基于雷达测距的铁路工程车防撞装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于车辆安防技术领域，具体的说是涉及一种基于雷达测距的铁路工程车防撞装置。本实用新型专利技术包括微波雷达模块、激光雷达模块、红外对射模块、报警模块和单片机；微波雷达模块、激光雷达模块、红外对射模块和报警模块分别与单片机连接；所述激光雷达模块设置于铁路工程车前后两端，所述微波雷达模块设置于铁路工程车左右两侧，所述红外对射模块设置于铁路工程车货箱两侧挡板上表面，所述报警模块设置在铁路工程车驾驶室。本实用新型专利技术的有益效果是：能够有效对铁路工程车进行全方位的防撞预警，并且实现方式简单，成本低廉。成本低廉。成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
基于雷达测距的铁路工程车防撞装置


[0001]本技术属于车辆安防
，具体的说是涉及一种基于雷达测距的铁路工程车防撞装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着轨道交通建设规划的实施，轨道交通、客运专线建设正在高速发展，已成为实现城市居民便捷出行的主要交通工具。中国铁路的安全性能在国际上是数一数二的，除了包括非常先进的防护系统，铁路检修工程车也扮演着至关重要的角色。铁路工程车主要应用于牵引检修、运输检修、轨道检修以及轨道维护等方面。在正常运行时，车辆设备上安装有列车运行自动防护系统(ATP)进行安全自动防护。但对于铁路检修工程车，考虑到运营的特殊性及经济性，并没有安装列车运行自动防护系统(ATP)装置。
[0003]目前的铁路工程车还未有较完善的列控系统来保障车辆运行安全，其主要依靠人工安全防护，在防护力度、安全性、反应灵敏度、操作性等方面均存在一定缺陷，包括：
[0004](1)铁路工程车运行在还未完成的铁路上，多个不同作业的工程车同时工作时，当两辆工程车相靠较近，由于没有任何检测装置和报警系统，可能会导致相撞的事故，特别是对于隧道作业的车辆；
[0005](2)因为作业环境的特殊性，铁路工程车可能会受到来自四周各个方向的障碍物影响，在一些特殊作业环境，司机难以注意到来自两侧的其他车辆的影响；
[0006](3)铁路工程车车厢里放货物的高度不能超过规定的高度，因为通常车厢较大，特别是在隧道环境，由上方下料到车厢时，人工难以准确判断货物装载情况，当超过规定的高度时需要卸下货物，通过人眼观察容易出错，导致费时费力。
[0007]目前私人汽车上通常均具备雷达系统，用于防碰撞，但是通常只探测车辆的头部位置，对于铁路工程车，因为体积较大，作业环境复杂多变，因此无法直接利用一般私人汽车上的防碰撞装置。

