一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统的制作方法

1.本实用新型涉及建筑技术领域，尤其涉及一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统。


背景技术：

2.目前，在盾构施工过程中，由于电瓶车必须逆向倒行与盾构机台车接驳，才能使管片运送到吊运双梁处，同时实现脱钩以保证注浆作业和出渣土作业的完成，在倒车过程中由于电瓶车驾驶员视野受限，距离台车末端门架距离较远时，无法及时观测到后方轨道上的人员工作情况，或接收到相关信息，容易出现安全事故。
3.而目前市场上现有的倒车影像设备和倒车雷达系统，不能充分满足盾构施工电瓶车的全部需求，目前的倒车雷达无论任何障碍物都会触发雷达预警，而隧道中的人行走道、测量桩、污水泵等必要设施都会引起误报。目前的倒车雷达多采用有线的连接方式，电瓶车作业时又存在尾节脱钩作业，无法实现全天候连接有序，所以只能采用无线传输的信号接收工作模式，同时受到盾构机台车结构门架的影响，单独的雷达系统遇到探测区域内的一切障碍物都会预警(无法分辨是人还是固定设备触发预警，造成频繁误报，影响工序时间连续性从而延长工作时间)。独立的影像系统虽然可以为电瓶车驾驶员提供一定的视频参考，但盾构作业环境噪音较大，单纯鸣笛又不能及时有效预警轨道后方的作业人员适时躲避安全风险。
4.因此，盾构实际作业时需要一套既能让电瓶车驾驶员主动处置安全风险，又能及时通知后方工作人员躲避的双功系统。如何提供该双功系统是该领域技术人员解决的技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术的上述缺陷，本实用新型提供的一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统，解决了上述技术问题，提供一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统。
6.为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统包括：
8.电瓶车，其车尾连接至少一节车厢；
9.警示灯，其设置在所述车厢上，且便于所述电瓶车内驾驶员观察到其工作的位置；
10.倒车影像装置，设置在所述车厢的尾部；
11.主动刹车装置，设置在所述电瓶车上，并与所述电瓶车上的驱动电源连接；
12.微波和被动红外探测器，设置在所述车厢的尾部；
13.报警控制器，分别与所述警示灯、所述倒车影像装置、所述主动刹车装置、所述微波和被动红外探测器相连接，以便所述报警控制器响应于所述微波和被动红外探测器，并形成开关信号，开关信号根据预设的传输路线传输至所述警示灯、所述倒车影像装置和/或
所述主动刹车装置。
14.其中，所述警示灯的数量为一个以上。
15.其中，所述倒车影像装置至少包括两个摄像头，两个所述摄像头设置在所述车厢的尾部，并获取同一区域的图像，两个所述摄像头均与所述报警控制器。
16.其中，所述主动刹车装置包括主动刹车结构以及断电开关，其中，断电开关分别与所述驱动电源和主动刹车结构连接，以便主动刹车结构和断电开关响应于所述报警控制器的开关信号，完成刹车和断电。
17.其中，所述微波和被动红外探测器包括微波雷达和红外线的一体式探测器。
18.其中，还包括设置在所述电瓶车内的显示器，所述显示器通过所述报警控制器连接所述倒车影像装置，以便将所述倒车影像装置接收到的内容显示在显示器内。
19.其中，所述报警控制器通过无线的方式连接所述警示灯、倒车影像装置和微波和被动红外探测器。
20.其中，所述报警控制器连接有无线发射端，所述警示灯、倒车影像装置和微波和被动红外探测器均连接无线接收端；所述无线发射端与所述无线接收端连接，形成无线信息传输的通道。
21.其中，所述无线发射端与所述无线接收端自动连接。
22.其中，所述报警控制器还连接有至少两个声音报警器，其中，所述电瓶车内设有一个所述声音报警器，剩余所述声音报警器设置在所述车厢上。
23.本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统，通过在车厢上设置警示灯、倒车影像装置和微波和被动红外探测器，能够获取电瓶车后方轨道上的人员工作情况，其中，倒车影像装置和微波和被动红外探测器将信号传输给报警控制器，报警控制器发出开关信号，控制警示灯和主动刹车装置工作完成警示闪烁和电瓶车的制动，该微波和被动红外探测器不仅可以探测到障碍物还能够得知该障碍物是否是为工作人员，进而判断是否应该制动和发出警示闪烁的信号。
