本发明专利技术公开了一种基于分段混合测距的矿井机车防撞方法及装置，该方法以无线电信号作为整个测距过程中的同步通信信号，并利用无线电、声波和超声波的不同传播特性对矿井机车进行远中近不同距离上的测距，先利用无线电的无线应答检测进行远距离测距，待两机车能够完成无线通信应答后再启动并利用声波的能量强度检测进行中长距离粗略测距，最后再启动并利用超声波的传输时间进行近距离测距，并根据各段测距结果执行相应的动作；借助无线电传输和声波传输的性能几乎不受矿井下环境中光线、粉尘、烟雾和空气湿度的影响；声波检测存在误差时，还可利用超声波进行精确测量，使该方法的环境适应能力强，探测范围大，测距精确度高，可靠性强。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于分段混合测距的矿井机车防撞方法及装置，该方法以无线电信号作为整个测距过程中的同步通信信号，并利用无线电、声波和超声波的不同传播特性对矿井机车进行远中近不同距离上的测距，先利用无线电的无线应答检测进行远距离测距，待两机车能够完成无线通信应答后再启动并利用声波的能量强度检测进行中长距离粗略测距，最后再启动并利用超声波的传输时间进行近距离测距，并根据各段测距结果执行相应的动作；借助无线电传输和声波传输的性能几乎不受矿井下环境中光线、粉尘、烟雾和空气湿度的影响；声波检测存在误差时，还可利用超声波进行精确测量，使该方法的环境适应能力强，探测范围大，测距精确度高，可靠性强。【专利说明】一种基于分段混合测距的矿井机车防撞方法及装置
本专利技术涉及一种矿井机车防撞方法及装置，具体一种基于分段混合测距的矿井机车防撞方法及装置，属于矿井机车防撞方法及装置
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技术介绍
目前，大多数矿井机车并没有安装防撞装置，只是凭借司机肉眼的观察来判定前方是否有车，并根据肉眼观察的结果采取相应的措施。但当调度人员误操作或司机疲劳驾驶时，有可能因未及时发现前面的机车而发生相撞，从而引发安全事故。 随着科学技术的快速发展，出于减少矿井机车发生碰撞的目的，人们研发出多种用于防撞预警的方法及装置，常用的有基于计算机视觉或图像、激光或红外测距防撞方法及装置以及基于井下信集闭系统、RFID精确定位的防撞预警方法及装置；而这两种在实际使用过程中都存在一些问题，具体如下: 基于计算机视觉或图像、激光或红外测距的防撞预警方法及装置是利用激光或红外测距装置检测矿井机车周围的情况；虽然能够起到防撞预警的效果，但因矿井下的环境非常恶劣，高温、潮湿、粉尘多，采用光学原理的防撞装置易受井下照明条件、粉尘、空气湿度等因素的影响，如粉尘会吸附在光学镜头上，导致系统失灵或测量误差很大，最终会产生虚报或漏报的情况，检测精度低，可靠性不高； 基于井下信集闭系统、RFID精确定位的防撞预警方法虽然不会受井下照明条件、粉尘、空气湿度等因素的影响产生虚报或漏报的情况，检测精度高，但在实施时，其需要布设如信集闭系统中的计轴器和RFID定位系统中的读卡器等大量的线路传感器，成本高，还会造成系统安装和维护困难，影响了自身的实用性和应用效果，不利于推广使用。 此外，上述两种方法涉及的不同装置也存在与方法相同的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于分段混合测距的矿井机车防撞方法及装置，该方法的环境适应能力强，探测范围大，可靠性高，成本低，易于大规模使用；同时，该方法涉及的装置的环境适应能力强，探测范围大，可靠性高，成本低，易于大规模使用。 为了实现上述目的，本基于分段混合测距的矿井机车防撞方法以无线电信号作为整个测距过程中的同步通信信号，并利用无线电、声波和超声波的不同传播特性对矿井机车进行远中近不同距离上的测距，先利用无线电的无线应答检测进行远距离测距，再利用声波的能量强度检测进行中长距离粗略测距，最后再利用超声波的传输时间进行近距离测距，并根据各段测距结果执行相应的动作。 