一种煤矿井下车辆主动安全系统

本发明涉及煤矿井下矿车的，尤其涉及一种煤矿井下车辆主动安全系统。

背景技术：

1、现有露天矿车主动安全系统并不能直接移植到井下矿车主动安全系统中。井下矿车车载重量从十几吨至上百吨，高度一般为2～5米，相对于行驶在露天矿上的主动安全车辆，行驶在狭窄道路里的井下矿的视野盲区范围更大，且井下矿用车的造价高达上百万元，一旦发生事故会造成严重人员伤亡及财产损失。

2、因此，极有必要提出能够有效解决井下矿车安全隐患的新的技术方案。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的不足，提供一种煤矿井下车辆主动安全系统，旨在解决现有技术难题，满足多种环境的井下巷道，在避免点燃井下爆炸性气体的同时，采用一种新型检测井下人员位置的方法，配合车辆的制动与报警，从而辅助驾驶员操纵车辆，有效避免井下矿车碰撞、剐蹭等安全事故发生，进而保证煤矿井下人员与财产的安全。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种煤矿井下车辆主动安全系统，包括域控制器、路况检测模块、驾驶员状态监测模块、车辆信息采集模块、车辆制动控制模块、驾驶室内报警模块、人机接近报警模块、信号隔离模块以及数据上传模块，所有信号均需通过域控制器接收或发送；

4、所述路况检测模块用于检测行驶路径，以及车身周围的障碍物信息，并将检测到的信息发送给域控制器处理；

5、所述驾驶员状态监测模块采集驾驶室内驾驶员的行为，将检测到的信息发送给域控制器处理；

6、所述车辆信息采集模块用于采集轮速以及前轮转角信息，并将检测到的信息发送给域控制器处理；

7、所述车辆制动控制模块用于接收域控制器发送的信息，进行车辆的制动操作；

8、所述驾驶室内报警模块用于接收域控制器发送的信息，进行语音播报；

9、所述人机接近报警模块内的车端接收器将检测到的标识卡信息发送至域控制器，域控制器再输出信息至人机接近报警模块内的声光报警器进行声光报警；

10、所述信号隔离模块在系统中起信号隔离与转化的作用，通过外界传入隔爆箱的信号均需要经过隔离才能被域控制器处理，同样的，通过域控制器发送的信号也需要经过隔离才能传输至隔爆箱之外；

11、所述数据上传模块接收域控制器的信息发送至云服务器。

12、进一步的，所述路况检测模块包括固态激光雷达与十六探头超声波雷达，可检测车身周围，以及行驶路径上的障碍物位置信息。

13、进一步的，所述驾驶员状态监测模块为红外高动态车规图像采集传感器，用于在黑暗环境下监测驾驶员行驶状态，判断是否存在打哈欠、疲劳闭眼、拨打手机、相机遮挡、人脸丢失的行为，若存在则进行抓拍保存至本地。

14、进一步的，所述车辆信息采集模块包括轮速传感器、轮角传感器，分别实时采集轮速与前轮转角信息。

15、进一步的，所述车辆制动控制模块为制动电磁阀，用于控制液压油的流动，进而控制车辆制动。

16、进一步的，所述驾驶室内报警模块用于提醒驾驶员车辆外部路况，以及提醒驾驶员的违规驾驶操作。

17、进一步的，所述人机接近报警模块包括信号接收器、移动标识卡、声光报警器以及用来进行参数配置的web端界面，所述信号接收器置于车体的两侧；所述移动标识卡为井下工作人员配备，通过信号接收器判断移动标识卡的位置，用于定位并判断工作人员是否处于违规范围之内；通过域控制器驱动声光报警器工作，以及移动标识卡的震动、灯光闪烁从而进行双向分级报警；域控制器将报警信息保存到本地；web界面可以修改报警的距离，并进行移动标识卡黑白名单的设置。

18、进一步的，所述信号隔离模块包括隔爆箱以及信号隔离板，隔爆箱用于将系统内部元器件与外界环境隔开；隔离板为pcb电路板，用于处理转化多种通信信号，包括can通信隔离、gmsl信号隔离、rs485串口通信隔离、rs232串口通信隔离、以太网隔离、can信号转pwm信号、无线射频信号隔离。

19、进一步的，所述数据上传模块包含域控制器连接的4g/5g以及wifi天线，置于车身旁，用于将所述驾驶员状态监测模块保存至本地的图像数据以及上传人机接近报警模块保存的报警信息上传至云服务器。

20、进一步的，所述域控制器为基于nvidia jetson orin嵌入式gpu模组开发的ai边缘计算设备，具备200tops算力，同时且高效处理多种传感器数据，是整个系统的信号数据处理中心。

