CN218750581U - 一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于露天矿卡车安全辅助驾驶技术领域，具体一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统。包括：设于车体上的毫米波雷达、前方盲区雷达、倒车雷达、摄像头、相机、信号处理终端、视频处理终端、显示屏及雷达支架；雷达支架固设于车体前保险杠上；毫米波雷达和前方盲区雷达均设于雷达支架上；倒车雷达设于车体倒车灯正上方，毫米波雷达、前方盲区雷达及倒车雷达分别与信号处理终端连接；摄像头有两个，且每个摄像头均通过视频处理终端与显示屏连接；相机设于车体的驾驶室内，面向驾驶位设置所述相机通过视频处理终端与显示屏连接。本实用新型雷达支架侧面与保险杠成120°，两侧雷达加上正前方雷达保证了车辆前方180°范围内的无死角监测。

Description

一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统

技术领域

本实用新型属于露天矿卡车安全辅助驾驶技术领域，具体一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统。

背景技术

露天矿卡车是矿区生产主要的运输工具，露天矿的道路由于开采具有多变性，夜晚光照少，存在危险性，卡车的安全行驶变得尤为重要。普通的矿车防碰撞系统通常只采用摄像头作为监视手段，这种方式在白天光线较好的情况下可以达到监控的目的，但是在夜间，矿区几乎没有照明设施的条件下，光线黑暗时采用视频监视会带来一定安全隐患，而且一旦发生轻度碰撞无法防止安全辅助设备的损坏，且对于不同车型，当前的安全辅助驾驶装置需要不同的配置，大大降低了适用性。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统，提供视频监视的基础上加了雷达监测设备来识别障碍物的存在，在光线不好的条件下超声波雷达和毫米波雷达可以很好的解决了车辆夜间作业的安全问题。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统，包括：设于车体上的毫米波雷达、前方盲区雷达、倒车雷达、摄像头、相机、信号处理终端、视频处理终端、显示屏以及雷达支架；

所述雷达支架固设于车体前保险杠上；

所述毫米波雷达和前方盲区雷达均设于雷达支架上；所述倒车雷达设于车体倒车灯正上方，所述毫米波雷达、前方盲区雷达以及倒车雷达分别与信号处理终端连接；

所述摄像头有两个，分别设于车体的前方和后方，且每个摄像头均通过视频处理终端与显示屏连接；

所述信号处理终端、视频处理终端和显示屏均设于驾驶室内；

所述相机设于车体的驾驶室内，面向驾驶位设置所述相机通过视频处理终端与显示屏连接。

所述前方盲区雷达和倒车雷达均为超声波雷达。

所述前方盲区雷达有两个，且对称设于雷达支架上；所述毫米波雷达设于两个前方盲区雷达之间的雷达支架中心位置处。

所述倒车雷达的探头端面与水平面之间的夹角为60°。

所述雷达支架水平固设于车体前保险杠的中心处；

所述雷达支架，包括：连接板、侧板、挡罩、安装座、定位销、调整弧形槽、调整螺栓以及安装孔；

所述侧板有两个，对称设于支架主体两侧，且与支架主体两侧连接；连接板和侧板组合形成支架主体，在支架主体上沿处连有挡罩；

所述雷达支架的侧板上均设有安装座，所述安装座后端为调整支板，且所述调整支板上设有调整弧形槽，所述前方盲区雷达的壳体上设有定位销，所述前方盲区雷达壳体末端设有调整螺栓和调整螺母，其中所述定位销插入设于所述安装座上的定位销孔中，所述调整螺栓末端穿过所述调整弧形槽并与所述调整螺母连接，向下拧松所述调整螺母，所述前方盲区雷达可绕所述定位销转动实现角度调整；

