基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法及系统与流程

1.本发明属于矿山无轨设备领域，具体涉及一种无轨设备运行的预警方法，还涉及一种预警方法。


背景技术：

2.机械化开采成为井下矿山发展的趋势，井下无轨设备因其机动灵活、适应较复杂环境，而被广泛应用于井下金属非金属地下矿山，且越来越广泛。但因井下巷道尺寸受限，且为防护碰撞落石等的需要，无轨设备普遍存在车体驾驶室位置低、空间有限，车身长等问题，造成车辆盲区范围大，工作过程中存在较大安全隐患，易引发各种事故。无轨设备伤人事故已经成为矿山的一个重要的风险点。
3.为减少和消除因无轨设备视野盲区导致车辆伤害事故，现有技术主要采用基于雷达或传感器的车辆防相撞预警系统。当安装在车辆周围的识别装置监测到有障碍物距离过近时会发出报警，提示驾驶员和相关人员。但是，这种监测报警对于井下巷道行驶的车辆，仍然存在缺陷和隐患：
4.首选，受巷道高度和宽度，及人员车辆相互间的影响，即使车辆周围出现的是其它障碍物，报警状态也会一直出现，失去了其应有的预警意义。
5.其次，现有的预警系统没有与人体行为识别结合起来，尤其不能识别盲区内的人体行为，存在预警盲点。
6.再次，无法结合人体行为与无轨设备的状态做出智能预警与控制的联动，预警效果差，无法真正提高安全性。
7.第四，井下条件恶劣，情况复杂，人员众多，车辆上的识别装置无法提前感知人员的出现位置，必须时刻保持高强度的监控状态，运算量大，时滞性强，不能及时发现危险情况并立刻采取措施，甚至会因为发热量大等问题导致无法正常运行。
8.第五，现有的报警机制是车辆单方面的报警，井下环境视野查、噪声大，处于危险情况下的作业人员往往无法及时接收到报警信号，或者依据报警也无法立刻发现危险车辆。


技术实现要素：

9.本发明提出了一种基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法及系统，其目的是：(1)实现车辆与人员的实时性交互式预警，确保车辆与人员可以发送、接收到有效的报警信号；(2)为车辆提供盲区识别能力，消除预警盲点；(3)降低识别装置的运算量，提高识别的及时性和稳定性；(4)实现预警与车辆控制的联动，提高安全性。
10.本发明技术方案如下：
11.一种基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法，步骤为：
12.步骤1、车辆和作业人员向中控系统实时上报位置；中控系统根据车辆和作业人员的位置，实时判断车辆与作业人员之间是否存在轨迹交集；
13.步骤2、如果某车辆与某作业人员之间存在交集，则启动安装在该车辆上的安全预警识别装置，并启动该作业人员身上的立体感知系统，然后继续执行步骤3；如果不存在交集，则返回步骤1继续监测；
14.步骤3、环境安全监测系统通过安全预警识别装置判断该工作人员是否存在与该车辆相互碰撞的可能性以及二者之间的距离，得到监测结果；
15.步骤4、中控系统根据环境安全监测系统的结果判断预警等级，如果预警等级为低，则该车辆上的报警装置和该行人身上的立体感知系统均发出低频报警，然后跳回步骤3；如果预警等级为高，则继续执行步骤5；
16.步骤5、预测该车辆在驾驶员收到报警后采取刹车的情况下是否仍会与该行人是否会发生碰撞；如果预测结果认为不会碰撞，则车辆上的报警装置和该行人身上的立体感知系统均发出高频报警，然后回到步骤3，重新进行环境安全监测并判断预警等级；如果预测结果认为会碰撞，则中控系统向车辆的控制系统发出主动刹车信号，控制车辆主动刹车，直至危险解除后，解锁车辆并回到步骤1。
17.作为所述基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法的进一步改进：步骤1中，依据电子围栏判断车辆与作业人员之间是否存在轨迹交集；所述电子围栏是指中控系统围绕车辆和、或作业人员的实时位置而设置的虚拟干涉范围，判断时，若车辆和作业人员的电子围栏之间存在交集、或电子围栏与另一方的位置存在交集，则认为二者存在轨迹交集。
