红外激光扫描探测全方位电机车防撞系统的制作方法

1.本实用新型涉及电机车防撞技术领域，尤其涉及红外激光扫描探测全方位电机车防撞系统。


背景技术：

2.可靠的电机车行驶安全技术，尤其是防撞技术是减少事故和降低事故伤亡率的必要手段。高性能的主动式防撞技术将是未来电机车安全市场发展的一个重要方向。现有的许多主动式电机车防撞技术存在诸多弱点，例如精度低、扫描范围存在视觉盲区、灵敏度低、目标分辨能力差、以及探测方位不完整(目前主流技术只能防止125
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175度和10米之内的碰撞风险，并且受距离、天气、能见度和道路交通状况和电机车流量的影响)、未使用安全范围激光波长(对人体有害)，以及未有效解决自动刹车制动、价格昂贵等缺点。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在现有的许多主动式电机车防撞技术存在精度低、扫描范围存在视觉盲区、灵敏度低、目标分辨能力差、以及探测方位不完整等缺点，以及现有的电机车缺少自动刹车制动的功能，且价格昂贵，而提出的红外激光扫描探测全方位电机车防撞系统。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：红外激光扫描探测全方位电机车防撞系统，包括扫描模块、中央处理模块、警告模块、自动刹车模块、电机车和自动刹车装置，所述扫描模块的输出端与中央处理模块的输入端电性连接，所述警告模块和自动刹车模块的输入端均与中央处理模块的输出端电性连接。
5.优选的，所述扫描模块包括速度检测模块、距离检测模块、图像捕捉模块和信号输出模块，所述信号输出模块的输出端与中央处理模块的输入端电性连接。
6.优选的，所述中央处理模块包括信号输入模块、信号处理模块、车速计算模块和距离处理模块，所述信号输出模块的输出端与信号输入模块的输入端电性连接，所述信号输入模块的输出端与信号处理模块的输入端电性连接。
7.优选的，所述自动刹车模块包括减速模块和气刹刹车模块，所述减速模块和气刹刹车模块的输入端均与车速计算模块的输出端与电性连接。
8.优选的，所述电机车的顶部前侧固定连接有红外激光雷达扫描装置，所述红外激光雷达扫描装置的底端固定连接有声光报警器。
9.优选的，所述电机车的底部两端对称活动安装有车轮，所述车轮的内侧与自动刹车装置的一端活动安装。
10.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，
11.1、本实用新型中，通过该电机车防撞系统采用扫描模块、中央处理模块、自动刹车模块以及警告模块相结合，扫描模块在电机车行驶时自动探测周围障碍物，获取相关数据并且由中央处理模块处理，当系统确定了将要发生事故时，警告模块自动发出警告，如果驾
驶员没有采取相应的措施，系统会自动启动刹车装置予以制动，从而避免碰撞事故的发生，并且该防撞系统可以在电机车的车速超过最大限定值时自动进行减速，当电机车车速超过危险速度时，气刹刹车模块对电机车进行及时刹车，可以使电机车在危险距离内快速刹车制动，避免电机车超速现象的发生。
12.2、本实用新型中，扫描模块的扫描装置采用双回转扫描红外激光脉冲波检测，全方位探测不留盲区死角，包括激光探头，电路硬件设计与软件数据处理与碰撞预测算法，且激光探头采用安全激光不伤人眼，灵敏度高(具备穿云破雾探测能力)，分辨率也高，单光束探测：结合模糊识别数理模型避免处理庞大数据，远近兼顾反应快速功能可靠，计入本车空间存在的几何分布和非线性的相对运动轨迹，能够快速智能应付复杂不良交通环境，远距离全方位自动避撞减振控制，且遵循国际工程标准设计安全可靠。
13.3、本实用新型中，扫描装置采用的激光雷达性能精良，分辨率高、精度高且抗有源干扰能力强，激光雷达可以分辨3km距离上相距0.3m的两个目标，并可同时跟踪多个目标；距离分辨率可达0.1m；速度分辨率能达到10m/s以内，激光雷达可以利用多普勒成像技术获得非常清晰的图像；电机车采用三维激光雷达，可以实现实时三维空间建模，实时绘制出电机车周边的三维空间地图；中央处理器对数据进行处理以提供电机车快速做出判断。
附图说明
14.图1为本实用新型提出红外激光扫描探测全方位电机车防撞系统的系统图；
15.图2为本实用新型提出红外激光扫描探测全方位电机车防撞系统的扫描模块系统图；
16.图3为本实用新型提出红外激光扫描探测全方位电机车防撞系统的中央处理模块的系统图；
17.图4为本实用新型提出红外激光扫描探测全方位电机车防撞系统的自动刹车模块的系统图；
18.图5为本实用新型提出红外激光扫描探测全方位电机车防撞系统的装置正面结构示意图；
19.图6为本实用新型提出红外激光扫描探测全方位电机车防撞系统的装置示意图。