所述毫米波雷达设于两个安装座之间的支架主体的中间位置处，所述雷达支架上设有多个安装孔以满足不同规格尺寸的毫米波雷达安装需要。

所述连接板与侧板之间的夹角为120°。

所述摄像头包括：与视频处理终端连接的前方盲区摄像头和倒车摄像头；

所述前方盲区摄像头设于车体发动机机盖上，其视场方向与前进方向相同；

所述倒车摄像头通过设于倒车雷达上方。

在倒车雷达正上方车体上设有垂直于地面的滑道；滑道上设有定位孔；

所述倒车摄像头与滑道滑动连接，倒车摄像头上带有定位螺杆，倒车摄像头通过定位螺杆与不同高度的定位孔螺纹连接，以改变倒车摄像头的高度位置。

所述前方盲区摄像头和倒车摄像头均为半球摄像机。

所述视频处理终端还与控制中心无线连接。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型雷达支架的设计方式充分考虑了雷达的性能及参数，雷达支架侧面与保险杠成120°，如此两侧雷达加上正前方雷达保证了车辆前方180°范围内的无死角监测，雷达支架下方有孔，防止积水，上方有沿，防止大石块掉落砸坏雷达。

2.本实用新型视频获取主要由前方盲区摄像头、相机、视频处理终端、显示屏和倒车摄像头组成，前方盲区摄像头和倒车摄像头带有夜视功能，解决了夜晚光线不好造成的行车困难，避免了因周围状况不明而产生的危险驾驶；

3.本实用新型相机通过对驾驶员面部的识别能够为安全驾驶提供辅助作用；

4.本实用新型超声波雷达及其配套的附件安装在雷达支架下方；先将超声波雷达固定在其附件上，作用是与雷达支架更好的固定同时也起到雷达接触支架时的一个缓冲效果，更好的保护雷达安装后的完好，最后将附件固定在雷达支架下方的。雷达支架下方的安装板可以调节角度，满足了实际监测的需要也弥补了超声波儿雷达监测角度小的缺点；

5.本实用新型的倒车摄像头与滑道滑动连接，根据不同车型不同高度调节监视角度。

附图说明

图1为本实用新型的安装位置示意图；

其中，1毫米波雷达、2前方盲区雷达、3前方盲区摄像头；4显示屏、5相机、6转换器、7信号处理终端、8视频处理终端、9倒车摄像头、10云平台服务器、11电脑端、12雷达支架、13倒车雷达；

图2为本实用新型的雷达支架俯视透视图；

其中，121为安装座、122为定位销、123为调整弧形槽、124为调整螺栓、125为安装孔；

图3为本实用新型的数据传输端连接关系图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1所示，为本实用新型的安装位置示意图，一种露天矿卡车安全辅助驾驶系统，包括：毫米波雷达1、超声波雷达、前方盲区摄像头3；显示屏4、相机5、转换器6、信号处理终端7、视频处理终端8、倒车摄像头9、云平台服务器10、电脑端11以及雷达支架12；

其中，超声波雷达包括：前方盲区雷达2和倒车雷达13；雷达支架12固设于车体前保险杠上；

毫米波雷达1和前方盲区雷达2均设于雷达支架12上；倒车雷达13设于车体倒车灯正上方，毫米波雷达1、前方盲区雷达2以及倒车雷达13分别与信号处理终端7连接；本实施例采用毫米波雷达1的型号为ARS408-21XX，超声波雷达型号为STP-313。

摄像头有两个，分别设于车体的前方和后方，且每个摄像头均通过视频处理终端8与显示屏4连接；

信号处理终端7、视频处理终端8和显示屏4均设于驾驶室内；

信号处理终端7采用型号为：彬雄STM32F407的微控制器，用于将雷达信号转换为电信号，并实现频率的报警声；视频处理终端8采用型号为：海康的AE-AC3160-A，以实现对相机5参数的设定以及将分析结果数据通过4G网络传输至云平台服务器10，同时，还接收获取摄像头传输的视频数据，并通过显示屏4进行展示；

相机5设于车体的驾驶室内，面向驾驶位设置所述相机通过视频处理终端8与显示屏4连接。

前方盲区雷达2有两个，且对称设于雷达支架12上；毫米波雷达1设于两个前方盲区雷达2之间的雷达支架12中心位置处。

毫米波雷达1和超声波雷达如图2所示固定在雷达支架上，支架固定在车辆前保险杠上且处于车辆中心位置，两侧的侧板与水平面夹角为120°，监测车辆前方180°范围内障碍物；