技术实现思路

[0008]本技术所要解决的，就是针对上述问题，提出一种完全适用于铁路工程车的一种基于雷达测距的防撞装置，主要是针对铁路工程车的特性，比如在抢修作业时，可能会高速行驶在复杂环境，对于前后方需要长距离的快速探测，而因为作业环境复杂，车体较大，对于左右两侧需要大范围的探测，本技术即是针对这些要求，所提出的针对性的防撞装置。
[0009]本技术采用的技术方案是：基于雷达测距的铁路工程车防撞装置，如图1所示，包括微波雷达模块、激光雷达模块、红外对射模块、报警模块和单片机；微波雷达模块、激光雷达模块、红外对射模块和报警模块分别与单片机连接；所述激光雷达模块设置于铁路工程车前后两端，所述微波雷达模块设置于铁路工程车左右两侧，所述红外对射模块设置于铁路工程车货箱两侧挡板上表面，所述报警模块设置在铁路工程车驾驶室。
[0010]本技术总的技术方案，针对铁路工程车的运行环境，采用激光雷达为铁路工程车前后提供探测，激光雷达(LightLaser Detection and Ranging)，简称LiDAR，是一种利用电磁波探测目标的位置的电子设备，其特点是以激光作为载波，能全天候工作，不受白天和黑夜的光照条件的限制，激光束发散角小，能量集中，有更好的分辨率和灵敏度，可以获得幅度、频率和相位等信息，且多普勒频移大，可以探测从低速到高速的目标，探测距离≥800m，测距精度≤2m，能够为铁路工程车在抢修作业中高速行驶提供检测防护。采用微波雷达为铁路工程车左右两侧进行探测，微波属于电磁波，其速度等于光速即，不同于超声波属于机械被，可忽略温度的影响，微波很少受气象环境影响且制作的传感器方向性和传输特性良好。微波雷达测速、测距的工作原理是由微波发射器发出微波信号，当遇到被测物体时，信号产生反射，再由接收器接收信号，微波雷达的特点是虽然测量距离较短(≥8)，但是范围较宽，数据更新速率快，距离测量精度较高，能够很好的实现对车体较大的铁路工程车左右两侧的防护。红外对射模块设置在货箱两侧挡板上，用于检测货物是否超出限高，非常方便。
[0011]进一步的，所述微波雷达模块、激光雷达模块、红外对射模块和报警模块与单片机的连接方式为无线连接方式。
[0012]进一步的，所述无线连接方式为基于Zigbee的无线连接。
[0013]Zigbee模块是较为常用的短距离无线传输模块，具有成本低，操作简易的优点。
[0014]进一步的，所述报警模块为声光报警器。
[0015]进一步的，所述单片机的型号为STC12C5A60S2，微波雷达模块采用的雷达型号为FMK24
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E5100，激光雷达模块采用的雷达型号为LRF 26
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1000L。
[0016]本技术的有益效果是：能够有效对铁路工程车进行全方位的防撞预警，并且实现方式简单，成本低廉。
附图说明
[0017]图1为本技术的逻辑结构示意图；
[0018]图2为本技术的实际安装位置示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图，对本技术的实际应用进行详细说明。
[0020]如图2所示，为本技术装置安装于铁路工程车上的示意图，激光雷达模块作为远程雷达，安装在车体前后，微波雷达模块作为近程雷达，安装于车体左右两侧，报警模块安装在驾驶室，红外对射模块并未示出，其安装在车厢上的位置根据具体要求，可能会有灵活的变动。
[0021]本技术的单片机，可以采用STC12C5A60S2单片机，它是目前STC12系列增强型51单片机，是51单片机中性价比最高的单片之一，完全符合本技术的需求，STC12C5A60S2单片机具有4个8位I/O口，根据具体应用情况，将微波雷达模块、激光雷达模块、红外对射模块和报警模块连接到设定的I/O口，因这些模块均为自动工作的方式，单片机通过I/O口接收到信号后，根据探测情况，在有障碍物的时候产生控制指令使报警模块开始工作，从而提醒驾驶员。
[0022]本技术的微波雷达模块，选用FMK24
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E5100微波雷达，其距离测量范围达到了20米，数据更新速率10Hz，距离测量精度为0.1米，对于近程探测，反应十分灵敏。
[0023]激光雷达采用LRF 26
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1000L激光雷达，测距分辨率0.1米，精度0.5米，测距可达1000米，24mm光学玻璃口径，是高精度稳定激光测距模组，同时性价比极高。
[0024]红外对射是一种普遍应用的报警设备，主动式红外线报警器由发射机和接收机两部分构成。其中，发射机包括电源、发光源、光学系统等组成部分，在电源的作用下，红外发光二极管发射红外光束，经光学系统作用变成平行光发射出去。接收机包括光学系统、放大器、光学传感器、信号处理器等组成部分，负责接收发射机发射出的红外线，并经光电传感器将光信号转换成电信号，经信号处理器分析处理后传给单片机。本技术采用10
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200cm红外对管对射式光电开关，该红外对管工作时，若没有物体遮挡，则在信号线端输出高电平；若有物体遮挡，则在信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于雷达测距的铁路工程车防撞装置，其特征在于，包括微波雷达模块、激光雷达模块、红外对射模块、报警模块和单片机；微波雷达模块、激光雷达模块、红外对射模块和报警模块分别与单片机连接；所述激光雷达模块设置于铁路工程车前后两端，所述微波雷达模块设置于铁路工程车左右两侧，所述红外对射模块设置于铁路工程车货箱两侧挡板上表面，所述报警模块设置在铁路工程车驾驶室。2.根据权利要求1所述的基于雷达测距的铁路工程车防撞装置，其特征在于，所述微波雷达模块、激光雷达模块、红外对射模块和报警模块与单片机的连接方式为无线连接方式。...

【专利技术属性】
技术研发人员：康燕仁，牛俊武，姬晓义，刘艺，陈亮，宋志华，幸仁飞，李岩，石龙，
申请(专利权)人：中国铁建电气化局集团第二工程有限公司，
类型：新型
国别省市：