一種基於分段混合測距的礦井機車防撞方法及裝置製造方法
2023-07-28 01:44:46 1
一種基於分段混合測距的礦井機車防撞方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於分段混合測距的礦井機車防撞方法及裝置，該方法以無線電信號作為整個測距過程中的同步通信信號，並利用無線電、聲波和超聲波的不同傳播特性對礦井機車進行遠中近不同距離上的測距，先利用無線電的無線應答檢測進行遠距離測距，待兩機車能夠完成無線通信應答後再啟動並利用聲波的能量強度檢測進行中長距離粗略測距，最後再啟動並利用超聲波的傳輸時間進行近距離測距，並根據各段測距結果執行相應的動作；藉助無線電傳輸和聲波傳輸的性能幾乎不受礦井下環境中光線、粉塵、煙霧和空氣溼度的影響；聲波檢測存在誤差時，還可利用超聲波進行精確測量，使該方法的環境適應能力強，探測範圍大，測距精確度高，可靠性強。
【專利說明】一種基於分段混合測距的礦井機車防撞方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種礦井機車防撞方法及裝置，具體一種基於分段混合測距的礦井機車防撞方法及裝置，屬於礦井機車防撞方法及裝置【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，大多數礦井機車並沒有安裝防撞裝置，只是憑藉司機肉眼的觀察來判定前方是否有車，並根據肉眼觀察的結果採取相應的措施。但當調度人員誤操作或司機疲勞駕駛時，有可能因未及時發現前面的機車而發生相撞，從而引發安全事故。
[0003]隨著科學技術的快速發展，出於減少礦井機車發生碰撞的目的，人們研發出多種用於防撞預警的方法及裝置，常用的有基於計算機視覺或圖像、雷射或紅外測距防撞方法及裝置以及基於井下信集閉系統、RFID精確定位的防撞預警方法及裝置；而這兩種在實際使用過程中都存在一些問題，具體如下:
[0004]基於計算機視覺或圖像、雷射或紅外測距的防撞預警方法及裝置是利用雷射或紅外測距裝置檢測礦井機車周圍的情況；雖然能夠起到防撞預警的效果，但因礦井下的環境非常惡劣，高溫、潮溼、粉塵多，採用光學原理的防撞裝置易受井下照明條件、粉塵、空氣溼度等因素的影響，如粉塵會吸附在光學鏡頭上，導致系統失靈或測量誤差很大，最終會產生虛報或漏報的情況，檢測精度低，可靠性不高；
[0005]基於井下信集閉系統、RFID精確定位的防撞預警方法雖然不會受井下照明條件、粉塵、空氣溼度等因素的影響產生虛報或漏報的情況，檢測精度高，但在實施時，其需要布設如信集閉系統中的計軸器和RFID定位系統中的讀卡器等大量的線路傳感器，成本高，還會造成系統安裝和維護困難，影響了自身的實用性和應用效果，不利於推廣使用。
[0006]此外，上述兩種方法涉及的不同裝置也存在與方法相同的問題。
【發明內容】
[0007]針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種基於分段混合測距的礦井機車防撞方法及裝置，該方法的環境適應能力強，探測範圍大，可靠性高，成本低，易於大規模使用；同時，該方法涉及的裝置的環境適應能力強，探測範圍大，可靠性高，成本低，易於大規模使用。
[0008]為了實現上述目的，本基於分段混合測距的礦井機車防撞方法以無線電信號作為整個測距過程中的同步通信信號，並利用無線電、聲波和超聲波的不同傳播特性對礦井機車進行遠中近不同距離上的測距，先利用無線電的無線應答檢測進行遠距離測距，再利用聲波的能量強度檢測進行中長距離粗略測距，最後再利用超聲波的傳輸時間進行近距離測距，並根據各段測距結果執行相應的動作。
