要求安全帽至少工作8小时以上，这就要求该设备必须低功耗，我们知道带定位功能的功耗往往与定位的频率相关，这样我们就把防碰撞次机的定位频率设为较大的值，例如1次/5秒或者1次/10秒，以为人的移动速度远远低于作业设备，这样防碰撞次机的功耗就可以大大降低，只在收到报警信号的时候才立刻唤醒，获取一次报警时刻的定位信息。作业设备上安装的防碰撞主机的定位频率为1次/0.1秒，既满足防碰撞定位要求，又降低了系统功耗。

防碰撞主机和防碰撞次机的具体工作流程：

结合附图3所示，防碰撞主机开机，根据第一北斗模块检测的数据向服务器上报绝对位置；测距模块探测障碍物，如果有障碍物，防碰撞主机开机告警且上报服务器此时的绝对位置和告警信息，服务器通知该绝对位置的预设半径范围内的所有防碰撞次机，防碰撞次机告警，防碰撞主机重复执行上报绝对位置和障碍物检测，直到结束任务；

结合附图4所示，防碰撞次机开机，上报自己的绝对位置，进入低功耗状态，定时判断是否接收到告警通知，如果有，则发出告警、振动，开启北斗模块上报自己的绝对位置，然后返回并定期上报绝对位置，直到结束任务。

所述第一无线宽带模块和第二无线宽带模块采用传输时延为50毫秒级。

如应用场景在大型货运节点，一个货运节点的大型移动叉车、正面吊的移动速度以30公里/小时为例，设通信时延+服务器处理时延＝t，如果t>1秒，则在延时时间内运动的物体跑出8米以上，防碰撞失去意义。如果t>0.5秒，运动的物体跑出距离也有4米多，这里我们要求t<0.1秒，防碰撞范围小于1米，如图2所示，采用了64路无线大宽带低时延无线通信，防碰撞主机通过64路无线收发模块，传递给基站即无线移动模块，无线移动模块再通过宽带连接到服务器，传输时延为50ms级别，满足货运节点的防碰撞要求。所述第一北斗模块和第二北斗模块采用定位精度为厘米级的北斗定位模块。所述防碰撞主机和防碰撞次机均连接功率控制模块，所述功率控制模块电连接源。所述报警装置采用振动器。

尽管这里参照本实用新型的解释性实施例对本实用新型进行了描述，上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (5)

1.一种基于高精度定位和低时延传输的防碰撞系统，其特征在于，包括防碰撞主机和防碰撞次机，所述防碰撞主机和防碰撞次机均与服务器通信连接，防碰撞主机连接有第一北斗模块、测距模块、第一无线宽带模块和报警装置，所述防碰撞次机连接有第二北斗模块和第二无线宽带模块，所述第一无线宽带模块和第二无线宽带模块均采用大带宽低时延无线通信。

2.根据权利要求1所述的基于高精度定位和低时延传输的防碰撞系统，其特征在于，所述第一无线宽带模块和第二无线宽带模块采用传输时延为50毫秒级。

3.根据权利要求1所述的基于高精度定位和低时延传输的防碰撞系统，其特征在于，所述第一北斗模块和第二北斗模块采用定位精度为厘米级的北斗定位模块。

4.根据权利要求1所述的基于高精度定位和低时延传输的防碰撞系统，其特征在于，所述防碰撞主机和防碰撞次机均连接功率控制模块，所述功率控制模块电连接源。

5.根据权利要求1所述的基于高精度定位和低时延传输的防碰撞系统，其特征在于，所述报警装置采用振动器。

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