本实用新型公开一种大型养路机械防碰撞系统,包括至少一个标签、多个基站、数据搜集器和数据处理器;其中标签和基站进行无线通信,各个基站分别对接收到的信号进行计算,得出各个基站到标签的距离数据并将该距离数据发送给数据搜集器,数据搜集器将接收到的各个基站距离数据和与距离数据对应的基站号码发送至数据处理器,数据处理器基于各个基站距离数据和与距离数据对应的基站号码进行计算,得出标签的位置坐标。本实用新型实现了司机对养路机械周围施工人员、物体的位置的实时掌握,有效避免碰撞事故的发生,解决了现有技术针对固定障碍物的避障,对施工人员针对性较差,存在检测死角以及漏报误报,成本高的缺点。
1.一种大型养路机械防碰撞系统,包括至少一个标签、多个基站、数据搜集器和数据处理器,其特征在于,所述标签包括第一控制单元、无线通信模块、天线和电池盒;所述基站包括第二控制单元、无线通信模块、天线和电池盒,所述无线通信模块,经天线接收来自标签的信号并发送来自第二控制单元的距离数据,所述第二控制单元基于来自标签的信号计算标签到基站之间的距离数据;所述数据搜集器将来自基站的距离数据和与距离数据对应的基站号码传输至数据处理器;所述数据处理器基于所述距离数据和与距离数据对应的基站号码计算标签的位置坐标。
2.根据权利要求1所述的防碰撞系统,其特征在于,所述标签的无线通信模块采用nanoPan5375型无线通信模块。
3.根据权利要求1所述的防碰撞系统,其特征在于,所述标签的第一控制单元采用AVRxa01280型单片机。
4.根据权利要求1所述的防碰撞系统,其特征在于,所述标签的天线采用2.4GHz天线。
5.根据权利要求1所述的防碰撞系统,其特征在于,所述基站的无线通信模块采用nanoPan5375型无线通信模块。
6.根据权利要求1所述的防碰撞系统,其特征在于,所述基站的第二控制单元采用AVRxa01280型单片机。
7.根据权利要求1所述的防碰撞系统,其特征在于,所述基站的天线采用2.4GHz天线。
8.根据权利要求1所述的防碰撞系统,其特征在于,所述数据搜集器采用WD2000P型数据搜集器并通过USBxa0Stick与所述数据处理器连接。
9.根据权利要求1所述的防碰撞系统,其特征在于,所述防碰撞系统进一步包括显示器。
10.一种用于大型养路机械防碰撞系统的基站,该防碰撞系统包括标签和多个基站,其特征在于,该基站包括:第二控制单元、无线通信模块、天线和电池盒,所述无线通信模块,经天线接收来自标签的信号并发送来自第二控制单元的距离数据,所述第二控制单元,基于所述来自标签的信号计算标签到基站之间的距离数据。技术领域
本实用新型涉及一种机械辅助避障系统。更具体地,涉及一种可以实时显示养路机械周围施工人员、物体的位置及安全状态的防碰撞系统。
背景技术
随着我国铁路里程的不断增加,养路作业也逐渐进入了大型机械化时代。由于大型养路机械的作业速度越来越快,在提高作业效率的同时也带来了碰撞施工人员的风险。一般来说,大型养路机械施工作业时主要依靠司机肉眼观察周围施工人员、物体的位置,由于作业时间多为夜间,视野较差,而且作业现场灰尘噪声大,司机易疲劳,视线盲区等原因,司机往往难以完全掌握周围施工人员的分布情况,这样在作业时就会存在较大的安全隐患。国内的一些研究机构开发的一些养路机械辅助避障系统,如:DPZ-440型配砟整形车避障系统和QSFB型清筛机辅助避障系统,主要采用激光测距传感器,通过检测一定角度范围内的障碍物以保证作业安全。然而此类避障系统存在一些明显的不足,主要有:是针对固定障碍物的避障,对施工人员针对性较差,存在检测死角以及误报漏报,成本高等缺点。因此,需要提供一种防碰撞系统,满足针对施工人员、物体检测无死角,信息准确,成本低等要求。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种新的大型养路机械防碰撞系统,该系统不仅可以有效检测出施工人员的位置还可以将其以电子地图的形式显示出来并判断施工人员的安全状态。为达到上述目的,本实用新型采用下述技术方案:一种大型养路机械防碰撞系统,包括至少一个标签、多个基站、数据搜集器和数据处理器,其中:标签包括第一控制单元、无线通信模块、天线和电池盒;基站包括第二控制单元、无线通信模块、天线和电池盒,其中无线通信模块,经天线接收来自标签的信号并发送来自第二控制单元的距离数据,第二控制单元基于来自标签的信号计算标签到基站之间的距离数据;数据搜集器将将来自基站的距离数据和与距离数据对应的基站号码传输至数据处理器;数据处理器基于距离数据和与距离数据对应的基站号码计算标签的位置坐标。