前方盲区摄像头3安装在矿用卡车的发动机盖上，监视前方盲区位置，倒车雷达13安装在矿用卡车的倒车灯上方，倒车摄像头9安装在倒车雷达13上方；

本实施例中，倒车雷达可以通过安装在万向节上实现俯仰的调整；倒车雷达13的探头端面与水平面之间的夹角为60°。即调整万向节前倾30°，倒车雷达13嵌入安装至万向节实现俯仰运动轴套内，导线伸出万向节轴套开口，与信号处理终端7连接；

相机5安装在矿用卡车驾驶室内的控制台右方，能够拍摄到驾驶员面部表情的位置。相机5采用海康的DBA相机，可以监控驾驶员的行为动作。

前方盲区摄像头3、倒车摄像头9、相机5、显示屏4都接到视频处理终端8上，显示屏4安装在矿用卡车驾驶室内的控制台前，显示盲区影像、倒车影像、驾驶行为分析影像；

前方盲区摄像头3、倒车摄像头9

如图3所示，为本实用新型的数据传输端连接关系图，其中，转换器6、信号处理终端7安装在驾驶室驾驶员后上方位置，超声波雷达信号以LIN通讯方式接入转换器6，转换器6再以CAN通讯方式接入信号处理终端7。毫米波雷达信号以CAN通讯方式接入信号处理终端，当设备判断有报警时，信号处理终端7发出有频率的报警声，级别不同频率不同；

转换器6采用型号为：爱思特的SENSORTEC；

视频处理终端8以4G通讯把数据传输到云平台服务器10上，电脑端11通过以太网读取云平台服务器10的数据；

全部设备供电由车辆电瓶提供，配以电源适配器。

雷达支架12每个毫米波雷达上端都有挡板，防止使用过程中受到重物从上而下的撞击，保护设备完好，延长使用寿命。本实施例中，采用一个毫米波雷达1；

前方盲区雷达2安装的架子可以左右旋转实现监测角度调整，基于露天矿车辆两端的特殊结构，调节角度可以避免超声波雷达误报。该实现方式以及雷达支架12的结构如下：

如图2所示，雷达支架12水平固设于车体前保险杠的中心处；

雷达支架12，包括：连接板、侧板、挡罩、安装座121、定位销122、调整弧形槽123、调整螺栓124以及安装孔125；

侧板有两个，对称设于支架主体两侧，且与支架主体两侧连接；连接板和侧板组合形成支架主体，在支架主体上沿处连有挡罩；

雷达支架12的侧板上均设有安装座121，安装座121后端为调整支板，且调整支板上设有调整弧形槽123，前方盲区雷达2的壳体上设有定位销122，前方盲区雷达2壳体末端设有调整螺栓124和调整螺母，其中定位销122插入设于安装座121上的定位销孔中，调整螺栓124末端穿过所述调整弧形槽123并与所述调整螺母连接，向下拧松所述调整螺母，前方盲区雷达2可绕所述定位销122转动实现角度调整，当角度确定后，向上拧紧所述调整螺母，使所述调整螺母与调整螺栓124的螺帽夹紧所述调整支板实现前方盲区雷达2固定。

其中，连接板与侧板之间的夹角为120°；

毫米波雷达1设于两个安装座121之间的支架主体的中间位置处，雷达支架12上设有多个安装孔125以满足不同规格尺寸的毫米波雷达1安装需要。

前方盲区摄像头3用的是半球摄像机，可以调节监测角度，上方设有保护罩防止长时间的雨雪渗入降低使用寿命，倒车摄像头9与滑道滑动连接，根据不同车型不同高度调节监视角度，同样设有保护罩。

在倒车雷达13正上方车体上设有垂直于地面的滑道；滑道上设有定位孔；

倒车摄像头9与滑道滑动连接，倒车摄像头9上带有定位螺杆，倒车摄像头9通过定位螺杆与不同高度的定位孔螺纹连接，以改变倒车摄像头9的高度位置，根据车型调整滑道上的倒车摄像头9高度，高度确定后，通过定位螺杆将倒车摄像头9定位在该高度的定位孔上，以改变倒车摄像头9的高度位置。