24.为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。
附图说明
25.下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。
26.图1是本实用新型一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统的结构示意图。
27.图2是本实用新型一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统的原理图。
28.附图标记：
29.1、电瓶车；2、车厢；3、警示灯；4、摄像头；5、主动刹车装置；6、显示屏、7、微波和被动红外探测器。
具体实施方式
30.为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。
31.请参阅图1和图2，一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统包括：电瓶车、警示灯、倒车影像装置、主动刹车装置、微波和被动红外探测器和报警控制器。
32.其中，电瓶车，其车尾连接至少一节车厢，例如可以连接4节车厢，车厢内放置工程所需的材料，可以将车厢内的材料运输至衬砌台车，并可以将衬砌台车内的材料运出。
33.电瓶车在向衬砌台车移动时，必须要倒退行走。在行走的时，由于电瓶车的尾部连接有4个车厢，电瓶车上的工作人员往往无法观察到车厢处的所有情况，容易出现意外事故。基于该原因往往在车厢上设置警示的装置。
34.警示灯，其设置在所述车厢上，且便于所述电瓶车内驾驶员观察到其工作的位置。警示灯可以根据需要设置在车辆的两侧。而且警示灯的数量也可以根据实际的需要设定，但是需要注意的是警示灯需设置在方便观察的位置，方便观察可以指方便驾驶员观察，也可以指方便在隧道内工作的人员观察。警示灯在闪烁时，往往发出交替的颜色，在几十米外即可观察，能够有效的提高安全性。
35.需要说明的是，警示灯正常运行时不工作，一旦电瓶车尾部的车厢处出现在工人工作的区域，将触发报警，车载电脑会发出控制信号使尾部警示灯闪烁，由于隧道中多采用led白色灯光照明，电瓶车距离人员15-20米时会红色预警灯光以提示作业人员及时避让。
36.电瓶车驾驶室内安装红色警灯(红色警灯带音频提示)，正常运行时不工作，一旦电瓶车尾部探头进入有人员工作的区间，触发报警，车载电脑会发出控制信号使驾驶室内红色警灯闪烁，提示驾驶员后方轨道进入施工人员作业区域，由于驾驶舱内照明较暗容易发现红色预警光，电瓶车驾驶员看到提示可以通过倒车影像装置识别后方情况及时处理避让。
37.倒车影像装置，设置在所述车厢的尾部，倒车影像装置往往设置在多个车厢与电瓶车连接时，设置在最后面的车厢尾部，以便获得车厢尾部的镜像。具体地，倒车影像装置可以包括至少两个摄像头，两个摄像头将实时预警周界区域内人员入侵事件，当有人员进入监测范围内可对其跟踪自动识别，同时输出报警信号，通过蜂鸣装置或警灯设备通知后方作业人员，采集到的影像，通过深度学习算法将微波和被动红外探测器的微波雷达与视频采集系统融合。
38.通过两个摄像头获取同一区域的图像，同一区域可指车厢的后方，需要预警周界区域，由于两个摄像头的位置不同，一般情况下可以设置在车厢的上部，车厢的两侧，由于两个摄像头的位置不同，分别拍摄的两张图像也存在视差，再利用视差恢复物体在空间中的深度信息，从而确定三维空间中的物体位置。摄像头的内外参数可以确定三维空间中物体和其成像面形成的二维图像之间的对应关系，其中摄像头内参由摄像头本身性质决定，摄像头外参由两个摄像头之间的相对位置决定。
39.摄像头将获取到的图像传输至报警控制器，报警控制器对图像进行后期的处理，上述处理。
40.主动刹车装置，设置在所述电瓶车上，并与所述电瓶车上的驱动电源连接。
41.主动刹车装置在接收到报警控制器的开关信号后响应，具体地，主动刹车装置包
括主动刹车结构以及断电开关。其中，主动刹车装置和断电开关在接到开关信号后即响应工作，主动刹车装置对电瓶车实行制动刹车，降低车速，断电开关与驱动电源连接，断开驱动电源为电瓶车的供电。