18.作为所述基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法的进一步改进：步骤2中，当中控系统发现某车辆与某工作人员之间的轨迹存在交集，则在启动安全预警识别装置之前，先关闭安全预警识别装置上的洁净防护装置；当中控系统发现某车辆与某工作人员之间的轨迹不存在交集，则检测安全预警识别装置上的洁净防护装置是否已经启动，如果未启动则启动，在确定洁净防护装置已启动后，再返回步骤1。
19.作为所述基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法的进一步改进，步骤3的具体步骤为：
20.步骤3.1、环境安全检测系统以高帧率启动安全预警识别装置；
21.步骤3.2、安全预警识别装置对获取到的环境信息的噪声进行评估，如果噪声过高则启动环境信息降噪算法后再执行步骤3.3，否则直接执行步骤3.3；
22.步骤3.3、安全预警识别装置对周围障碍物进行实时监测；
23.步骤3.4、安全预警识别装置根据当前获取的数据判断是否切换帧率，如果需要切换则在切换后跳转至步骤3.3，否则执行步骤3.5；
24.步骤3.5、安全预警识别装置获取监测到的障碍物目标与本车辆之间的距离，给出监测结果；
25.步骤3.6、等待一段时间，如果收到关闭请求，则关闭环境安全监测系统，否则跳转至步骤3.3，继续监测。
26.作为所述基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法的进一步改进：所述步骤3.5中，首先根据车辆当前的速度、载重和方向盘的位置，计算出车辆按当前状态继续行驶需要经过的空间即监测空间；然后，安全预警识别装置中的摄像头实时捕捉、识别是否有工作人员进入到该监测空间中，如果有工作人员进入，通过摄像头拍摄的图像获得该工作人员相对于车辆的位置与运动速度，再进一步获取雷达的扫描结果，将扫描结果中与该位置
相对应的障碍物与车辆之间的距离作为该工作人员与车辆之间的距离。
27.作为所述基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法的进一步改进：在通过摄像头获取到进入监测空间的工作人员的图像后，将该图像显示在车载显示屏上，并根据工作人员与车辆之间的距离设定不同的声光报警状态，同时在车载显示屏上围绕该工作人员提供不同颜色的警示信息。
28.作为所述基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法的进一步改进：步骤4中，如果某个车辆或行人需要同时发出多个不同等级的报警信号，则按其中最高的等级进行报警。
29.作为所述基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法的进一步改进：步骤5中，如果预测结果认为会碰撞，则在中控系统向车辆的控制系统发出主动刹车信号后，先监控车辆当前的刹车状态，如果驾驶员已经刹车或者临时取消主动刹车功能，则跳回到步骤3，否则控制车辆主动刹车。
30.一种基于上述预警方法的无轨设备安全预警系统，包括所述中控系统，还包括安装在各车辆上的车载主机、车载显示屏、车载定位装置、车载报警装置和所述安全预警识别装置；
31.所述车载主机与中控系统通信连接，所述车载显示屏、车载定位装置、车载报警装置和安全预警识别装置分别与车载主机通信连接；
32.所述预警系统还包括安装在工作人员身上的、与所述中控系统通信连接的立体感知系统；所述立体感知系统中包含人体定位装置；
33.所述车载报警装置和立体感知系统均有声光报警模块和振动报警模块。
34.作为所述无轨设备安全预警系统的进一步改进：所述安全预警识别装置包括安装在车辆左前方、右前方、左后方和右后方的四组摄像机与超声雷达；
35.所述车载报警装置包括车内报警器和车外报警器。
