一种立柱防撞预警系统及方法

技术领域

本发明涉及智能控制技术领域，尤其涉及一种立柱防撞预警系统及方法。

背景技术

随着科学技术的发展，煤炭、铁矿等物料的需求量日益增长。在进行物料仓储过程中，需要先将物料从装运车中卸下。

目前卸货时通常由司机和工作人员进行观察沟通以防止与立柱相撞，这种方法容易造成人力资源的浪费，影响了物料装卸的效率。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供了一种立柱防撞预警系统及方法，旨在解决现有技术中缺少智能化的立柱防碰撞预警方法的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种立柱防撞预警系统，所述系统包括：传感器设备、控制设备和报警设备；

所述传感器设备，用于进行距离检测，并将检测生成的阶跃信号传输至所述控制设备；

所述控制设备，用于在所述阶跃信号大于预设高度时，生成预警判定启动信息，并根据所述预警判定启动信息生成预警指令；

所述报警设备，用于根据所述预警指令发出预警提示。

可选地，所述控制设备，还用于在所述阶跃信号大于预设高度时，根据所述阶跃信号对应的传感器信息生成预警判定启动信息；

所述控制设备，还用于存在根据至少两个相邻传感器设备的阶跃信号生成的预警判定启动信息时，生成预警指令。

可选地，在进行传感器设备布置时，若布置方法为圆周布置，所述传感器设备与立柱之间的距离为第一预留距离R1。

可选地，在进行传感器设备布置时，若待卸货车辆的卸货用具宽度为2W，所述传感器设备之间的直线距离L满足条件小于

可选地，在进行传感器设备布置时，相邻三个传感器设备组成的三角形中垂线高度H

此外，本发明还提供了一种立柱防撞预警方法，所述方法应用于如上文所述的立柱防撞预警系统；所述方法包括：

所述传感器设备进行距离检测，并将检测生成的阶跃信号传输至所述控制设备；

所述控制设备在所述阶跃信号大于预设高度时，生成预警判定启动信息，并根据预警判定启动信息生成预警指令；

所述报警设备根据所述预警指令发出预警提示。

可选地，所述控制设备在所述阶跃信号大于预设高度时，生成预警判定启动信息，并根据预警判定启动信息生成预警指令的步骤，包括：

所述控制设备在所述阶跃信号大于预设高度时，根据所述阶跃信号对应的传感器信息生成预警判定启动信息；

所述控制设备在至少两个相邻传感器设备传输的阶跃信号均生成预警判定启动信息时，生成预警指令。

可选地，所述方法还包括：

在进行传感器设备布置时，若布置方法为圆周布置所述传感器设备与立柱之间的距离为第一预留距离R1。

可选地，所述方法还包括：

在进行传感器设备布置时，若待卸货车辆的卸货用具宽度为2W，所述传感器设备之间的直线距离L小于

可选地，所述方法之前还包括：

进行传感器设备布置时，在相邻三个传感器设备组成的三角形中垂线高度H

本发明提出的立柱防撞预警系统通过传感器设备进行距离检测，并将检测生成的阶跃信号传输至控制设备；控制设备在阶跃信号大于预设高度时，生成预警判定启动信息，并根据预警判定启动信息生成预警指令；报警设备可以根据预警指令发出预警提示。由于本发明的立柱防撞预警系统是通过控制设备对传感器监测的信号进行判断是否发出预警指令，通过智能化的立柱防撞预警系统进行立柱防碰撞预警，减少了人工操作的步骤，防止了物料卸载过程中人工因素和由于料层厚度增加而出现的误报。

附图说明

图1是本发明立柱防撞预警系统第一实施例的结构框图；

图2是本发明立柱防撞预警系统的传感器布置方法示意图；

图3为本发明立柱防撞预警方法第一实施例的流程示意图；

图4为本发明立柱防撞预警方法第二实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一整个立柱防撞预警系统，参照图1，图1是本发明立柱防撞预警系统第一实施例的结构框图。

如图1所示，本发明的立柱防撞预警系统包括：传感器设备、控制设备和报警设备。

在本实施例中，所述传感器设备，用于进行距离检测，并将检测生成的阶跃信号传输至所述控制设备。

需要说明的是，本实施例中所述的传感器设备可以是激光传感器、红外传感器、超声波传感器等，在立柱防撞预警系统中，可以安装有若干传感器设备用于获取距离数据，立柱防撞预警系统可以通过设置在立柱顶棚上的传感器设备来获得待卸货车辆与立柱之间的卸货距离，从而根据所述卸货距离来判断是否进行防碰撞预警。