[0009]優選地，一種基於分段混合測距的礦井機車防撞方法可採用如下步驟:
[0010]在每臺礦井機車的車頭和車尾處分別安裝可用於發射無線電、聲波和超聲波的發射端，並在礦井機車的車頭安裝可用於接收無線電、聲波和超聲波信號的接收端；接收端與礦井機車的剎車系統配合使用，可根據接收到的不同信號執行不同的動作；
[0011]第一步，將礦井機車車頭處接收端內的標誌位flag置「O」；
[0012]第二步，每臺礦井機車車頭和車尾處的發射端都向外發出無線電通信信號，接收端接收無線電信號；
[0013]第三步，當一臺礦井機車上的接收端未接收到其它礦井機車發射端發射的無線電信號，即該礦井機車與其它礦井機車間不能完成無線通信應答時，則在距該礦井機車的無線電通信傳輸範圍內沒有其它礦井機車，該礦井機車處於安全狀態，並進入第二步；當該礦井機車上的接收端接收到其它礦井機車發射端發射的無線電信號，即該礦井機車與其它礦井機車間能夠完成無線通信應答，則在距該礦井機車的無線電通信傳輸範圍內有其它礦井機車；
[0014]第四步，當該礦井機車內部的標誌位flag為「O」時，接收端向其它礦井機車做出應答信號，並啟動接收端自身的聲波接收及能量檢測功能，其它礦井機車上的發射端在收到該礦井機車應答信號的同時啟動聲波發射功能；當該礦井機車內部的標誌位flag不是「O」時，直接進入第七步；
[0015]第五步，該礦井機車接收端將接收到其它礦井機車發射的聲波能量與其內部存儲的參考資料庫進行比對，當聲波能量強度不大於給定閾值時，接收端告知司機該礦井機車附近有車，且與該礦井機車間的距離為安全距離，同時進入第二步；當聲波能量強度大於給定閾值時，可利用該能量強度從參考資料庫得到該礦井機車與其它礦井機車間的距離；
[0016]第六步，當該礦井機車與其它礦井機車間的距離不小於給定閾值時，則該礦井機車的附近有其它礦井機車，接收端顯示距離，提醒司機，進入第二步；當該礦井機車與其它礦井機車間的距離小於給定閾值時，則該礦井機車的附近有其它礦井機車，接收端顯示距離，提醒司機，同時將標誌位flag置「 I 」，進入第二步；
[0017]第七步，該礦井機車上的接收端向其它礦井機車做出應答信號，同時啟動內部定時器，開啟本身的超聲波接收功能，其它礦井機車上的發射端在收到該礦井機車應答信號的同時啟動超聲波發射功能；
[0018]第八步，該礦井機車上的接收端將接收到其它礦井機車發射的超聲波信號，停止定時器，記錄傳輸時間，並利用超聲波的傳輸時間計算與其它礦井機車間的距離；
[0019]第九步，當該礦井機車與其它礦井機車間的距離不小於給定閾值時，則該礦井機車的附近有其它礦井機車，接收端顯示距離，提醒司機，並進入第二步；當該礦井機車與其它礦井機車間的距離小於給定閾值時，則該礦井機車的接收端根據距離的大小控制礦井機車的剎車系統進行剎車。
[0020]一種基於分段混合測距的礦井機車防撞裝置，包括發射主機和接收主機，所述發射主機至少兩臺，分別安裝在礦井機車的車頭和車尾；所述接收主機至少一臺，並安裝在礦井機車的車頭；所述發射主機包括控制器1、無線通信模塊1、聲波驅動發射模塊和超聲波驅動發射模塊，所述無線通信模塊I與控制器I雙向通信連接；所述控制器I的輸出端與聲波驅動發射模塊、超聲波驅動發射模塊連接；所述接收主機包括控制器I1、無線通信模塊I1、聲波接收及能量檢測模塊、AD轉化模塊、超聲波接收模塊、顯示模塊和執行模塊；所述無線通信模塊II與控制器II雙向通信連接；所述控制器II的輸出端與顯示模塊、執行模塊連接；所述聲波接收及能量檢測模塊的輸出端通過AD轉化模塊與控制器II連接；所述超聲波接收模塊的輸出端與控制器π連接；所述發射主機發射無線電、聲波和超聲波，接收主機接收無線電、聲波和超聲波信號；所述接收模塊中的執行模塊與礦井機車的剎車系統連接。