21、综上所述，与现有技术相比，上述技术方案的有益效果是：

22、本发明提供的一种煤矿井下车辆主动安全系统，能够满足多种环境的井下巷道，在避免点燃井下爆炸性气体的同时，采用一种新型检测井下人员位置的方法，配合车辆的制动与报警，从而辅助驾驶员操纵车辆，有效避免井下矿车碰撞、剐蹭等安全事故发生，进而保证煤矿井下人员与财产的安全。

技术特征：

1.一种煤矿井下车辆主动安全系统，其特征在于：包括域控制器(1)、路况检测模块(2)、驾驶员状态监测模块(3)、车辆信息采集模块(4)、车辆制动控制模块(5)、驾驶室内报警模块(6)、人机接近报警模块(7)、信号隔离模块(8)以及数据上传模块(9)，所有信号均需通过域控制器(1)接收或发送；

2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下车辆主动安全系统，其特征在于：所述路况检测模块(2)包括固态激光雷达与十六探头超声波雷达，可检测车身周围，以及行驶路径上的障碍物位置信息。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下车辆主动安全系统，其特征在于：所述驾驶员状态监测模块(3)为红外高动态车规图像采集传感器，用于在黑暗环境下监测驾驶员行驶状态，判断是否存在打哈欠、疲劳闭眼、拨打手机、相机遮挡、人脸丢失的行为，若存在则进行抓拍保存至本地。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下车辆主动安全系统，其特征在于：所述车辆信息采集模块(4)包括轮速传感器、轮角传感器，分别实时采集轮速与前轮转角信息。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿井下车辆主动安全系统，其特征在于：所述车辆制动控制模块(5)为制动电磁阀，用于控制液压油的流动，进而控制车辆制动。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下车辆主动安全系统，其特征在于：所述驾驶室内报警模块(6)用于提醒驾驶员车辆外部路况，以及提醒驾驶员的违规驾驶操作。

7.根据权利要求1所述的一种煤矿井下车辆主动安全系统，其特征在于：所述人机接近报警模块(7)包括信号接收器、移动标识卡、声光报警器以及用来进行参数配置的web端界面，所述信号接收器置于车体的两侧；所述移动标识卡为井下工作人员配备，通过信号接收器判断移动标识卡的位置，用于定位并判断工作人员是否处于违规范围之内；通过域控制器(1)驱动声光报警器工作，以及移动标识卡的震动、灯光闪烁从而进行双向分级报警；域控制器(1)将报警信息保存到本地；web界面可以修改报警的距离，并进行移动标识卡黑白名单的设置。

8.根据权利要求1所述的一种煤矿井下车辆主动安全系统，其特征在于：所述信号隔离模块(8)包括隔爆箱以及信号隔离板，隔爆箱用于将系统内部元器件与外界环境隔开；隔离板为pcb电路板，用于处理转化多种通信信号，包括can通信隔离、gmsl信号隔离、rs485串口通信隔离、rs232串口通信隔离、以太网隔离、can信号转pwm信号、无线射频信号隔离。

9.根据权利要求1所述的一种煤矿井下车辆主动安全系统，其特征在于：所述数据上传模块(9)包含域控制器(1)连接的4g/5g以及wifi天线，置于车身旁，用于将所述驾驶员状态监测模块(3)保存至本地的图像数据以及上传人机接近报警模块保存的报警信息上传至云服务器。

10.根据权利要求1所述的一种煤矿井下车辆主动安全系统，其特征在于：所述域控制器(1)为基于nvidia jetson orin嵌入式gpu模组开发的ai边缘计算设备，具备200tops算力，同时且高效处理多种传感器数据，是整个系统的信号数据处理中心。

技术总结本发明公开了一种煤矿井下车辆主动安全系统，属于煤矿井下矿车的技术领域，包括域控制器、路况检测模块、驾驶员状态监测模块、车辆信息采集模块、车辆制动控制模块、驾驶室内报警模块、人机接近报警模块、信号隔离模块以及数据上传模块，所有信号均需通过域控制器接收或发送。本发明具有满足多种环境的井下巷道，在避免点燃井下爆炸性气体的同时，采用一种新型检测井下人员位置的方法，配合车辆的制动与报警，从而辅助驾驶员操纵车辆，有效避免井下矿车碰撞、剐蹭等安全事故发生，进而保证煤矿井下人员与财产安全的效果。技术研发人员：朱淑亮,苗壮,张永腾,徐孝国,温邵雄,李振,于涛受保护的技术使用者：烟台大学技术研发日：技术公布日：2024/5/12