36.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：(1)存在碰撞的可能时，同步向车辆和工作人员发出包括但不限于振动与声光的不同等级的报警信号，使得驾驶员和工作人员能够同时立刻意识到危险以及危险的程度，快速采取相应措施，最终实现车辆与人员的实时性交互式预警，确保报警的有效性；(2)在电子围栏的基础上，进一步通过安全预警识别装置判断该工作人员是否存在与车辆相互碰撞的可能性以及距离，从而为车辆提供全方位的安全识别预警能力，消除预警盲点，提高预警的准确性；(3)只有在中控系统根据电子围栏发现车辆与作业人员之间存在交集后，才启动安全预警识别装置和立体感知系统，降低了车载安全预警识别装置的运算量，提高了识别的及时性和稳定性；(4)在发出高级碰撞预警之后，还能根据实际情况决策是否介入主动刹车，实现预警与车辆控制的联动，提高安全性；(5)可以充分利用不存在碰撞危险的时间自动清洁安全预警识别装置，减少井下扬尘等污染对识别装置的影响；(6)环境安全监测系统根据周围环境和监测情况自动启动降噪算法、切换帧率，提高监测的准确性，减少不必要的工作量。
附图说明
37.图1为本发明预警方法的流程图；
38.图2为环境安全检测环境的流程图；
39.图3为本发明预警系统的结构示意图。
具体实施方式
40.下面结合附图详细说明本发明的技术方案：
41.如图3，本实施例提供了一种用控制系统，它包括运行在服务器上的中控系统1，还包括安装在各车辆上的车载主机2、车载显示屏3、车载定位装置、车载报警装置和所述安全预警识别装置。
42.中控系统1能远程管理各类车载终端，实施远程升级、远程故障排除等功能，能够实时调取或查看设备远程工作状态，平台系统支持各类数据的全面对接和上传。
43.车载主机2集成了四路盲区算法预警智能功能、音视频监控等功能，能接收和处理gps或高精度定位数据、can总线信息，具备视音频录像、行驶信息记录、无线数据上传、现场打印等功能，具备较强的信息处理能力。该车载主机2可以基于深度学习算法，精准检测各类报警，及时进行视频及语音提醒，从而预先让驾驶人员警觉可能发生的危险，有效提升驾驶的安全性。
44.车载主机2与中控系统1通过无线方式通信连接。所述车载显示屏3、车载定位装置、车载报警装置和安全预警识别装置分别与车载主机2通信连接。所述车载定位装置采用gps、北斗等方式获取车辆的定位，实时上报。
45.所述安全预警识别装置包括安装在车辆左前方、右前方、左后方和右后方的四组鱼眼摄像机6(可以是单目、双目相机，还可以带红外功能)与超声雷达7(可以是激光雷达，也可以是毫米波雷达)，方便对不同方向上的盲区进行识别，实现“全覆盖”。
46.所述车载报警装置包括车内报警器4和车外报警器5。车内报警器4主要为驾驶员提供报警，车外报警器5为周围的工作人员提供报警。
47.所述预警系统还包括穿戴在工作人员身上的、与所述中控系统1通信连接的立体感知系统。所述立体感知系统可以是头盔的形式，也可以是安全背夹的形式，它包含人体定位装置，采用gps、北斗等方式获取工作人员的定位，实时上报。
48.所有车载报警装置和立体感知系统均有声光报警模块和振动报警模块。
49.如图1，上述预警系统的安全预警的工作过程如下：
50.中控系统1先导入当日作业任务，然后启动无轨设备上的车载系统(包括上述车载主机2、车载显示屏3、车载定位装置)和作业人员身上的立体感知系统，然后下发电子围栏数据包和无轨车辆运行轨迹数据包，再执行以下步骤：
51.步骤1、车辆和作业人员向中控系统1实时上报位置。中控系统1根据车辆和作业人员的位置，实时判断车辆与作业人员之间是否存在轨迹交集。
52.进一步的，步骤1中，依据电子围栏判断车辆与作业人员之间是否存在轨迹交集。所述电子围栏是指中控系统1围绕车辆和、或作业人员的实时位置而设置的虚拟干涉范围，该范围的大小根据工作人员和车辆的体积等情况预先设置。判断时，若车辆和作业人员的电子围栏之间存在交集、或电子围栏与另一方的位置存在交集，则认为二者存在轨迹交集。