需要解释的是，上述传感器设备的安装以立柱为几何中心，在顶棚上呈圆周均匀分布。

具体的布置规则可以参考图2，图2是本发明立柱防撞预警系统的传感器布置方法示意图。

可以理解的是，为了防止在司机接收到预警提示时，待卸货车辆已经接近碰撞立柱的情况，需要设置预留距离以进行提前提醒。

需要说明的是，其中第一预留距离R1为传感器设备与立柱之间的距离，包含第二预留距离R2与传感器设备检测到阶跃信号并触发预警提示前待卸货车辆靠近距离的半径。

需要说明的是，所述阶跃信号是一种按单位阶跃函数形式变化的时变电压和电流。在传感器设备进行检测时，若检测到待卸货车辆则会相应的生成阶跃信号，并将该阶跃信号发送至控制设备。

应当理解的是，在传感器设备检测到待卸货车辆时，会将检测到的距离数据传输至控制设备。

可以理解的是，在传感器设备检测到阶跃信号到预警提示发出前，有一段数据处理时间，第一预留距离R1包括待卸货车辆在数据处理时间内运行的距离。

需要说明的是，第二预留距离R2为包含第三预留距离R3与预警提示发出后待卸货车辆停止靠近立柱前车辆行驶距离的半径。

可以理解的是，在报警设备发出预警提示到司机根据预警提示停止车辆之间存在司机的反应时间与待卸货车辆的刹车停止时间，第二预留距离R2包括待卸货车辆在反应时间与刹车停止时间内运行的距离。

需要说明的是，第三预留距离R3为车辆与立柱预留距离后并考虑卸载物料时的间距缩减后的半径；R4则为立柱半径。

可以理解的是，在待卸货车辆进行物料卸载时，由于卸载物料的堆积会导致半径缩小，第三预留距离R3可以增加与缩小半径相应的距离。

需要说明的是，若干传感器设备呈圆周状分布在顶棚的四周，上述R1与R2之间的差值为30cm。当然，该差值可以根据实际情况进行改变，本实施例对此不加以限制。

应当理解的是，传感器设备的布置方式也可以采取其他规则，例如矩形布置，在矩形布置时，R1可以为二分之一矩形的对角线长，当然也可以采用其他的布置方式，本实施例对此不加以限制。

在一种实现方式中，在进行传感器设备布置时，若布置方法为圆周布置，所述传感器设备距离立柱的距离为第一预留距离R1。

需要说明的是，上述控制设备为可以进行数据处理与信号传输等用于实现立柱防撞预警功能的电子设备，可以是工业电脑、个人计算机或者服务器等设备，可以在实际应用中根据需求进行选用合适的设备，本实施例对此不加以限制。

可以理解的是，上述报警设备为立柱防撞预警系统中用于进行报警提示的设备，报警的方式可以是通过提示音和灯光的方式进行报警，也可以采用单一声音的方式进行报警，采用的报警设备类型可以根据实际应用中的环境场景、经济状况等条件进行选取，本实施例对此不加以限制。

应当理解的是，由于装卸的物料可能是易燃易爆的材料，在实际使用中可以采用防爆型的声光报警器。

在具体实现中，传感器设备进行距离检测，并将检测生成的阶跃信号传输至控制设备。

所述控制设备，用于在所述阶跃信号大于预设高度时，生成预警判定启动信息，并根据所述预警判定启动信息生成预警指令。

需要说明的是，所述预警判定启动信息为一种用于指示预警指令生成的信息。

需要解释的是，在待卸货车辆卸载物料时，由于料层厚度的增加可能会出现误报情况，可以在所述阶跃信号的信号值大于预设高度时，视为预警判定启动并生成预警判定启动信息，以此来屏蔽上述误报情况。

需要解释的是，上述预设高度为待卸货车辆的最小距地高度H

应当理解的是，待卸货车辆的最小距地高度并不固定，不同的车辆类型的最小距地高度并不相同，在实际应用中可以根据待卸货车辆的车辆类型确定最小距地高度。

需要说明的是，在上述控制设备生成预警指令时，会将预警指令传输至报警设备，以使报警设备根据预警指令进行预警提示。

在具体实现中，控制设备在阶跃信号大于预设高度时，生成预警判定启动信息，并根据预警判定启动信息生成预警指令。

在一种实现方式中，本实施例提出的立柱防撞预警系统还包括识别设备。

需要说明的是，所述识别设备可以通过识别装置获取待卸货车辆的图像信息，并将该图像信息传输至控制设备。控制设备可以通过图像识别技术获取待卸货车辆的车辆信息，所述车辆信息包括上述最小距地高度。