42.需要说明的是，将车厢前方的障碍物以数据方式传给报警控制器，报警控制器对微波和被动红外探测器获得的数据以及摄像头拍摄到的图像进行数据进行计算和分析，达到预先设定的刹车制动距离的数值，就会下达刹车等相关指令，主动刹车装置在接收到报警控制器下达的指令后，主动刹车结构就会对车轮采取刹车制动，不让车子继续行驶，防止发生碰撞.由于盾构施工的特定环境，路况简单，无需复杂的功能，只针对人员进行刹车避让即可，主动刹车结构通过信号接收器与微波和被动红外探测器通过无线方式连接，当接收到报警控制器发出的报警控制信号时，断电开关解除电瓶车动力输出，同时强制制动(此功能由驾驶员根据具体施工情况选择复位或解除)。
43.微波和被动红外探测器，设置在所述车厢的尾部。微波和被动红外探测器为微处理器控制的双技术入侵探测器(双技术包括微波和红外)，红外与微波技术相结合，互相补充以确保可靠的探测效果并防止误报。基于微处理器，通过微波和红外线可以有效识别人体特征，减少误报。
44.微波和被动红外探测器包括微波雷达和红外线的一体式探测器。
45.具体地，微波和被动红外探测器，将微波雷达和红外线技术结合在个探测器上，由于两者在工作状态下相互不干扰，可以集成为一体式的探测器。其中，微波雷达是通过微波运动模拟电路，它可以模拟人体在微波区域移动产生的效果，测量距离。这种模拟程序定期运行以供自检，监督并确保微波探测的正常工作。被动红外的功能可以有效识别热源避免固定设施引起的误报。此外，还运用短时间热脉冲定期对热电传感器及其电路进行检测。如果热电传感器不能正常工作，会触发出错报警。被动式红外探测器在担任警戒期间本身则不需要向所防范的现场发出任何形式的能量，而是直接探测来自被探测目标自身发出的某种形式的能量，如红外线、振动等。被动红外探测器如红外热成像仪，收被测目标的红外辐射能量，然后将其作用到红外探测器的光敏元件上，通过后继电路和信号处理后获得红外热像图。
46.报警控制器，分别与所述警示灯、所述倒车影像装置、所述主动刹车装置、所述微波和被动红外探测器相连接，以便所述报警控制器响应于所述微波和被动红外探测器，并形成开关信号，开关信号根据预设的传输路线传输至所述警示灯、所述倒车影像装置和/或所述主动刹车装置。
47.报警控制器，为入侵式报警探测器，用来探测所需报警的目标。它可以将感知到的各种形式的物理量(物理量如光强、声响、压力、频率、温度、振动等)的变化转化成符合报警控制器处理要求的电信号(电信号如电压、电流)的变化，进而通过报警控制器启动告警装置。
48.报警控制器连接车载电脑，可以将车载电脑通过有线或无线的方式与报警控制器连接，车载电脑可以理解为处理信息的主机，处理报警控制器所接收到的信号，当然，还可以是报警控制器集成了车载电脑，也可以是车载电脑将接收到的微波和被动红外探测器、报警控制器、倒车影像装置的信号传递给报警控制器。具体的连接方式并不加以限定，将车载电脑理解成本发明中的主控制中心，在本系统中所需要进行的信号处理，计算等操作，除
了设备本身自带的功能带，均有车载电脑进行计算，然后在通过车载电脑进行传输。
49.当报警控制器设置在电瓶车上时，车载电脑可以与报警控制器有线连接，当报警控制器置于防范的现场时，车载电脑与报警控制器无线连接。
50.当然可以理解的是，报警控制器可以置于需要防范的施工现场，而不设置在车厢上，具体的设定位置，可以根据实际需要设定。
51.报警探测器接收来自微波和被动红外探测器输出的信号，一般是开关信号，来发出报警，自微波和被动红外探测器(自微波和被动红外探测器可以直接与警示灯和摄像头连接，无需通过报警探测器)，将获取到的这些信息进行适当的处理和逻辑判断，再向报警控制器输出启动报警的信号。同时可以触发终端设备，如警灯、警号、制动控制器、摄像头等，从而实现警示、驱动、记录等预置功能。
52.在其中一个实施例中，还包括设置在所述电瓶车内的显示器，所述显示器通过所述报警控制器连接所述倒车影像装置，以便将所述倒车影像装置接收到的内容显示在显示器内。倒车影像装置通过安装在电瓶车尾节车厢的摄像头通过无线连接的方式与驾驶室内的显示器连接，使驾驶员能实时看到电瓶车后方图像以便应急处理。也可以使用模拟信号影像传输的方式，避免数字信号受到影响时出现的卡遁和影像丢帧。
53.上述实施例中，所述报警控制器通过无线的方式连接所述警示灯、倒车影像装置和微波和被动红外探测器。
54.其中，所述报警控制器连接有无线发射端，所述警示灯、倒车影像装置和微波和被动红外探测器均连接无线接收端；所述无线发射端与所述无线接收端连接，形成无线信息传输的通道。
55.需要说明的是，还可以将警示灯、倒车影像装置和微波和被动红外探测器均连接无线发射端，车载电脑的无线网络与警示灯、倒车影像装置和微波和被动红外探测器的无线网络通过无线网桥连接。
56.其中，所述无线发射端与所述无线接收端自动连接。车载电脑的无线网络与警示灯、倒车影像装置和微波和被动红外探测器的无线网络通过无线网桥自动连接。