53.步骤2、如果某车辆与某作业人员之间存在交集，则启动安装在该车辆上的安全预警识别装置，并启动该作业人员身上的立体感知系统，做好预警的准备工作，然后继续执行步骤3。如果不存在交集，则返回步骤1继续监测。
54.进一步的，当中控系统1发现某车辆与其他工作人员之间的轨迹存在交集，则在启动安全预警识别装置之前，先关闭安全预警识别装置上的洁净防护装置，避免清洁工作对预警造成干扰。当中控系统1发现某车辆与某工作人员之间的轨迹不存在交集，则检测安全预警识别装置上的洁净防护装置是否已经启动，如果未启动则启动，在确定洁净防护装置已启动后，再返回步骤1。该方式可以充分利用时间对识别装置进行清洁，使其始终工作在最佳状态。
55.所述洁净防护装置包括往复摆动的毛刷、清洗液供给模块等装置，其结构原理与车辆玻璃的清洁装置相同，在此不做赘述。
56.但是，存在交集仅代表距离较近，并不代表有可能发生碰撞，因此还需要执行以下步骤进一步甄别。
57.步骤3、环境安全监测系统通过安全预警识别装置判断该工作人员是否存在与该车辆相互碰撞的可能性以及二者之间的距离，得到监测结果。环境安全监测系统可以是运行在车载主机2上，也可以根据需要运行在中控系统1中。
58.具体如图2所示：
59.步骤3.1、环境安全检测系统以高帧率启动安全预警识别装置。
60.步骤3.2、安全预警识别装置对获取到的环境信息的噪声进行评估，如果噪声过高则启动环境信息降噪算法后再执行步骤3.3，否则直接执行步骤3.3。
61.作为可选的噪声评估和降噪方式之一：
62.首先建立图像在雾噪声中的成像模型：
63.i
λ
(x)＝j
λ
(x)t(x)+a
λ
(1-t(x))
64.其中i是相机接受到的雾图，而j是场景原始信号，t代表环境的透射率，a则代表了光线。lambda表示这些项都与波长相关，在图像中与rgb三个通道相关。
65.将模型进行改进，融合光照影响和透射率图，用统一的参数k表示，可以通过k值将观测到的雾图重建出清晰的图像：
[0066][0067]jλ
(x)＝k
λ
(x)i
λ
(x)-k
λ
(x)+1.
[0068]
利用神经网络模型学习出不同层级的特征，恢复场景中的kmap，基于上面的公式到场景的清晰图像，可以完成图像的降噪处理。
[0069]
步骤3.3、安全预警识别装置通过拍摄、扫描等方式对周围障碍物进行实时监测。
[0070]
步骤3.4、安全预警识别装置根据当前获取的数据判断是否切换帧率，如果拍摄到的图像不够清晰，无法实现人体识别，则需要切换至高帧率，如果拍摄到的图像过于清晰，则可以切换回低帧率。在切换后跳转至步骤3.3，重新拍摄，否则不切换、执行步骤3.5。
[0071]
步骤3.5、安全预警识别装置获取监测到的障碍物目标与本车辆之间的距离，通过融合决策给出监测结果。
[0072]
具体的，首先根据车辆当前的速度、载重和方向盘的位置，计算出车辆按当前状态继续行驶需要经过的空间即监测空间，该监测空间既包括了驾驶员可直接观察到的区域，也包括难以观测到的盲区。然后，安全预警识别装置中的摄像头实时捕捉、识别是否有工作
人员进入到该监测空间中。如果有工作人员进入，通过摄像头拍摄的图像获得该工作人员相对于车辆的位置与运动速度，再进一步获取雷达的扫描结果，将扫描结果中与该位置相对应的障碍物与车辆之间的距离作为该工作人员与车辆之间的距离。
[0073]
进一步的，安全预警识别装置能够实现对人员动静态的检测识别，提供盲区内外所有工作人员与无轨设备相对位移的变化监测，根据相对位移的变化，可以设置不同的报警优先级，为后续步骤采取不同的报警策略、实现主动提醒、分类预警奠定基础。其中车载主机2可通过接入车身can信号，通过判断挡位、转向灯、车速、方向盘转角信号，结合人车相对距离、相对运动速度、运动方向等判断运动趋势，为后续获取危险程度，按预定规则给予相应的预警信号奠定基础。
[0074]