[0021]進一步，還包括報警模塊，所述報警模塊與接收主機中的控制器II連接。
[0022]優選地，所述報警模塊為聲光報警器。
[0023]與現有技術相比，本發明採用了基於分段的混合測距的防撞方法，該方法以無線電信號作為整個測距過程中的同步通信信號，並利用無線電，聲波和超聲波的不同傳播特性進行遠中近不同距離上的測距，先利用無線電的無線應答檢測進行遠距離測距，待兩機車間距離達到中長距離時，再利用聲波能量強度檢測進行粗略測距，最後待兩機車間距離較近時，再利用超聲波傳輸時間進行精確測量，並根據測距結果執行相應動作。一方面，無線電傳輸和聲波傳輸的性能幾乎不受礦井下環境中光線、粉塵、煙霧和空氣溼度的影響，使得檢測方法的環境適應能力強；另一方面，因超聲波頻率高，波長短，指向性強，即使中遠距離的檢測存在30%?40%的誤差時，也可利用超聲波再進行精確的測量，保證整個過程的測距精確度高；同時，當巷道出現彎道時，無線電會急劇衰減，而超聲波的方向性又特別強，二者無法在巷道轉彎是進行測距，但因聲波的波長較長，可以在巷道轉彎時使用聲波進行測量兩車之間的距離，保證測量精確性；最終使得該方法的環境適應能力強，探測範圍大，測距精確度高，可靠性強。同時，與基於計算機圖像處理的方法、基於有線路傳感器信集閉系統以及RFID精確定位系統的防撞方法的實施相比，該方法實施時所需的無線電應答檢測、聲強檢測及超聲波傳輸時間檢測等裝備，其成本要低很多，有利於大規模使用和推廣。同時，無線電、聲波及超聲波聯合使用進行測距的方式並不是簡單的結合，而是在充分利用各種測距方式的優缺點的同時，考慮了井下的特殊環境，提高了整個過程測距的精確度，帶來了顯著的效果。此外，該裝置是為了實現上述方法而設計的，其能夠滿足方法的需求，整體的環境適應能力強,探測範圍大,可靠性高；其中發射主機和接收主機所涉及的模塊成本低，易於大規模使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明防撞裝置的電原理框圖；
[0025]圖2為本發明發射主機的電原理框圖；
[0026]圖3為本發明接收主機的電原理框圖；
[0027]圖4為本發明防撞方法的工作流程示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0029]如圖4所示，本發明一種基於分段混合測距的礦井機車防撞方法，該方法以無線電信號作為整個測距過程中的同步通信信號，並利用無線電、聲波和超聲波的不同傳播特性對礦井機車進行遠中近不同距離上的測距，先利用無線電的無線應答檢測進行遠距離測距，再利用聲波的能量強度檢測進行中長距離粗略測距，最後再利用超聲波的傳輸時間進行近距離測距，並根據各段測距結果執行相應的動作。
[0030]優選地，一種基於分段混合測距的礦井機車防撞方法可採用如下步驟:
[0031]在每臺礦井機車的車頭和車尾處分別安裝可用於發射無線電、聲波和超聲波的發射端，並在礦井機車的車頭安裝可用於接收無線電、聲波和超聲波信號的接收端；接收端與礦井機車的剎車系統配合使用，可根據接收到的不同信號執行不同的動作；
[0032]第一步，將礦井機車車頭處接收端內的標誌位flag置「O」 ；
[0033]第二步，每臺礦井機車車頭和車尾處的發射端都向外發出無線電通信信號，接收端接收無線電信號；
[0034]第三步，當一臺礦井機車上的接收端未接收到其它礦井機車發射端發射的無線電信號，即該礦井機車與其它礦井機車間不能完成無線通信應答時，則在距該礦井機車的無線電通信傳輸範圍內沒有其它礦井機車，該礦井機車處於安全狀態，並進入第二步；當該礦井機車上的接收端接收到其它礦井機車發射端發射的無線電信號，即該礦井機車與其它礦井機車間能夠完成無線通信應答，則在距該礦井機車的無線電通信傳輸範圍內有其它礦井機車；
