[發明專利]一種基于立體聲耳機的梭車避障預警系統

有效

• 申請號: 202210841000.9
• 申請日: 2022-07-18
• 公開（公告）號: CN115179978B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 李鵬洲;高振剛;蒲德全
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學;鄂爾多斯應用技術學院
• 主分類號: B61C17/00
• 分類號: B61C17/00;H04R1/10;H04R3/00
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務所(普通合伙) 34144
• 代理人: 潘飛

本發明涉及車輛安全控制領域，特別是涉及一種基于立體聲耳機的梭車避障預警系統。該車輛避障預警系統應用于大梭車設備上。系統包括雷達模塊、立體聲耳機和控制器。雷達模塊用于計算出各個分區內部出現的障礙物的最近距離。控制器接收雷達模塊的探測結果，并生成一個自定義的障礙物分布狀態信號。立體聲耳機由駕駛人員佩戴，立體聲耳機用于根據車輛的駕駛狀況向駕駛人員發出聲音信號，進而為駕駛人員提供避障引導。立體聲耳機包括聲音單元和耳罩。聲音單元包括后饋麥克風、降噪處理模塊、主聲源、次聲源、預警信號仿真模塊和語音接收模塊。本發明解決了大型工程車輛體積龐大、盲區多，駕駛難度高，容易發生碰撞事故的問題。

技術領域

本發明涉及車輛安全控制領域，特別是涉及一種基于立體聲耳機的梭車避障預警系統。

背景技術

梭車是一種大型礦用設備車輛，該設備車輛的體積龐大，車輛的駕駛室位于車輛的一側，因此車內的駕駛員存在較大的盲區。礦區環境復雜，車輛和人員密集，且駕駛員盲區較大，這些都導致梭車在使用過程發生碰撞事故的概率大大增加。梭車的設備自重和車輛慣性較大，發生碰撞時容易往往會產生較大的損失。

例如，梭車在連續采煤機處裝煤時，為保證不落煤和最大裝載量，梭車接煤槽需要伸入連續采煤機卸煤槽下端，而駕駛室與接煤槽布置在梭車車體的兩端，接煤時完全根據駕駛員經驗，導致梭車接煤槽底端與連續采煤機車體經常性發生碰撞。梭車在巷道中運行時，由于車體尺寸較大、巷道內光線強弱不同，且受掘進工作面粉塵較大等惡劣工作條件的影響，梭車經常與巷道煤壁及巷道內的其他作業設備發生碰撞。這些常見的碰撞事故容易損壞作業面的煤壁上的錨桿、金屬網及其他設備，甚至撞傷作業人員。梭車在轉載破碎機處卸煤時，其卸煤槽也非常容易與破碎機機體發生碰撞。此外，駕駛工作的重復單調，梭車司機工作中的疲勞狀態、注意力不集中等人為因素也是增大梭車碰撞概率并造成損失的主要原因。

增加避障系統是解決上述問題的一個可行的技術手段，但是，梭車的設備龐大，工作環境復雜；駕駛員需要同時觀察多個方位的交通環境和設備工作狀態。常規的小型車輛中使用的各類基于雷達或相機的避障系統均無法有效應用到礦用梭車設備中，甚至可能會給駕駛人員的操作過程造成干擾。此外，礦區的大型設備眾多，環境嘈雜，常規的碰撞和警報難以被駕駛人員察覺，這可能引發更嚴重的事故。

發明內容

基于此，有必要針對現有大型梭車體積龐大、盲區多，駕駛難度高，容易發生碰撞事故的問題；提供一種基于立體聲耳機的梭車避障預警系統。

本發明提供的技術方案如下：

一種基于立體聲耳機的梭車避障預警系統，該系統應用于大型工程車輛或機械設備上，用于為駕駛人員提供指引，輔助駕駛人員在駕駛過程實現避障。該梭車避障預警系統包括雷達模塊、立體聲耳機和控制器。

其中，雷達模塊中包括多個雷達單元；每個雷達單元用于向梭車周圍的特定分區內發射探測信號，并根據探測信號的回波信號計算出各個分區內部出現的障礙物的最近距離。

控制器接收雷達模塊的探測結果，并生成一個自定義的障礙物分布狀態信號。障礙物分布狀態信號中的狀態變量包括分區標記，以及每個分區對應的障礙物標記、警戒級別標記和運動狀態標記。

立體聲耳機由駕駛人員佩戴，立體聲耳機用于根據梭車的駕駛狀況向駕駛人員發出聲音信號，進而為駕駛人員提供避障引導。立體聲耳機包括聲音單元和耳罩。聲音單元包括后饋麥克風、降噪處理模塊、主聲源、次聲源、預警信號仿真模塊和語音接收模塊。后饋麥克風位于耳罩內部對應駕駛人員耳道的位置，后饋麥克風用于采集用戶收聽到的環境噪音。降噪處理模塊用于將環境噪音由模擬信號轉換為數字信號，并生成一個相位相反，且幅度和頻率相似的降噪信號。次聲源用于根據降噪信號發出相應的降噪聲。預警信號仿真模塊用于接收控制器發送的障礙物分布狀態信號，并自動生成一個仿真聲信號。語音接收模塊用于接收由管理人員或指揮人員發出的語音指揮信號。主聲源用于根據仿真聲信號產生模擬梭車周圍障礙物分布狀態的立體蜂鳴音。和/或生成由管理人員或指揮人員發出的語音。