需要解释的是，上述图像识别技术可以通过识别车辆的车牌图像或者车辆整体图像，从而获取待卸货车辆的车辆信息。

所述报警设备，用于根据所述预警指令发出预警提示。

需要说明的是，上述预警提示可以是声光提示，也可以是其他提示，待卸货车辆的司机在接收到预警提示后可以停止车辆以防止撞击立柱。

在具体实现中，报警设备根据接受到的预警指令发出预警提示。

本实施例立柱防撞预警系统通过传感器设备进行距离检测，并将检测生成的阶跃信号传输至控制设备；控制设备在阶跃信号大于预设高度时，生成预警判定启动信息，并根据预警判定启动信息生成预警指令；报警设备可以根据预警指令发出预警提示。由于本发明的立柱防撞预警系统是通过控制设备对传感器监测的信号进行判断是否发出预警指令，通过智能化的立柱防撞预警系统进行立柱防碰撞预警，较少了人工操作的步骤，防止了物料卸载过程中人工因素和由于料层厚度增加而出现的误报。

进一步地，为了防止人员接近时出现的误报情况，基于上述立柱防撞预警系统的第一实施例，提出本发明立柱防撞预警系统的第二实施例。

在本实施例中，所述控制设备，还用于在所述阶跃信号大于预设高度时，根据所述阶跃信号对应的传感器信息生成预警判定启动信息；

所述控制设备，还用于存在根据至少两个相邻传感器设备的阶跃信号生成的预警判定启动信息时，生成预警指令。

需要说明的是，在阶跃信号大于预设高度时，可以根据阶跃信号对应的传感器信息生成预警判定信息，在预警判定信息生成后，若与该阶跃信号对应的传感器的相邻传感器的阶跃信号也生成预警判定信息，则生成预警指令。

在具体实现中，控制设备在阶跃信号大于预设高度时根据阶跃信号对应的传感器信息生成预警判定启动信息，在存在至少两个相邻传感器设备的阶跃信号生成的预警判定信息时，生成预警指令。

进一步地，在进行传感器设备布置时，若待卸货车辆的卸货用具宽度为2W，所述传感器设备之间的直线距离L小于

需要解释的是，上述卸货用具为用于将物料从待卸货车辆上卸载下来的用具，例如车辆料斗等。本实施例以及下述各实施例以车辆料斗为例加以详细描述。

需要说明的是，待卸货车辆的卸货用具宽度为2W，车辆料斗距离地面的高度为H，相邻传感器间的直线距离为L。进行传感器布置时需要满足条件相邻传感器间的直线距离：

需要解释的是，上述预设传感器距离需要大于成人的肩膀宽度(本实施例中取成人的肩膀宽度为40cm)，当然预设传感器距离可以根据在实际应用中的情况进行设置，本实施例对此不加以限制。

进一步地，为了防止相连的三个传感器同时预警时的工况出现保护不能有效防护的情况，在进行传感器设备布置时，相邻三个传感器设备组成的三角形中垂线高度H

应当理解的是，相邻的三个传感器设备之间可以组成三角形，该三角形的中垂线高度H需要满足条件H

需要说明的是，可以基于以下公式根据上述中垂线高度计算传感器设备之间的直线距离L的另一个限制条件：

可以理解的是，具体传感器的布置方法可以根据现场支撑条件进行布置，本实施例对此不加以限制。

本实施例通过对立柱防撞预警系统的控制设备在阶跃信号大于预设高度时，根据阶跃信号对应的传感器信息生成预警判定启动信息；在存在根据至少两个相邻的传感器设备的阶跃信号生成的预警判定启动信息时，生成预警指令，并根据布置规则对传感器设备进行布置，减少了在立柱防撞预警系统中出现的误判可能，同时减少了待卸货车辆撞击立柱的可能。

此外，本发明实施例还提出一种立柱防撞预警方法，所述方法应用于如上文所述的立柱防撞预警系统。

如图3所示，图3为本发明立柱防撞预警方法第一实施例的流程示意图，所述方法包括：

步骤S10：所述传感器设备进行距离检测，并将检测生成的阶跃信号传输至所述控制设备。

需要说明的是，本实施例中所述的传感器设备可以是激光传感器、红外传感器、超声波传感器等，在立柱防撞预警系统中，可以安装有若干传感器设备用于获取距离数据，立柱防撞预警系统可以通过设置在立柱顶棚上的传感器设备来获得待卸货车辆与立柱之间的卸货距离，从而根据所述卸货距离来判断是否进行防碰撞预警。