[0035]第四步，當該礦井機車內部的標誌位flag為「O」時，接收端向其它礦井機車做出應答信號，並啟動接收端自身的聲波接收及能量檢測功能，其它礦井機車上的發射端在收到該礦井機車應答信號的同時啟動聲波發射功能；當該礦井機車內部的標誌位flag不是「O」時，直接進入第七步；
[0036]第五步，該礦井機車接收端將接收到其它礦井機車發射的聲波能量與其內部存儲的參考資料庫進行比對，當聲波能量強度不大於給定閾值時，接收端告知司機該礦井機車附近有車，且與該礦井機車間的距離為安全距離，同時進入第二步；當聲波能量強度大於給定閾值時，可利用該能量強度從參考資料庫得到該礦井機車與其它礦井機車間的距離；
[0037]第六步，當該礦井機車與其它礦井機車間的距離不小於給定閾值時，則該礦井機車的附近有其它礦井機車，接收端顯示距離，提醒司機，進入第二步；當該礦井機車與其它礦井機車間的距離小於給定閾值時，則該礦井機車的附近有其它礦井機車，接收端顯示距離，提醒司機，同時將標誌位flag置「 I 」，進入第二步；
[0038]第七步，該礦井機車上的接收端向其它礦井機車做出應答信號，同時啟動內部定時器，開啟本身的超聲波接收功能，其它礦井機車上的發射端在收到該礦井機車應答信號的同時啟動超聲波發射功能；
[0039]第八步，該礦井機車上的接收端將接收到其它礦井機車發射的超聲波信號，停止定時器，記錄傳輸時間，並利用超聲波的傳輸時間計算與其它礦井機車間的距離；
[0040]第九步，當該礦井機車與其它礦井機車間的距離不小於給定閾值時，則該礦井機車的附近有其它礦井機車，接收端顯示距離，提醒司機，並進入第二步；當該礦井機車與其它礦井機車間的距離小於給定閾值時，則該礦井機車的接收端可以根據距離的大小控制礦井機車的剎車系統進行剎車。
[0041]因無線電信號傳播速度和超聲波在空氣中的傳播速度不在同一個數量級，對無線電信號而言，其傳播速度為光速，從發射端到接收端的傳播時間可以忽略不計，故可以將其作為整個測距過程中的同步通信信號；同時，由於無線電的有效通信距離較遠，可以用於估算相鄰礦井機車的距離，即礦井機車A中接收端與礦井機車B上的發射端之間若能完成無線電通信應答，則這兩臺礦井機車的距離小於無線電的有效通信距離；若不能完成通信應答，則這兩臺礦井機車的距離大於無線電的有效通信距離，從而可用於完成遠距離的判斷。
[0042]當礦井機車A上接收端通過無線電的通信應答已判斷與礦井機車B的距離小於無線電傳輸的有效距離時，礦井機車A上接收端在做出應答信號的同時啟動其內部的聲波接收及能量檢測功能，礦井機車B中發射端在收到應答信號的同時啟動聲波發射功能，並向外發射聲波；當礦井機車A上的接收端可以接收到礦井機車B中發射端發來的聲波時，將檢測接收到聲波的能量強度，並將其轉化為能量強度數據後與其內部的參考資料庫(參考資料庫是通過實驗獲取的聲波能量強度與傳播距離的對照表)比對便可獲得中長距離的測量結果。此時，由於聲波的頻率較低，波長較長，衍射能力強，並且根據聲波在井下巷道中的衰減特性，故存在一定誤差，但即使誤差較大，約為30%?40%時，由於兩車距離還是相對較遠，故可以使用聲波進行粗略測量，後續再利用超聲波進行精確測距。
[0043]由聲波測量結果判斷當礦井機車A和礦井機車B進入超聲波測距範圍內時，關閉礦井機車B中發射端的聲波發射功能，礦井機車A中接收端在向礦井機車B中發射端發送應答信號的同時啟動內部定時器，並開啟本身的超聲波接收功能，礦井機車B中發射端在收到應答信號的同時啟動超聲波發射功能，而無線電信號從發射端到接收端的傳播時間又可以忽略不計，故可以理解為通過無線電同步通信信號同時啟動接收端內的定時器和超聲波接收功能以及發射端的超聲波發射功能；當接收端接收到發射端的超聲波信號時，關閉接收端內的定時器，並記錄時間間隔t，由s = v*t，算出相鄰礦井機車的距離，且礦井機車A中的接收端可以根據具體的距離控制礦井機車A的剎車系統進行剎車，其中s表示距離，V表示速度。
