使用激光雷达的工地安全装置制造方法及图纸

周界安全装置包括激光器、检测器、控制器和警告器。激光器将光学激光辐射发射到监测区中。从监测区中的目标反射的激光辐射由检测器监测，并且至目标的距离由控制器确定。如果确定目标处于未授权位置，则警告器被激活。本发明专利技术还在于周界安全装置的网络，它们共同限定由监测区形成的监测区域。中央控制器可以限定通过监测区域的预限定“安全”路径。

Site safety device using laser radar

Perimeter safety devices include lasers, detectors, controllers and warning devices. The laser emits optical laser radiation into the monitoring area. The laser radiation reflected from the target in the monitoring area is monitored by the detector, and the distance to the target is determined by the controller. If the target is located in the unauthorized location, the warning device is activated. The invention also lies in the network of perimeter safety devices, which jointly define the monitoring area formed by the monitoring area. The central controller can limit the \safe\ path by pre monitoring the area.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用激光雷达的工地安全装置
本专利技术涉及工地安全的大致领域。更具体地，本专利技术涉及利用激光雷达以设定周界并监测该周界的任何入侵。
技术介绍
建筑工地本质上是危险的地方。通常存在很多件重型设备在该场所四处移动。工人在该场所四处移动时必须注意，以避开移动的车辆或者移位的设备的路径。由于很多车辆上有限的视野，对于车辆操作者而言，很难顾及到车辆附近的人。因此，工人需要行使注意的义务。工地上的风险通过良好的训练、适当的移动控制规则以及某些情况下为安全而专门训练的人员而降低。尽管尽最大努力最小化风险，仍然存在通过使用可用技术来改进的空间。甚至更大的安全风险是未经训练的人(例如百姓)，他们可能偶然得以进入工地。已经开发各种机构以限制这种风险。已经存在的最简单的方式是在工地周围设岗哨，其留意任何未授权或偶然的进入。这种方案固有地受到人为失误的限制，并且由此需要更好的方案。即使人为失误可以降低至可接受的水平，仍然存在雇佣人员(其实质上是在无成效地花费他们的大部分时间)的成本问题。为周界安全提供保障的一种技术是激光雷达。激光雷达使用激光器来检测目标的位置。激光雷达众所周知的应用是用在测绘中，以构建场景的点云图像。在这一应用中，激光器在方位和高度方面进行扫描。和激光器定位在一起的检测器检测从来自激光器的光束命中的目标反射的光。激光光束是脉冲式的，使得从脉冲离开激光器直至检测器测量到所反射的脉冲的飞行时间能够得到精确的测量。方位和高度的组合与所测量的距离一起给出目标的点。重复地记录该点数据构建围绕激光器的半球中的场景的“点云”图像。
技术实现思路
在一种形式中，虽然不必是唯一的或者最宽范的形式，本专利技术旨在周界安全装置，其包括：激光器，朝向监测区发射光学激光辐射；检测器，检测从所述监测区的目标反射的光学激光辐射；控制器，所述控制器：产生外传信号以操作所述激光器来发射调制激光；从所述检测器接收指示反射光学激光辐射的传入信号；根据所述外传信号和所述传入信号计算至所述目标的距离；以及警告器，如果确定所述至所述目标的距离在所述监测区的监测范围内，则所述警告器由所述控制器激活。所述周界安全装置可以进一步包括连接至所述控制器以调节所述监测范围的输入装置。所述警告器可以是触觉、听觉或视觉警告器。周界安全装置可以进一步包括将信号传输至远程警告器的发射器。所述控制器还可以产生安全控制信号，所述安全控制信号由所述发射器传输至用于安全目的(例如停机)的其他设备。在另一种形式中，本专利技术在于在区域内提供安全的方法，包括如下步骤：将激光光束发射到监测区中；从所述监测区中的目标接收激光光束反射；计算至所述目标的距离；以及如果所述至所述目标的距离在所述监测区的监测范围内，则产生警告。所述方法可以进一步包括以下步骤：如果目标被检测到在所述监测区的所述监测范围内，则使设备停机。在又一形式中，本专利技术在于周界安全装置的网络，它们共同限定由多个监测区构成的监测区域。本专利技术的进一步特征和优点将从以下详细描述中变得明显。附图说明为了帮助理解本专利技术并且使本领域技术人员能够将本专利技术应用于实践效果，本专利技术的优选实施例将通过参考附图以仅仅示例的方式描述，在附图中：图1是周界安全装置的概略图；图2是图1的周界安全装置的框图；图3是图1的周界安全装置的范围选择的图形显示；图4是周界安全装置的替换实施例的框图；图5是图4的周界安全装置的电路系统的概略图；图6是与图4的周界安全装置相关联的可佩带报警装置的概略图；图7是图4的周界安全装置的安全停机选项的概略图；图8是替换的周界安全装置，用于围绕移动位置的周界内的安全；图9显示了监测所监测区域的周界安全装置的网络。具体实施方式本专利技术的实施例主要在于利用激光测距仪(优选地为激光雷达装置)的周界安全装置。