相机5因露天矿卡车作业的特殊环境，用3M胶固定底座后再用膨胀螺丝再进行加固，为防止车辆颠簸造成摄像头监测方向变化用AB胶加固镜头部分与支撑杆连接部分；相机5可以监测疲劳驾驶、吸烟、打电话三种行为的报警，这些报警图片和视频通过视频处理终端8的4G功能传输到云平台服务器10，电脑端11通过HTTP协议取得数据。

毫米波雷达1能够提供障碍物距离、速度、角度等数据，利用这些数据能更准确的发出报警信息。

信号处理终端7接收CAN通讯传输来的数据，基于本毫米波雷达1的数据结构，解析得到用于报警的相关数据，再根据实际工况测试情况设定报警阈值。

毫米波雷达1最大监测距离200米，开启角度±60°，雷达支架设计确保前方180°区域无死角，毫米波雷达1能够监测障碍物状态，比如：静止、迎面而来、同向而去、交叉固定、交叉移动等等，根据散射截面积数据可以判断障碍区的体积，大概判断出是个什么样物体，在实际应用中降低误报的概率，过滤数据提高报警正确率，由于监测距离远毫米波雷达可以监测两种级别报警数据，二级报警范围在6米以内为，一级报警在4米以内；

前方盲区雷达2和倒车用倒车雷达13最大监测距离4米，开启角度58°两侧雷达根据路况调节角度，实现监测范围灵活，报警级别为一级：

卡车型号不同前方盲区区域也不一样，体积较大的卡车前方盲区范围大概4米左右，前方盲区摄像头3可以任意调节角度满足驾驶员需求，倒车摄像头9同样可以调节角度，一般车型水平安装，较大车型摄像头与水平面夹角成60°前倾30°保证看到人员等高度较低的障碍物；

相机5安装后通过在视频处理终端设备上设置车号、车辆ID、设备终端号，开启疲劳驾驶、吸烟、打电话三种驾驶行为识别的报警功能，设置上传云平台服务器地址及端口，设置VPN保证4G正常工作，设置显示屏上各摄像头显示位置。

本实用新型的工作原理如下：

如图1～图3所示，矿用卡车启动后，当前方出现障碍物，前方盲区雷达2利用超声波反射原理检测到障碍物，超声波信号通过(转换器)LIN通讯转CAN通讯后数据发往信号处理终端7，信号处理终端7根据设定的报警范围，发出不同频报警声音；毫米波雷达1利用电磁波原理反射收到障碍物信息，通过CAN通讯方式直接进入信号处理终端7，信号处理终端7判定此数据在不同范围内给出不同程度报警信号，发出不同频率的报警声音；同时，前方盲区摄像头3实时采集前方盲区的视频数据，并发送至视频处理终端8，通过视频处理终端8在显示屏4上显示；

当矿用卡车倒车时，倒车雷达13利用超声波反射原理检测到障碍物时，通过转换器6将LIN通讯转换为CAN通讯后数据发往信号处理终端7，信号处理终端7判定此数据在不同范围内给出不同程度报警信号，发出不同频率的报警声音；后方摄像头9实时采集前方盲区的视频数据，并发送至视频处理终端8，通过视频处理终端8在显示屏4上显示；

在驾驶矿用卡车过程中，通过DBA相机5采集驾驶员头部范围的图像，并将图像回传给视频处理终端8，根据设置的报警类型进行对比分析，当驾驶员发生执行设定的报警动作，发生报警时，视频处理终端8利用4G通讯将该行为图片以及发生两个摄像头采集到的报警前后共15秒的视频发送到云平台服务器10，方便有针对性调取。