[0044]整個過程先利用無線電進行遠距離測距，再利用聲波進行中長距離粗略測距，最後在利用超聲波進行精確測量，一方面無線電傳輸和聲波傳輸的性能幾乎不受礦井下環境中光線、粉塵、煙霧和空氣溼度的影響；另一方面，在巷道出現彎道的時候，無線電急劇衰減，而超聲波的方向性特別強，二者無法在巷道轉彎是進行測距，而因為聲波的波長較長，可以在巷道轉彎時使用聲波進行測量兩車之間的距離；同時，因超聲波傳播速度近似聲速，即使聲波檢測的誤差達到30%?40%，檢測的距離也在超聲波檢測的範圍之內，可利用超聲波再進行精確的測量；最終使得該方法的環境適應能力強，探測範圍大，可靠性高，而其在實施時涉及的部件成本低，使得方法實施的成本低，易於大規模使用。同時，無線電、聲波及超聲波聯合使用進行測距的方式並不是簡單的結合，而是在充分利用各種測距方式的優缺點的同時，考慮了井下的特殊環境，提高了整個過程測距的精確度，帶來了顯著的效果。
[0045]此外，考慮到超聲波的傳播速度受溫度的影響，而井下距地面距離不同，溫度也不同，所以可在接收端處安裝用於實時監測溫度的溫度傳感器，通過溫度傳感器檢測到溫度相應的判斷出對應的超聲波傳播速度，進一步提高其測距的精確度。
[0046]礦井機車在行駛過程中，兩車可能是同向行駛，也可能相向行駛。當兩車同向行駛時，前車車尾端發射信號，後車的接收端接收信號，通過上述方式工作能夠防止兩車追尾。當兩車相向行駛時，兩車的車頭髮射端發射信號，接收端接收信號，通過測距可以避免兩車相撞。此外，可通過放置多個發射端和接收端來提高測量的精確度和系統的可靠性。
[0047]如圖1至圖3所示，一種基於分段混合測距的礦井機車防撞裝置，包括發射主機和接收主機，所述發射主機至少兩臺，分別安裝在礦井機車的車頭和車尾；所述接收主機至少一臺，並安裝在礦井機車的車頭；所述發射主機包括控制器1、無線通信模塊1、聲波驅動發射模塊和超聲波驅動發射模塊，所述無線通信模塊I與控制器I雙向通信連接；所述控制器I的輸出端與聲波驅動發射模塊、超聲波驅動發射模塊連接；所述接收主機包括控制器I1、無線通信模塊I1、聲波接收及能量檢測模塊、AD轉化模塊、超聲波接收模塊、顯示模塊和執行模塊；所述無線通信模塊II與控制器II雙向通信連接；所述控制器II的輸出端與顯示模塊、執行模塊連接；所述聲波接收及能量檢測模塊的輸出端通過AD轉化模塊與控制器II連接；所述超聲波接收模塊的輸出端與控制器II連接；所述發射主機發射無線電、聲波和超聲波，接收主機接收無線電、聲波和超聲波信號，發射主機和接收主機間通過無線電、聲波和超聲波信號連接；所述接收模塊中的執行模塊與礦井機車的剎車系統連接。可通過該裝置實現上述方法，能夠滿足方法的需求，整體的環境適應能力強，探測範圍大，可靠性高；其中發射主機和接收主機所涉及的模塊成本低，易於大規模使用。
[0048]進一步，還包括報警模塊，所述報警模塊與接收主機中的控制器II連接。優選地，所述報警模塊為聲光報警器，可通過語音報警和閃光配合的方式告知司機或周圍的行人礦井機車的附近有無其他礦機機車，以及與其它礦井機車之間的距離，進一步提醒了司機，便於其做好相應的準備，預警效果更好。