优选地，一种基于分段混合测距的矿井机车防撞方法可采用如下步骤: 在每台矿井机车的车头和车尾处分别安装可用于发射无线电、声波和超声波的发射端，并在矿井机车的车头安装可用于接收无线电、声波和超声波信号的接收端；接收端与矿井机车的刹车系统配合使用，可根据接收到的不同信号执行不同的动作； 第一步，将矿井机车车头处接收端内的标志位flag置“O”； 第二步，每台矿井机车车头和车尾处的发射端都向外发出无线电通信信号，接收端接收无线电信号； 第三步，当一台矿井机车上的接收端未接收到其它矿井机车发射端发射的无线电信号，即该矿井机车与其它矿井机车间不能完成无线通信应答时，则在距该矿井机车的无线电通信传输范围内没有其它矿井机车，该矿井机车处于安全状态，并进入第二步；当该矿井机车上的接收端接收到其它矿井机车发射端发射的无线电信号，即该矿井机车与其它矿井机车间能够完成无线通信应答，则在距该矿井机车的无线电通信传输范围内有其它矿井机车； 第四步，当该矿井机车内部的标志位flag为“O”时，接收端向其它矿井机车做出应答信号，并启动接收端自身的声波接收及能量检测功能，其它矿井机车上的发射端在收到该矿井机车应答信号的同时启动声波发射功能；当该矿井机车内部的标志位flag不是“O”时，直接进入第七步； 第五步，该矿井机车接收端将接收到其它矿井机车发射的声波能量与其内部存储的参考数据库进行比对，当声波能量强度不大于给定阈值时，接收端告知司机该矿井机车附近有车，且与该矿井机车间的距离为安全距离，同时进入第二步；当声波能量强度大于给定阈值时，可利用该能量强度从参考数据库得到该矿井机车与其它矿井机车间的距离； 第六步，当该矿井机车与其它矿井机车间的距离不小于给定阈值时，则该矿井机车的附近有其它矿井机车，接收端显示距离，提醒司机，进入第二步；当该矿井机车与其它矿井机车间的距离小于给定阈值时，则该矿井机车的附近有其它矿井机车，接收端显示距离，提醒司机，同时将标志位flag置“ I ”，进入第二步； 第七步，该矿井机车上的接收端向其它矿井机车做出应答信号，同时启动内部定时器，开启本身的超声波接收功能，其它矿井机车上的发射端在收到该矿井机车应答信号的同时启动超声波发射功能； 第八步，该矿井机车上的接收端将接收到其它矿井机车发射的超声波信号，停止定时器，记录传输时间，并利用超声波的传输时间计算与其它矿井机车间的距离； 第九步，当该矿井机车与其它矿井机车间的距离不小于给定阈值时，则该矿井机车的附近有其它矿井机车，接收端显示距离，提醒司机，并进入第二步；当该矿井机车与其它矿井机车间的距离小于给定阈值时，则该矿井机车的接收端根据距离的大小控制矿井机车的刹车系统进行刹车。 一种基于分段混合测距的矿井机车防撞装置，包括发射主机和接收主机，所述发射主机至少两台，分别安装在矿井机车的车头和车尾；所述接收主机至少一台，并安装在矿井机车的车头；所述发射主机包括控制器1、无线通信模块1、声波驱动发射模块和超声波驱动发射模块，所述无线通信模块I与控制器I双向通信连接；所述控制器I的输出端与声波驱动发射模块、超声波驱动发射模块连接；所述接收主机包括控制器I1、无线通信模块I1、声波接收及能量检测模块、AD转化模块、超声波接收模块、显示模块和执行模块；所述无线通信模块II与控制器II双向通信连接；所述控制器II的输出端与显示模块、执行模块连接；所述声波接收及能量检测模块的输出端通过AD转化模块与控制器II连接；所述超声波接收模块的输出端与控制器π连接；所述发射主机发射无线电、声波和超声波，接收主机接收无线电、声波和超声波信号；所述接收模块中的执行模块与矿井机车的刹车系统连接。 进一步，还包括报警模块，所述报警模块与接收主机中的控制器II连接。 优选地，所述报警模块为声光报警器。 与现有技术相比，本专利技术采用了基于分段的混合测距的防撞方法，该方法以无线电信号作为整个测距过程中的同步通信信号，并利用无线电，声波和超声波的不同传播特性进行远中近不同距本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于分段混合测距的矿井机车防撞方法，其特征在于，该方法以无线电信号作为整个测距过程中的同步通信信号，并利用无线电、声波和超声波的不同传播特性对矿井机车进行远中近不同距离上的测距，先利用无线电的无线应答检测进行远距离测距，再利用声波的能量强度检测进行中长距离粗略测距，最后再利用超声波的传输时间进行近距离测距，并根据各段测距结果执行相应的动作。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈世海，柳军停，王浩，刘仲凯，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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