需要解释的是，上述传感器设备的安装以立柱为几何中心，在顶棚上呈圆周均匀分布。

可以理解的是，为了防止在司机接收到预警提示时，待卸货车辆已经接近碰撞立柱的情况，需要设置预留距离以进行提前提醒。

需要说明的是，其中第一预留距离R1为传感器设备与立柱之间的距离，包含第二预留距离R2与传感器设备检测到阶跃信号并触发预警提示前待卸货车辆靠近距离的半径。

需要说明的是，所述阶跃信号是一种按单位阶跃函数形式变化的时变电压和电流。在传感器设备进行检测时，若检测到待卸货车辆则会相应的生成阶跃信号，并将该阶跃信号发送至控制设备。

应当理解的是，在传感器设备检测到待卸货车辆时，会将检测到的距离数据传输至控制设备。

可以理解的是，在传感器设备检测到阶跃信号到预警提示发出前，有一段数据处理时间，第一预留距离R1包括待卸货车辆在数据处理时间内运行的距离。

需要说明的是，第二预留距离R2为包含第三预留距离R3与预警提示发出后待卸货车辆停止靠近立柱前车辆行驶距离的半径。

可以理解的是，在报警设备发出预警提示到司机根据预警提示停止车辆之间存在司机的反应时间与待卸货车辆的刹车停止时间，第二预留距离R2包括待卸货车辆在反应时间与刹车停止时间内运行的距离。

需要说明的是，第三预留距离R3为车辆与立柱预留距离后并考虑卸载物料时的间距缩减后的半径；R4则为立柱半径。

可以理解的是，在待卸货车辆进行物料卸载时，由于卸载物料的堆积会导致半径缩小，第三预留距离R3可以增加与缩小半径相应的距离。

需要说明的是，若干传感器设备呈圆周状分布在顶棚的四周，上述R1与R2之间的差值为30cm。当然，该差值可以根据实际情况进行改变，本实施例对此不加以限制。

应当理解的是，传感器设备的布置方式也可以采取其他规则，例如矩形布置，在矩形布置时，R1可以为二分之一矩形的对角线长，当然也可以采用其他的布置方式，本实施例对此不加以限制。

在一种实现方式中，在进行传感器设备布置时，若布置方法为圆周布置，所述传感器设备距离立柱的距离为第一预留距离R1。

需要说明的是，上述控制设备为可以进行数据处理与信号传输等用于实现立柱防撞预警功能的电子设备，可以是工业电脑、个人计算机或者服务器等设备，可以在实际应用中根据需求进行选用合适的设备，本实施例对此不加以限制。

可以理解的是，上述报警设备为立柱防撞预警系统中用于进行报警提示的设备，报警的方式可以是通过提示音和灯光的方式进行报警，也可以采用单一声音的方式进行报警，采用的报警设备类型可以根据实际应用中的环境场景、经济状况等条件进行选取，本实施例对此不加以限制。

应当理解的是，由于装卸的物料可能是易燃易爆的材料，在实际使用中可以采用防爆型的声光报警器。

在具体实现中，传感器设备进行距离检测，并将检测生成的阶跃信号传输至控制设备。

步骤S20：所述控制设备在所述阶跃信号大于预设高度时，生成预警判定启动信息，并根据预警判定启动信息生成预警指令。

需要说明的是，所述预警判定启动信息为一种用于指示预警指令生成的信息。

需要解释的是，在待卸货车辆卸载物料时，由于料层厚度的增加可能会出现误报情况，可以在所述阶跃信号的信号值大于预设高度时，视为预警判定启动并生成预警判定启动信息，以此来屏蔽上述误报情况。

需要解释的是，上述预设高度为待卸货车辆的最小距地高度H

应当理解的是，待卸货车辆的最小距地高度并不固定，不同的车辆类型的最小距地高度并不相同，在实际应用中可以根据待卸货车辆的车辆类型确定最小距地高度。

需要说明的是，在上述控制设备生成预警指令时，会将预警指令传输至报警设备，以使报警设备根据预警指令进行预警提示。

在具体实现中，控制设备在阶跃信号大于预设高度时，生成预警判定启动信息，并根据预警判定启动信息生成预警指令。

在一种实现方式中，本实施例提出的立柱防撞预警系统还包括识别设备。

需要说明的是，所述识别设备可以通过识别装置获取待卸货车辆的图像信息，并将该图像信息传输至控制设备。控制设备可以通过图像识别技术获取待卸货车辆的车辆信息，所述车辆信息包括上述最小距地高度。