进一步的，在通过摄像头获取到进入监测空间的工作人员的图像后，可以将该图像显示在车载显示屏3上，通过图像提示驾驶员注意相关人员的安全，并根据工作人员与车辆之间的距离设定不同的声光报警状态，同时在车载显示屏3上围绕该工作人员提供不同颜色的警示信息，比如绿色数据表示人员位于预警距离外，蓝色数据表示人员位于一级预警距范围，黄色数据表示人员位于二级预警距范围，橙色数据表示人员位于三级预警距范围，红色数据表示人员位于四级预警距范围，直观反馈风险等级、类别和所在方位，以分类分级的方式简洁明了告知驾驶员。
[0075]
所述距离还可以根据图像进行预先识别，并与雷达的检测结果相互融合。以常人身高为例，可以在摄像机6画面设置同等大小识别框，通过在不同预警距离内人员显示在摄像机6内身体部位以及变化速度，分析出人员位置和与无轨设备距离，再通过超声测距雷达反馈距离数据对附近人员进行精确定位。同样需要在数据处理界面设置距离阈值，触发不同阈值时进行不同程度的报警。
[0076]
本步骤中，作为可选的决策方式之一：先定义环境信息权重函数：
[0077]
q＝f(k)+g(m)+j(n)
[0078][0079]
其中f(k)为相机信息权重函数，r(ki)为红外相机信息权重函数，g(k)为雷达信息权重函数，j(k)为定位信息权重函数。i为第i个装置传感器信号传递信息。可以通过环境信息综合权重函数计算得出车辆与作业人员、车辆与车辆之间碰撞预警等级，安全距离范围坐标参数，传递给中控系统1，综合判断进行不同等级的安全预警。
[0080]
需要说明的是，上述决策方式并非唯一的判断方式。实际运行中，也可以通过工作人员所处的方位和距离，结合预先设置的规则直接得到决策结果。
[0081]
步骤3.6、等待一段时间，如果收到关闭请求，则关闭环境安全监测系统，否则跳转至步骤3.3，继续监测。
[0082]
步骤4、如图1，中控系统1根据环境安全监测系统的结果判断预警等级，如果预警等级为低，则该车辆上的报警装置和该行人身上的立体感知系统均发出低频报警，然后跳回步骤3；如果预警等级为高，则继续执行步骤5。
[0083]
步骤5、预测该车辆在驾驶员收到报警后采取刹车的情况下是否仍会与该行人是否会发生碰撞。如果预测结果认为不会碰撞，则车辆上的报警装置和该行人身上的立体感
知系统均发出高频报警，提示人员避让、驾驶员刹车，然后回到步骤3，重新进行环境安全监测并判断预警等级。如果预测结果认为会碰撞，则在中控系统1向车辆的控制系统发出主动刹车信号，再监控车辆当前的刹车状态，如果驾驶员已经刹车或者临时取消主动刹车功能，则跳回到步骤3，否则控制车辆主动刹车，直至危险解除后，解锁车辆并回到步骤1。
[0084]
进一步的，如果某个车辆或行人需要同时发出多个不同等级的报警信号，则按其中最高的等级进行报警。同时，工作人员感受到立体感知系统的报警后，可以通过观察周围环境，观察哪个车辆发出的警报频率与身上的报警频率一致，确定当前最应当躲避的车辆。
[0085]
需要说明的是，由于步骤5中的判断时间很短，因此声光报警、振动报警和车载显示屏3上的图像报警基本上是同时出现的。作为协同报警的一部分，报警时还可以对高频、低频报警进行进一步的细化，根据距离值的大小，通过放大影响、改变喇叭音量、增加蜂鸣提示、改变语音提示的语速等方式让周围人员快速感知危险的程度。例如：当人员距车身前端或后端5米到7米之间，且相对距离正在变小时，发出一级预警，驾驶室内高清屏幕弹出对应的前侧或后侧盲区内影像；当人员距车身前端或后端3米到5米之间，且相对距离正在变小时，发出二级预警，驾驶室内高清屏幕弹出对应的前侧或后侧盲区内影像，同时喇叭响，声光报警器响发出提示音并闪烁；当人员距车身前端或后端1米到3米之间，且相对距离正在变小时，发出三级预警，驾驶室内高清屏幕弹出对应的前侧或后侧盲区内影像，同时喇叭响，声光报警器发出提示音并闪烁；当人员距车身前端或后端小于1米时，且相对距离正在变小时，发出四级预警，驾驶室内高清屏幕弹出对应的前侧或后侧盲区内影像，同时喇叭响，声光报警器发出提示音并闪烁，发动机直接采取紧急制动，避免车辆伤人。车头车尾，一级报警区域设置为距离车身7米距离，当人员距车身前端或后端超过7米时，解除一级预警，不对司机进行预警提醒，相对距离为5米到7米之间，且相对距离正在变大时，也解除一级预警，不对司机进行预警提醒，以减少无效报警。