[0049]其中，發射主機就是上述方法中的發射端，接收主機就是上述方法中的接收端。將接收主機內的標誌位flag置「0」，啟動發射主機和接收主機，每個礦井機車上的發射主機都向外發出無線電通信信號，接收主機接收無線電信號。發射主機中的無線通信模塊I與接收主機間的無線通信模塊II通過無線電的方式進行通信，以機車A為例，當礦井機車A中的無線通信模塊II未接收到其它機車上的無線通信模塊I發射的無線電信號，即礦井機車A與其它礦井機車間不能完成無線通信應答時，則說明在距礦井機車A的無線電通信傳輸範圍內沒有其它礦井機車，礦井機車A處於安全狀態；礦井機車A繼續移動，直至臺礦井機車A上的無線通信模塊II接收到其它機車上的無線通信模塊I發射的無線電信號，即礦井機車A與其它礦井機車間能夠完成無線通信應答時，則在距礦井機車A的無線電通信傳輸範圍內有其它礦井機車；若礦井機車A內部的標誌位flag為「0」，則機車A中無線通信模塊II向其它礦井機車做出應答信號，並啟動機車A中聲波接收及能量檢測模塊，其它礦井機車上的無線通信模塊I在收到礦井機車A應答信號的同時啟動其的聲波驅動發射模塊；礦井機車A中聲波接收及能量檢測模塊接收端將接收到其它礦井機車上聲波驅動發射模塊發來的聲波進行接收，並將聲波能量與其內部存儲的參考資料庫進行比對，當聲波能量強度不大於給定閾值時，礦井機車A中的顯不模塊或報警模塊告知司機該礦井機車附近有車，且離礦井機車間的距離為安全距離；機車A繼續向前移動，直至聲波能量強度大於給定閾值時，可利用該能量強度從參考資料庫得到礦井機車A與其它礦井機車間的距離；當礦井機車A與其它礦井機車間的距離不小於給定閾值時，則礦井機車A的附近有其它礦井機車，顯示模塊顯示距離，提醒司機；當礦井機車A與其它礦井機車間的距離小於給定閾值時，則礦井機車A的附近有其它礦井機車，顯示模塊顯示距離，並報警提醒司機，同時將標誌位flag置「I」;接著，機車A上的無線通信模塊II向其它礦井機車做出應答信號，同時啟動內部定時器，啟動超聲波接收模塊，其它礦井機車上的無線通信模塊I在收到機車A應答信號的同時啟動超聲波驅動發射模塊，向外發送超聲波；最後，機車A上的超聲波接收模塊將接收到其它礦井機車發射的超聲波信號，通過控制器II停止定時器，記錄傳輸時間，並利用超聲波的傳輸時間計算與其它礦井機車間的距離；當該機車A與其它礦井機車間的距離不小於給定閾值時，則機車A附近有其它礦井機車，顯示模塊顯示距離，報警提醒司機；當機車A與其它礦井機車間的距離小於給定閾值時，則機車A的執行模塊可以根據距離的大小控制礦井機車的剎車系統進行剎車。
[0050]綜上所述，可見該裝置是為了實現上述方法而設計的，其能夠滿足方法的需求，整體的環境適應能力強，探測範圍大,可靠性高；其中發射主機和接收主機所涉及的模塊成本低，易於大規模使用。此外，上述文字中多次提及的給定閾值可根據操作者的實際需要進行設置，即可設置具體距離作為採取不同措施的分界線。
【權利要求】
1.一種基於分段混合測距的礦井機車防撞方法，其特徵在於，該方法以無線電信號作為整個測距過程中的同步通信信號，並利用無線電、聲波和超聲波的不同傳播特性對礦井機車進行遠中近不同距離上的測距，先利用無線電的無線應答檢測進行遠距離測距，再利用聲波的能量強度檢測進行中長距離粗略測距，最後再利用超聲波的傳輸時間進行近距離測距，並根據各段測距結果執行相應的動作。
2.根據權利要求1所述的一種基於分段混合測距的礦井機車防撞方法，其特徵在於，該方法的具體步驟是: 在每臺礦井機車的車頭和車尾處分別安裝用於發射無線電、聲波和超聲波的發射端，並在礦井機車的車頭安裝用於接收無線電、聲波和超聲波信號的接收端；接收端與礦井機車的剎車系統配合使用，可根據接收到的不同信號執行不同的動作； 第一步，將礦井機車車頭處接收端內的標誌位flag置「O」 ； 第二步，每臺礦井機車車頭和車尾處的發射端都向外發出無線電通信信號，接收端接收無線電信號； 