20.图例说明：1、扫描模块；2、中央处理模块；3、自动刹车模块；4、警告模块；5、红外激光雷达扫描装置；6、声光报警器；7、电机车；8、车轮；9、自动刹车装置；11、速度检测模块；12、距离检测模块；13、图像捕捉模块； 14、信号输入模块；21、信号输入模块；22、信号处理模块；23、车速计算模块；24、距离处理模块；31、减速模块；32、气刹刹车模块。
具体实施方式
21.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
22.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
23.如图1
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6所示，本实用新型提供了红外激光扫描探测全方位电机车防撞系统，包括扫描模块1、中央处理模块2、警告模块4、自动刹车模块3、电机车7和自动刹车装置9，扫描模块1的输出端与中央处理模块2的输入端电性连接，警告模块4和自动刹车模块3的输入端均与中央处理模块2的输出端电性连接，在现有的电机车7的顶部增加红外激光雷达扫描装置5和声光报警器6，此外还配有扫描装置、中央处理器、警告装置以及自动刹车装置，其分别控制扫描模块1、中央处理模块2、警告模块4和自动刹车模块3。
24.扫描模块1包括速度检测模块11、距离检测模块12、图像捕捉模块13和信号输出模块14，信号输出模块14的输出端与中央处理模块2的输入端电性连接，速度检测模块11可以在电机车7行驶过程中对其速度进行检查，距离检测模块12对电机车7与其他障碍物之间的距离进行检测，图像捕捉模块13对电机车7附近的图像进行捕捉，最后速度检测模块11、距离检测模块12和图像捕捉模块13的信息通过信号输出模块14传输给中央处理模块2进行处理。
25.中央处理模块2包括信号输入模块21、信号处理模块22、车速计算模块23和距离处理模块24，信号输出模块14的输出端与信号输入模块21的输入端电性连接，信号输入模块21的输出端与信号处理模块22的输入端电性连接，信号输入模块21接收扫描模块1的相关数据，信号处理模块22对数据进行处理分析，车速计算模块23对电机车7的车速进行计算，距离处理模块24可以得出电机车7和障碍物之间的距离。
26.自动刹车模块3包括减速模块31和气刹刹车模块32，减速模块31和气刹刹车模块32的输入端均与车速计算模块23的输出端与电性连接，当电机车7的车速超过最大限定值时，车速计算模块23控制减速模块31进行减速，并且对声光报警器6发出信号，当电机车7车速超过危险速度时，车速计算模块23控制气刹刹车模块32对电机车7进行及时刹车。
27.电机车7的顶部前侧固定连接有红外激光雷达扫描装置5，红外激光雷达扫描装置5的底端固定连接有声光报警器6，当中央处理模块2确定了将要发生事故时，警告装置内部的警告模块4控制声光报警器6自动发出警告。
28.电机车7的底部两端对称活动安装有车轮8，车轮8的内侧与自动刹车装置9 的一端活动安装，当操作者没有做出处理，中央处理模块2控制自动刹车装置9，自动刹车装置9控制自动刹车模块3对车轮8自动进行刹车。
29.本实用新型的工作原理：通过在现有的电机车7的车顶增加红外激光雷达扫描装置5和声光报警器6，此外电机车7还配有扫描装置、中央处理器、警告装置以及自动刹车装置，扫描装置、中央处理器、警告装置以及自动刹车装置分别控制扫描模块1、中央处理模块2、警告模块4和自动刹车模块3，在电机车7的行驶过程中，速度检测模块11可以对电机车7的行驶速度进行检查，距离检测模块 12对电机车7与其他障碍物之间的距离进行检测，图像捕捉模块13对电机车7附近的图像进行捕捉，最后速度检测模块11、距离检测模块12和图像捕捉模块13 的信息通过信号输出模块14传输给中央处理模块2，中央处理模块2获得周围空间的点云数据，从而实时绘制出电机车7周边的三维空间地图；同时测量出周边轨行区内在三个方向上的距离、速度、加速度等信息，再结合三维模型地图计算出电机车7的位置，这些庞大丰富的数据信息传输信号处理模块22分析处理后，以提供电机车7快速做出判断，中央处理模块2通过智能算法根据输入的数据对轨行区内碰撞的可能性进行预测，当中央处理模块2确定了将要发生事故时，距离处理模块24同时对电机车7和前方障碍物之间的距
离进行计算，警告装置内部的警告模块4控制声光报警器6自动发出警告，如果驾驶员没有采取相应的措施，中央处理模块2控制自动刹车装置9，自动刹车装置9控制自动刹车模块 3对车轮8自动进行刹车，且自动识别出相对位置关系，在防撞梁前1.0m处能够平稳停止，当电机车7的车速超过最大限定值时，车速计算模块23控制减速模块 31进行减速，并且对声光报警器6发出信号，当电机车7车速超过危险速度时，车速计算模块23控制气刹刹车模块32对电机车7进行及时刹车，可以使电机车7 在危险距离内快速刹车制动，并避免电机车7超速现象的发生。
30.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。