本实用新型不限于针对车型，根据车型调整滑道上的倒车摄像头9高度，高度确定后，通过定位螺杆将倒车摄像头9定位在该高度的定位孔上，以改变倒车摄像头9的高度位置。

在调节前方盲区雷达2的转动角度时，向下拧松所述调整螺母，前方盲区雷达2可绕定位销122转动实现角度调整，当角度确定后，向上拧紧所述调整螺母，使调整螺母与调整螺栓124的螺帽夹紧调整支板实现前方盲区雷达2固定；同时根据毫米波雷达1数量和尺寸的需要，通过安装孔125以满足不同规格尺寸的毫米波雷达1安装需要。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型的思想，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统，其特征在于，包括：设于车体上的毫米波雷达(1)、前方盲区雷达(2)、倒车雷达(13)、摄像头、相机(5)、信号处理终端(7)、视频处理终端(8)、显示屏(4)以及雷达支架(12)；

所述雷达支架(12)固设于车体前保险杠上；

所述毫米波雷达(1)和前方盲区雷达(2)均设于雷达支架(12)上；所述倒车雷达(13)设于车体倒车灯正上方，所述毫米波雷达(1)、前方盲区雷达(2)以及倒车雷达(13)分别与信号处理终端(7)连接；

所述摄像头有两个，分别设于车体的前方和后方，且每个摄像头均通过视频处理终端(8)与显示屏(4)连接；

所述信号处理终端(7)、视频处理终端(8)和显示屏(4)均设于驾驶室内；

所述相机(5)设于车体的驾驶室内，面向驾驶位设置所述相机通过视频处理终端(8)与显示屏(4)连接；

所述摄像头包括：与视频处理终端(8)连接的前方盲区摄像头(3)和倒车摄像头(9)；

所述前方盲区摄像头(3)设于车体发动机机盖上，其视场方向与前进方向相同；

所述倒车摄像头(9)通过设于倒车雷达(13)上方。

2.根据权利要求1所述的一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统，其特征在于，所述前方盲区雷达(2)和倒车雷达(13)均为超声波雷达。

3.根据权利要求1所述的一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统，其特征在于，所述前方盲区雷达(2)有两个，且对称设于雷达支架(12)上；所述毫米波雷达(1)设于两个前方盲区雷达(2)之间的雷达支架(12)中心位置处。

4.根据权利要求1所述的一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统，其特征在于，所述倒车雷达(13)的探头端面与水平面之间的夹角为60°。

5.根据权利要求1所述的一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统，其特征在于，所述雷达支架(12)水平固设于车体前保险杠的中心处；

所述雷达支架(12)，包括：连接板、侧板、挡罩、安装座(121)、定位销(122)、调整弧形槽(123)、调整螺栓(124)以及安装孔(125)；

所述侧板有两个，对称设于支架主体两侧，且与支架主体两侧连接；连接板和侧板组合形成支架主体，在支架主体上沿处连有挡罩；

所述雷达支架(12)的侧板上均设有安装座(121)，所述安装座(121)后端为调整支板，且所述调整支板上设有调整弧形槽(123)，所述前方盲区雷达(2)的壳体上设有定位销(122)，所述前方盲区雷达(2)壳体末端设有调整螺栓(124)和调整螺母，其中所述定位销(122)插入设于所述安装座(121)上的定位销孔中，所述调整螺栓(124)末端穿过所述调整弧形槽(123)并与所述调整螺母连接，向下拧松所述调整螺母，所述前方盲区雷达(2)可绕所述定位销(122)转动实现角度调整；

所述毫米波雷达(1)设于两个安装座(121)之间的支架主体的中间位置处，所述雷达支架(12)上设有多个安装孔(125)。

6.根据权利要求5所述的一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统，其特征在于，所述连接板与侧板之间的夹角为120°。

7.根据权利要求1所述的一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统，其特征在于，在倒车雷达(13)正上方车体上设有垂直于地面的滑道；滑道上设有定位孔；所述倒车摄像头(9)与滑道滑动连接，倒车摄像头(9)上带有定位螺杆，倒车摄像头(9)通过定位螺杆与不同高度的定位孔螺纹连接，以改变倒车摄像头(9)的高度位置。

8.根据权利要求1所述的一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统，其特征在于，所述前方盲区摄像头(3)和倒车摄像头(9)均为半球摄像机。

9.根据权利要求1所述的一种露天矿用卡车安全辅助驾驶系统，其特征在于，所述视频处理终端(8)还与控制中心无线连接。

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