57.其中，所述报警控制器还连接有至少两个声音报警器，其中，所述电瓶车内设有一个所述声音报警器，剩余所述声音报警器设置在所述车厢上。
58.电瓶车内的声音报警器可以提醒驾驶员，车厢上的声音报警器可以梯形外界的工作人员，声音报警器可以集成在其他设备上，例如声音报警器可以集成在警示灯上。
59.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统，其特征在于，包括：电瓶车，其车尾连接至少一节车厢；警示灯，其设置在所述车厢上，且便于所述电瓶车内驾驶员观察到其工作的位置；倒车影像装置，设置在所述车厢的尾部；主动刹车装置，设置在所述电瓶车上，并与所述电瓶车上的驱动电源连接；微波和被动红外探测器，设置在所述车厢的尾部；报警控制器，分别与所述警示灯、所述倒车影像装置、所述主动刹车装置、所述微波和被动红外探测器相连接，以便所述报警控制器响应于所述微波和被动红外探测器，并形成开关信号，开关信号根据预设的传输路线传输至所述警示灯、所述倒车影像装置和/或所述主动刹车装置，所述警示灯的数量为一个以上。2.根据权利要求1所述的一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统，其特征在于，所述倒车影像装置至少包括两个摄像头，两个所述摄像头设置在所述车厢的尾部，并获取同一区域的图像，两个所述摄像头均与所述报警控制器。3.根据权利要求1所述的一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统，其特征在于，所述主动刹车装置包括主动刹车结构以及断电开关，其中，断电开关分别与所述驱动电源和主动刹车结构连接，以便主动刹车结构和断电开关响应于所述报警控制器的开关信号，完成刹车和断电。4.根据权利要求1所述的一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统，其特征在于，所述微波和被动红外探测器包括微波雷达和红外线的一体式探测器。5.根据权利要求1所述的一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统，其特征在于，还包括设置在所述电瓶车内的显示器，所述显示器通过所述报警控制器连接所述倒车影像装置，以便将所述倒车影像装置接收到的内容显示在显示器内。6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统，其特征在于，所述报警控制器通过无线的方式连接所述警示灯、倒车影像装置和微波和被动红外探测器。7.根据权利要求6所述的一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统，其特征在于，所述报警控制器连接有无线发射端，所述警示灯、倒车影像装置和微波和被动红外探测器均连接无线接收端；所述无线发射端与所述无线接收端连接，形成无线信息传输的通道。8.根据权利要求7所述的一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统，其特征在于，所述无线发射端与所述无线接收端自动连接。9.根据权利要求1所述的一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统，其特征在于，所述报警控制器还连接有至少两个声音报警器，其中，所述电瓶车内设有一个所述声音报警器，剩余所述声音报警器设置在所述车厢上。

技术总结
本实用新型涉及建筑技术领域。一种盾构施工电瓶车倒车影像智能识别预警与制动系统包括：电瓶车，其车尾连接至少一节车厢；警示灯，其设置在所述车厢上，且便于所述电瓶车内驾驶员观察到其工作的位置；倒车影像装置，设置在所述车厢的尾部；主动刹车装置，设置在所述电瓶车上，并与所述电瓶车上的驱动电源连接；微波和被动红外探测器，设置在所述车厢的尾部；报警控制器，分别与所述警示灯、所述倒车影像装置、所述主动刹车装置、所述微波和被动红外探测器相连接，以便所述报警控制器响应于所述微波和被动红外探测器，并形成开关信号，开关信号根据预设的传输路线传输至所述警示灯、所述倒车影像装置和/或所述主动刹车装置。述倒车影像装置和/或所述主动刹车装置。述倒车影像装置和/或所述主动刹车装置。


技术研发人员：陈阳 刘巍岊 陈志远 杨春波 王昌松 张艳明 王怀标 刘成 张靖
受保护的技术使用者：沈阳市政集团有限公司
技术研发日：2022.08.19
技术公布日：2023/3/16