第三步，當一臺礦井機車上的接收端未接收到其它礦井機車發射端發射的無線電信號，即該礦井機車與其它礦井機車之間不能完成無線通信應答時，則在距該礦井機車的無線電通信傳輸範圍內沒有其它礦井機車，該礦井機車處於安全狀態，並進入第二步；當該礦井機車上的接收端接收到其它礦井機車發射端發射的無線電信號，即該礦井機車與其它礦井機車間能夠完成無線通信應答時，則在距該礦井機車的無線電通信傳輸範圍內有其它礦井機車； 第四步，當該礦井機車上接收端內部的標誌位flag為「O」時，接收端向其它礦井機車做出應答信號，並啟動接收端自身的聲波接收及能量檢測功能，其它礦井機車上的發射端在收到該礦井機車應答信號的同時啟動聲波發射功能；當該礦井機車內部的標誌位flag不是「O」時，直接進入第七步； 第五步，該礦井機車接收端將接收到其它礦井機車發射的聲波能量與其內部存儲的參考資料庫進行比對，當聲波能量強度不大於給定閾值時，接收端告知司機該礦井機車附近有車，且與該礦井機車間的距離為安全距離，同時進入第二步；當聲波能量強度大於給定閾值時，可利用該能量強度從參考資料庫得到該礦井機車與其它礦井機車間的距離； 第六步，當該礦井機車與其它礦井機車間的距離不小於給定閾值時，則該礦井機車的附近有其它礦井機車，接收端顯示距離，提醒司機，進入第二步；當該礦井機車與其它礦井機車間的距離小於給定閾值時，則該礦井機車的附近有其它礦井機車，接收端顯示距離，提醒司機，同時將標誌位flag置「1」，進入第二步； 第七步，該礦井機車上的接收端向其它礦井機車做出應答信號，同時啟動內部定時器，開啟本身的超聲波接收功能，其它礦井機車上的發射端在收到該礦井機車應答信號的同時啟動超聲波發射功能； 第八步，該礦井機車上的接收端將接收到其它礦井機車發射的超聲波信號，停止定時器，記錄傳輸時間，並利用超聲波的傳輸時間計算與其它礦井機車間的距離； 第九步，當該礦井機車與其它礦井機車間的距離不小於給定閾值時，則該礦井機車的附近有其它礦井機車，接收端顯示距離，提醒司機，並進入第二步；當該礦井機車與其它礦井機車間的距離小於給定閾值時，則該礦井機車的接收端根據距離的大小控制礦井機車的剎車系統進行剎車。
3.一種基於分段混合測距的礦井機車防撞裝置，其特徵在於，包括發射主機和接收主機，所述發射主機至少兩臺，分別安裝在礦井機車的車頭和車尾；所述接收主機至少一臺，並安裝在礦井機車的車頭； 所述發射主機包括控制器1、無線通信模塊1、聲波驅動發射模塊和超聲波驅動發射模塊，所述無線通信模塊I與控制器I雙向通信連接；所述控制器I的輸出端與聲波驅動發射模塊、超聲波驅動發射模塊連接； 所述接收主機包括控制器I1、無線通信模塊I1、聲波接收及能量檢測模塊、AD轉化模塊、超聲波接收模塊、顯示模塊和執行模塊；所述無線通信模塊II與控制器II雙向通信連接；所述控制器II的輸出端與顯示模塊、執行模塊連接；所述聲波接收及能量檢測模塊的輸出端通過AD轉化模塊與控制器II連接；所述超聲波接收模塊的輸出端與控制器II連接; 所述發射主機發射無線電、聲波和超聲波，接收主機接收無線電、聲波和超聲波信號；所述接收模塊中的執行模塊與礦井機車的剎車系統連接。
4.根據權利要求3所述的一種基於分段混合測距的礦井機車防撞裝置，其特徵在於，還包括報警模塊，所述報警模塊與接收主機中的控制器II連接。
5.根據權利要求4所述的一種基於分段混合測距的礦井機車防撞裝置，其特徵在於，所述報警模塊為聲光報警器。
【文檔編號】G01S11/02GK104237872SQ201410444354
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月2日 優先權日:2014年9月2日
【發明者】陳世海, 柳軍停, 王浩, 劉仲凱 申請人:中國礦業大學