左侧和右侧盲区内人员与车辆报警分级与上面所述的前端和后端划分方法一致，划分的距离较小，具体设置如下：当人员距车身左侧或右侧2米到1米之间，且相对距离正在变小时，发出一级预警，驾驶室内高清屏幕弹出对应的左侧或右侧盲区内影像；当人员距车身左侧或右侧1米到0.6米之间，且相对距离正在变小时，发出二级预警，驾驶室内高清屏幕弹出对应的左侧或右侧盲区内影像，同时喇叭响，声光报警器响发出提示音并闪烁；当人员距车身前端或后端0.3米到0.6米之间，且相对距离正在变小时，发出三级预警，驾驶室内高清屏幕弹出对应的左侧或右侧盲区内影像，同时喇叭响，声光报警器发出提示音并闪烁；当人员距车身前端或后端小于0.3米时，且相对距离正在变小时，发出四级预警，驾驶室内高清屏幕弹出对应的左侧或右侧盲区内影像，同时喇叭响，声光报警器发出提示音并闪烁，发动机直接采取紧急制动，避免车辆伤人。
[0086]
风险点预警的照片和视频及相关预警的信息，可实现本地存储或者上传中控系统1存储，经数据自动处理或人为处理，增减盲区范围或预警距离，针对不用的场景如倒车、直行、转弯等，进一步对报警进行精细化设置，减少无危险的误报，提升报警的有效性。

技术特征：
1.一种基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法，其特征在于步骤为：步骤1、车辆和作业人员向中控系统（1）实时上报位置；中控系统（1）根据车辆和作业人员的位置，实时判断车辆与作业人员之间是否存在轨迹交集；步骤2、如果某车辆与某作业人员之间存在交集，则启动安装在该车辆上的安全预警识别装置，并启动该作业人员身上的立体感知系统，然后继续执行步骤3；如果不存在交集，则返回步骤1继续监测；步骤3、环境安全监测系统通过安全预警识别装置判断该工作人员是否存在与该车辆相互碰撞的可能性以及二者之间的距离，得到监测结果；步骤4、中控系统（1）根据环境安全监测系统的结果判断预警等级，如果预警等级为低，则该车辆上的报警装置和该行人身上的立体感知系统均发出低频报警，然后跳回步骤3；如果预警等级为高，则继续执行步骤5；步骤5、预测该车辆在驾驶员收到报警后采取刹车的情况下是否仍会与该行人是否会发生碰撞；如果预测结果认为不会碰撞，则车辆上的报警装置和该行人身上的立体感知系统均发出高频报警，然后回到步骤3，重新进行环境安全监测并判断预警等级；如果预测结果认为会碰撞，则中控系统（1）向车辆的控制系统发出主动刹车信号，控制车辆主动刹车，直至危险解除后，解锁车辆并回到步骤1。2.如权利要求1所述的基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法，其特征在于：步骤1中，依据电子围栏判断车辆与作业人员之间是否存在轨迹交集；所述电子围栏是指中控系统（1）围绕车辆和、或作业人员的实时位置而设置的虚拟干涉范围，判断时，若车辆和作业人员的电子围栏之间存在交集、或电子围栏与另一方的位置存在交集，则认为二者存在轨迹交集。3.如权利要求1所述的基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法，其特征在于：步骤2中，当中控系统（1）发现某车辆与某工作人员之间的轨迹存在交集，则在启动安全预警识别装置之前，先关闭安全预警识别装置上的洁净防护装置；当中控系统（1）发现某车辆与某工作人员之间的轨迹不存在交集，则检测安全预警识别装置上的洁净防护装置是否已经启动，如果未启动则启动，在确定洁净防护装置已启动后，再返回步骤1。4.