需要解释的是，上述图像识别技术可以通过识别车辆的车牌图像或者车辆整体图像，从而获取待卸货车辆的车辆信息。

步骤S30：所述报警设备根据所述预警指令发出预警提示。

需要说明的是，上述预警提示可以是声光提示，也可以是其他提示，待卸货车辆的司机在接收到预警提示后可以停止车辆以防止撞击立柱。

在具体实现中，报警设备根据接受到的预警指令发出预警提示。

本实施例立柱防撞预警系统通过传感器设备进行距离检测，并将检测生成的阶跃信号传输至控制设备；控制设备在阶跃信号大于预设高度时，生成预警判定启动信息，并根据预警判定启动信息生成预警指令；报警设备可以根据预警指令发出预警提示。由于本发明的立柱防撞预警系统是通过控制设备对传感器监测的信号进行判断是否发出预警指令，通过智能化的立柱防撞预警系统进行立柱防碰撞预警，减少了人工操作的步骤，防止了物料卸载过程中人工因素和由于料层厚度增加而出现的误报。

进一步地，为了防止人员接近时出现的误报情况，基于上述立柱防撞预警方法的第一实施例，提出本发明立柱防撞预警系统的第二实施例。

如图4所示，图4为本发明立柱防撞预警方法第二实施例的流程示意图。

在本实施例中，所述控制设备在所述阶跃信号大于预设高度时，生成预警判定启动信息，并根据预警判定启动信息生成预警指令的步骤，包括：

步骤S21：所述控制设备在所述阶跃信号大于预设高度时，根据所述阶跃信号对应的传感器信息生成预警判定启动信息；

步骤S22：所述控制设备在至少两个相邻传感器设备传输的阶跃信号均生成预警判定启动信息时，生成预警指令。

需要说明的是，在阶跃信号大于预设高度时，可以根据阶跃信号对应的传感器信息生成预警判定信息，在预警判定信息生成后，若与该阶跃信号对应的传感器的相邻传感器的阶跃信号也生成预警判定信息，则生成预警指令。

在具体实现中，控制设备在阶跃信号大于预设高度时根据阶跃信号对应的传感器信息生成预警判定启动信息，在存在至少两个相邻传感器设备的阶跃信号生成的预警判定信息时，生成预警指令。

进一步地，在进行传感器设备布置时，若待卸货车辆的卸货用具宽度为2W，所述传感器设备之间的直线距离L小于

需要解释的是，上述卸货用具为用于将物料从待卸货车辆上卸载下来的用具，例如车辆料斗等。本实施例以及下述各实施例以车辆料斗为例加以详细描述。

需要说明的是，待卸货车辆的卸货用具宽度为2W，车辆料斗距离地面的高度为H，相邻传感器间的直线距离为L。进行传感器布置时需要满足条件相邻传感器间的直线距离：

需要解释的是，上述预设传感器距离需要大于成人的肩膀宽度(本实施例中取成人的肩膀宽度为40cm)，当然预设传感器距离可以根据在实际应用中的情况进行设置，本实施例对此不加以限制。

进一步地，为了防止相连的三个传感器同时预警时的工况出现保护不能有效防护的情况，在进行传感器设备布置时，相邻三个传感器设备组成的三角形中垂线高度H

应当理解的是，相邻的三个传感器设备之间可以组成三角形，该三角形的中垂线高度H需要满足条件H

需要说明的是，可以基于以下公式根据上述中垂线高度计算传感器设备之间的直线距离L的另一个限制条件：

可以理解的是，具体传感器的布置方法可以根据现场支撑条件进行布置，本实施例对此不加以限制。

本实施例通过对立柱防撞预警系统的控制设备在阶跃信号大于预设高度时，根据阶跃信号对应的传感器信息生成预警判定启动信息；在存在根据至少两个相邻的传感器设备的阶跃信号生成的预警判定启动信息时，生成预警指令，并根据布置规则对传感器设备进行布置，减少了在立柱防撞预警系统中出现的误判可能，同时减少了待卸货车辆撞击立柱的可能。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。