优选地,标签和基站的无线通信模块分别采用nanoPan5375型无线通信模块;优选地,标签的第一控制单元和基站的第二控制单元分别采用AVRxa01280型单片机;优选地,标签和基站的天线分别采用2.4GHz天线;优选地,标签和基站的电池盒分别采用4.5V电池盒,内有三块5号电池;优选地,数据搜集器采用WD2000P型数据搜集器并通过USBxa0Stick与数据处理器连接;优选地,数据处理器采用计算机。优选地,计算机包括显示器。一种用于大型养路机械防碰撞系统的基站,该防碰撞系统包括标签和多个基站,该基站包括:第二控制单元、无线通信模块、天线和电池盒,其中无线通信模块,经天线接收来自标签的信号并发送来自第二控制单元的距离数据,第二控制单元,基于来自标签的信号计算标签到基站之间的距离数据。本实用新型的有益效果如下:本实用新型的技术方案,由于该系统使用无线通信的方式对施工人员、物体进行实时定位及判断,可以使司机实时掌握养路机械周围施工人员、物体的位置及安全状态,避免碰撞事故的发生;对施工人员针对性强无检测死角;系统所用硬件成本较低。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。图1示出一种大型养路机械防碰撞系统工作示例图;图2示出一种大型养路机械防碰撞系统中标签和基站的系统构造图;图3示出一种大型养路机械防碰撞系统工作流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型,下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本实用新型的保护范围。如图1所示的一种大型养路机械防碰撞系统包括:标签105、基站101、基站102、基站103、基站104、WD2000P型数据搜集器106、计算机107。如图2所示,该系统的每个标签和基站分别包括基于nanoTrack开发板的nanoPan5375型无线通信模块、AVR1280型单片机、2.4GHz天线和4.5V电池盒,其中电池盒内有三块5号电池。标签和基站的无线通信模块和单片机分别集成于各自开发板上,采用双边对等两次测距法实现标签与基站之间的无线测距;标签和基站的天线用于接收和发送无线信号;标签和基站的电池盒分别通过电源接口与各自开发板连接,用于提供电源。数据搜集器通过USB接口和计算机相连,可以接收基站与标签之间的距离数据并将其传送至计算机上。四个基站布置于养路机械的外壁上,标签布置于施工人员的身上,可以针对性的对施工人员进行实时检测。标签中的单片机用于控制和基站间进行的无线通信;基站上的单片机用于控制和标签间进行的无线通信并从接收到的标签信号中利用双边对等两次测距法计算出标签到各基站的距离数据;计算机用于接收数据搜集器传来的距离数据和与之相对应的基站号码并使用曲圆定位法进行定位计算,依据计算出的标签坐标判断施工人员的安全状态,最后以电子地图的方式在界面上显示施工人员的坐标及安全状态判定结果。如图3所示,该系统的工作流程为标签和基站进行无线通信,各个基站分别利用双边对等两次测距法对接收到的信号进行计算,得出各个基站到标签的距离数据,然后将距离数据通过无线通信的方式发送给数据搜集器,数据搜集器将接收到的各个基站距离数据和与距离数据对应的基站号码传送给计算机,计算机基于各个基站距离数据和与距离数据对应的基站号码进行曲圆定位法计算,以此得出标签的位置坐标,并依据该坐标判断施工人员的安全状态,最后以电子地图的方式在显示器上显示出标签的坐标及安全状态判定结果。下面通过一组实施例对本实用新型作进一步说明:系统工作时,将标签放置于施工人员身上,高度在腰部以上,将四个基站分别固定在大型养路机械的外壁上,高度距地面1.5米,数据搜集器与计算机相连,计算机与显示器相连,放置于大型养路机械驾驶室内,计算机上安装相应软件。打开标签和基站的电源开关,系统启动以后,标签和基站进行无线通信,各个基站分别利用双边对等两次测距法对接收到的信号进行计算,得出各个基站到标签的距离数据,然后将距离数据发送至数据搜集器,数据搜集器将接收到各个基站距离数据和与距离数据对应的基站号码传送给计算机,计算机使用曲圆定位法进行的定位计算,得到标签的位置坐标,并依据该坐标判断施工人员的安全状态,最后以电子地图的方式在屏幕上显示施工人员的位置及安全状态判定结果。大型养路机械作业时司机通过观察显示器就可以实时掌握周围施工人员的位置及状态,从而可以有效避免碰撞施工人员事故的发生。综上所述,本具体实施方式通过多个布置在大型养路机械上的基站对施工人员身上的标签进行定位,可以使司机实时掌握养路机械周围施工人员的位置及安全状态,避免大型养路机械作业时碰撞施工人员事故的发生,对施工人员针对性强无检测死角,系统所用硬件成本较低。显然,本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。