如权利要求1所述的基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法，其特征在于步骤3的具体步骤为：步骤3.1、环境安全检测系统以高帧率启动安全预警识别装置；步骤3.2、安全预警识别装置对获取到的环境信息的噪声进行评估，如果噪声过高则启动环境信息降噪算法后再执行步骤3.3，否则直接执行步骤3.3；步骤3.3、安全预警识别装置对周围障碍物进行实时监测；步骤3.4、安全预警识别装置根据当前获取的数据判断是否切换帧率，如果需要切换则在切换后跳转至步骤3.3，否则执行步骤3.5；步骤3.5、安全预警识别装置获取监测到的障碍物目标与本车辆之间的距离，给出监测结果；步骤3.6、等待一段时间，如果收到关闭请求，则关闭环境安全监测系统，否则跳转至步骤3.3，继续监测。5.如权利要求4所述的基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法，其特征在于：所述
步骤3.5中，首先根据车辆当前的速度、载重和方向盘的位置，计算出车辆按当前状态继续行驶需要经过的空间即监测空间；然后，安全预警识别装置中的摄像头实时捕捉、识别是否有工作人员进入到该监测空间中，如果有工作人员进入，通过摄像头拍摄的图像获得该工作人员相对于车辆的位置与运动速度，再进一步获取雷达的扫描结果，将扫描结果中与该位置相对应的障碍物与车辆之间的距离作为该工作人员与车辆之间的距离。6.如权利要求5所述的基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法，其特征在于：在通过摄像头获取到进入监测空间的工作人员的图像后，将该图像显示在车载显示屏（3）上，并根据工作人员与车辆之间的距离设定不同的声光报警状态，同时在车载显示屏（3）上围绕该工作人员提供不同颜色的警示信息。7.如权利要求1所述的基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法，其特征在于：步骤4中，如果某个车辆或行人需要同时发出多个不同等级的报警信号，则按其中最高的等级进行报警。8.如权利要求1所述的基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法，其特征在于：步骤5中，如果预测结果认为会碰撞，则在中控系统（1）向车辆的控制系统发出主动刹车信号后，先监控车辆当前的刹车状态，如果驾驶员已经刹车或者临时取消主动刹车功能，则跳回到步骤3，否则控制车辆主动刹车。9.一种基于如权利要求1所述的预警方法的无轨设备安全预警系统，其特征在于：包括所述中控系统（1），还包括安装在各车辆上的车载主机（2）、车载显示屏（3）、车载定位装置、车载报警装置和所述安全预警识别装置；所述车载主机（2）与中控系统（1）通信连接，所述车载显示屏（3）、车载定位装置、车载报警装置和安全预警识别装置分别与车载主机（2）通信连接；所述预警系统还包括安装在工作人员身上的、与所述中控系统（1）通信连接的立体感知系统；所述立体感知系统中包含人体定位装置；所述车载报警装置和立体感知系统均有声光报警模块和振动报警模块。10.如权利要求9所述的无轨设备安全预警系统，其特征在于：所述安全预警识别装置包括安装在车辆左前方、右前方、左后方和右后方的四组摄像机（6）与超声雷达（7）；所述车载报警装置包括车内报警器（4）和车外报警器（5）。

技术总结
本发明公开了一种基于多源信息融合的无轨设备安全预警方法及系统。所述预警方法包括轨迹交集实时监测、环境安全监测、预警等级判别、碰撞判断、主动干预刹车等步骤。预警系统包括运行在服务器上的中控系统，还包括安装在各车辆上的车载主机、车载显示屏、车载定位装置、车载报警装置和所述安全预警识别装置，以及穿戴在工作人员身上的立体感知系统。本发明实现了车辆与人员的实时性交互式预警，还可以确保报警的准确性和有效性，消除预警盲点，提高识别的及时性和稳定性，为矿山的安全生产提供保障。障。障。


技术研发人员：王华武 刘鹏刚 刘世永 丛金坤 鲁旭杰 任许铭 郝龙松 孙海波 滕智安 贾晓鹏 赵法灿 徐金泽 周波 刘滨 尹文超 孙宝庆 李传宏 刘明辉 曲涛 刘升龙 赵泽 卢威 王海卫 苏环
受保护的技术使用者：山东黄金矿业股份有限公司新城金矿
技术研发日：2022.12.19
技术公布日：2023/7/11