因此，装置的各个元件已经以简洁的概略形式在图中示出，为了使本公开不会由于过多的细节而模糊，仅仅显示了那些对于理解本专利技术的实施例所必要的特定细节，对于获知了本申请描述的优点的本领域普通技术人员而言，那些过多的细节将是显而易见的。在本申请说明书中，例如第一和第二、左和右等等形容词仅仅被用于将一个元件或行动与另一元件或行动区分，而不必然需要或隐含任何实际的这种关系或先后顺序。诸如“包括”或“包含”这种词意在限定非排他的包含，从而使得包括一系列元素的过程、方法、物品或设备不是仅仅包含那些元件，而且可以包含其他未明确列出的元素，包括这种过程、方法、物品或装置所固有的元素。参考图1，显示了周界安全装置10的概略图。周界安全装置10基于激光测距仪，最适当的为激光雷达装置11。如上所述，激光雷达装置使用激光器以确定目标的位置。在图1的实施例中，激光雷达安装在杆12上，杆12将激光雷达11抬高至针对将要定位的目标适当的高度。杆12安装在基座13上。对于很多工业应用而言，将基座设置成俗称为巫师帽的有色、锥形基座是便利的。激光雷达11具有光学元件111，激光光束从该光学元件111发射；以及窗口112，其收集从穿过光束的目标反射的激光辐射。参考图2，显示了激光雷达11的主要元件的框图。激光雷达11包括激光器20、检测器21和控制器22。控制器22控制激光器的操作，以发射激光光束201。激光光束201被调制，以提供进一步处理的时基，如下所述。产生调制的一种方式是使激光器脉冲触发，从而对激光光束实施振幅调制。这可以通过重复地将激光器打开和关闭来完成。另一种方式是使用连续波(CW)激光器并且利用机械或电光斩波器将光束进行斩波。振幅调制不需要具有100％的调制深度。或者，一些其他形式的调制(例如相位调制)能够应用到激光光束。调制信号由控制器22产生并且驱动激光器20。在使用中，激光光束201击中目标26，并且激光光束201中的一些被反射或扩散为反射激光202。反射激光202由检测器21检测，并且检测信号产生。控制器将调制信号和检测信号进行比较，并且计算反射信号的飞行时间。飞行时间被转化成激光雷达11和目标26之间的距离。控制器22还产生激活警告器24的警告信号。用于警告器24的激活的参数可以由用户使用输入装置23输入。一种有用的设置是仅仅在某些范围界限之间产生警告，如图3中所示。为了实现图3的配置，用户使用输入装置23输入最小范围和最大范围。输入装置23可以是键盘、触控屏、或者简单的指拨开关。典型的警告范围可以是在2米和10米之间。由激光雷达检测到的小于2米范围内的任何目标将不会触发警告。类似地，由激光雷达检测到的大于10米范围内的任何目标将不会触发警告。这一配置在进入工地的入口处尤其有用，其中周界安全装置10被定位在例如2米宽的门附近。穿过门的正常移动不会触发警告，但门以外的任何移动就产生警告。周界安全装置10还可以配置有逆向设定。即，监测到的进入可以产生警告来对进入和离开的人进行计数，但否则就不产生警告，因为物理安全(例如墙)防止在入口两侧的移动。现参考图4，显示了替换的实施例。显示了激光雷达装置40和4个预设的监测范围，A、B、C和D。例如，这些可以是根据以下表格设定的：预设最小范围最大范围A02mB2m4mC4m6mD6m8m预设距离由指拨开关41设定，指拨开关41在用户界面42处被激活以设定处理器43。处理器43从激光雷达40接收信号44并且进行比较来确定激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种周界安全装置，包括：激光器，朝向监测区发射光学激光辐射；检测器，检测来自所述监测区的目标的反射光学激光辐射；控制器，所述控制器：产生外传信号以操作所述激光器来发射调制激光；从所述检测器接收指示反射光学激光辐射的传入信号；根据所述外传信号和所述传入信号计算至所述目标的距离；以及警告器，如果确定至所述目标的所述距离在所述监测区的监测范围内，则所述警告器由所述控制器激活。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.25 AU 20159048711.一种周界安全装置，包括：激光器，朝向监测区发射光学激光辐射；检测器，检测来自所述监测区的目标的反射光学激光辐射；控制器，所述控制器：产生外传信号以操作所述激光器来发射调制激光；从所述检测器接收指示反射光学激光辐射的传入信号；根据所述外传信号和所述传入信号计算至所述目标的距离；以及警告器，如果确定至所述目标的所述距离在所述监测区的监测范围内，则所述警告器由所述控制器激活。2.根据权利要求1所述的周界安全装置，还包括连接至所述控制器以调节所述监测范围的输入装置。3.根据权利要求1所述的周界安全装置，其中所述警告器是触觉、听觉或视觉警告器。4.根据权利要求1所述的周界安全装置，还包括将信号传输至远程警告器的发射器。5.根据权利要求1所述的周界安全装置，其中所述控制器产生安全控制信号，所述安全控制信号由所述发射器传输至其他设备。6.根据权利要求5所述的周界安全装置，其中所述安全控制信号是停机信号。7.根据权利要求1所述的周界安全装置，其中所述调制激光的振幅或相位被调制。8.根据权利要求1所述的周界安全装置，其中如果目标过线，则所述激光器沿所述线发射光学辐射并且所述警告产生。9.根据权利要求1所述的周界安全装置，其中如果目标在围绕所述激光器的半球内移动，则所述激光器沿着进入所述半球的方向发射光学辐射，并且所述警告产生。10.根据权利要求9所述的周界安全装置，当附接至车辆时，使得所述半球随所述车辆移动。11...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·科斯特洛，J·比奇，
申请(专利权)人：VHSIP私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU