自动制动方法及系统与流程

本发明涉安全防护技术领域，具体而言，涉及一种自动制动方法及系统。

背景技术：

由于正面吊、堆高机等港口机械设备本身的视野问题，叉车在后退时，驾驶员难以实时观测后方情况，并在叉车后方出现行人时快速做出制动反应，再加上工作环境比较复杂，人员多，货物多，因而常常造成危险事故，其中对人员的伤亡事故影响恶劣，相关各方损失均无法计量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自动制动方法及系统，以改善现有技术中叉车在后退时，驾驶员难以实时观测后方情况，并在叉车后方出现行人时快速做出制动反应的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种自动制动方法，应用于叉车的自动制动系统，所述自动制动系统包括控制器、摄像装置、刹车驱动器及转角检测模块，所述摄像装置、刹车驱动器及所述转角检测模块均与所述控制器电连接，所述摄像装置包括至少两个摄像头，所述方法包括：控制器获取所述摄像装置采集的第一图像和第二图像，其中，所述第一图像和所述第二图像具有部分重叠的取景范围且均包括目标行人；控制器依据所述第一图像和所述第二图像，确定出所述目标行人与所述叉车的人车相对距离；控制器获取所述转角检测模块采集的所述叉车的转向角度；控制器依据所述人车相对距离和所述转向角度，控制所述刹车驱动器对所述叉车进行制动。

第二方面，本发明实施例提供了一种自动制动系统，所述自动制动系统包括控制器、摄像装置、刹车驱动器及转角检测模块，所述摄像装置、刹车驱动器及所述转角检测模块均与所述控制器电连接，所述摄像装置包括至少两个摄像头；所述摄像装置用于采集第一图像和第二图像并发送至所述控制器，其中，所述第一图像和所述第二图像具有部分重叠的取景范围且均包括目标行人；所述转角检测模块用于采集叉车的转向角度并发送至所述控制器；所述控制器用于依据所述第一图像和所述第二图像，确定出所述目标行人与所述叉车的人车相对距离，并依据所述人车相对距离和所述转向角度，控制所述刹车驱动器对所述叉车进行制动。

相对现有技术，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供的一种自动制动方法及系统，通过摄像装置采集的第一图像和第二图像，确定出目标行人与叉车之间的人车相对距离，并依据人车相对距离以及转角检测模块采集的叉车的转向角度，控制刹车驱动器对叉车进行制动。能够实时检测到叉车后方的情况，并在后方一定范围内出现行人时，做出制动动作，解决现有技术中叉车在后退时，驾驶员难以实时观测后方情况，并在叉车后方出现行人时快速做出制动反应的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术用户员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例提供的自动制动系统的结构示意图。

图2示出了本发明实施例提供的自动制动方法的流程图。

图3为图2示出了步骤s2的子步骤流程图。

图4为图2示出了步骤s4的子步骤第一流程图。

图5为图4示出了子步骤s42的子步骤流程图。

图6为图2示出了步骤s4的子步骤第二流程图。

图7示出了本发明实施例提供的行驶区域的示例。

图8示出了本发明实施例提供的行驶区域和预设安全距离的示例。

图标：100-自动制动系统；110-摄像装置；120-转角检测模块；130-测距模块；140-测速模块；150-控制器；160-刹车驱动器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术用户员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

由于正面吊、堆高机等港口机械设备本身的视野问题，叉车在后退时，驾驶员难以观测后方情况，并在叉车后方出现行人时快速做出制动反应，再加上工作环境比较复杂，人员多，货物多，因而常常造成危险事故，其中对人员的伤亡事故影响恶劣，相关各方损失均无法计量。因此亟待一种自动制动系统，能够在叉车后退的方向上的预设安全距离内探测障碍并实时计算，转弯时能计算运行轨迹，当距离太近时直接对车进行制动从而杜绝倒车事故，特别是避免人员伤亡事故。

物流场地本身人员出现概率低，而场地狭小，工作区域很有限，如果对所有障碍物进行防撞保护，将导致车辆频繁自动制动，影响车辆通过性，且运行效率非常低，不具备实际使用价值。所以提出一种只对行人进行保护的自动制动装置，在具有实用性的同时可以提高运行效率。

本发明实施例提供的自动制动系统100应用于叉车，如图1所示，自动制动系统100包括摄像装置110、转角检测模块120、测距模块130、测速模块140、控制器150及刹车驱动器160，摄像装置110、转角检测模块120、测距模块130、测速模块140及刹车驱动器160均与控制器150电连接。

摄像装置110与控制器150电连接，用于采集第一图像和第二图像并将第一图像和第二图像发送至控制器150。具体地，摄像装置110可以包括至少两个摄像头，至少两个摄像头均与控制器150电连接，在同一个时刻点，摄像装置110的第一个摄像头采集第一图像，摄像装置110的第二个摄像头采集第二图像，第一图像和第二图像具有部分在重叠的取景范围，且均包括目标行人。所述目标行人为第一图像和第二图像重叠的取景范围内的行人。作为一种实施方式，摄像装置110可以是双目摄像装置110。摄像头可以是，但不限于但不限于互补金属氧化物半导体(complementarymetal-oxidesemiconductor，cmos)摄像头和电荷耦合元件(charge-coupleddevice，简称ccd)摄像头。

转角检测模块120与控制器150电连接，用于采集叉车的转向角度并发送至控制器150。具体地，转角检测模块120可以包括转角检测传感器，转角检测传感器与控制器150电连接，转角检测传感器检测叉车的转向角度后将该转向角度发送至控制器150。

测距模块130与控制器150电连接，用于采集叉车的第二相对距离，第二相对距离可以是叉车与叉车后方反射物之间的距离，反射物可以是障碍物，也可以是行人。测距模块130安装在叉车的后方，测距模块130向叉车后方发出发射信号，发射信号遇到反射物返回至测距模块130，测距模块130依据发出发射信号和接收发射信号之间的时间差值，计算叉车到反射物之间的距离，即第二相对距离。测距模块130可以是，但不限于毫米波雷达和激光雷达，通过测距模块130可以得到精确度高的第二相对距离。

测速模块140与控制器150电连接，用于采集叉车的车速，并将该车速发送至控制器150。具体地，测速模块140可以包括测速传感器，测速传感器与控制器150电连接，测速传感器检测叉车的车速并将该车速发送至控制器150。

控制器150与摄像装置110、转角检测模块120、测距模块130、测速模块140和刹车驱动器160均电连接，用于依据摄像装置110发送的第一图像和第二图像、转角检测装置发送的转向角度、测距模块130发送的第二相对距离、以及测速模块140发送的车速，控制刹车驱动器160对叉车进行制动。

控制器150可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。控制器150可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessor，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field－programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

刹车驱动器160与控制器150电连接，用于在控制器150的控制下对叉车进行制动。

应当理解的是，图1所示的结构仅为自动制动系统100的部分结构示意图，自动制动系统100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

基于上述的自动制动系统100，下面给出一种自动制动方法可能的实现方式，该方法的执行主体可以为上述自动制动系统100的控制器150，请参阅图2，图2示出了本发明实施例提供的一种自动制动方法的流程图。自动制动方法包括以下步骤：

s1，控制器150获取摄像装置110采集的第一图像和第二图像。

其中，第一图像和第二图像具有部分重叠的取景范围且均包括目标行人。

在本发明实施例中，第一图像可以是摄像装置110中的第一个摄像头采集的图像，第二图像可以是摄像装置110中的第二个摄像头采集的图像，第一图像和第二图像是在同一时刻点采集的，且第一图像和第二图像具有部分重叠的取景范围，第一图像和第二图像均包括目标行人。目标行人为第一图像和第二图像重叠的取景范围内的行人。所述控制器150获取摄像装置110采集的第一图像和第二图像的步骤，可以理解为，控制器150同时获取第一个摄像头采集的第一图像和第二个摄像头采集的第二图像。

s2，控制器150依据第一图像和第二图像，确定出目标行人与叉车的人车相对距离。

在本发明实施例中，人车相对距离可以是目标行人与叉车之间的距离。所述控制器150依据第一图像和第二图像，确定出目标行人与叉车的人车相对距离的步骤，可以理解为，控制器150和摄像装置110组成双目测距装置，控制器150接收摄像装置110发送的第一图像和第二图像，对第一图像和第二图像进行人体轮廓检测，检测出第一图像和第二图像中共有的目标行人，并利用双目测距原理，计算出目标行人与叉车之间的人车相对距离。

请参阅图3，为了进一步提高人车相对距离的精确度，步骤s2可以包括子步骤s21～s24：

s21，控制器150依据第一图像和第二图像的视差，测量出目标行人和叉车之间的第一相对距离。

在本发明实施例中，第一相对距离可以是通过双目测距原理得到的目标行人与目标叉车之间的距离。对第一图像和第二图像进行人体轮廓检测，检测出第一图像和第二图像中共有的目标行人，由于第一图像和第二图像是从不同的视角进行拍摄得到的，目标行人在第一图像和第二图像中存在着视差，依据第一图像和第二图像中目标行人的视差，即可得到目标行人与叉车之间的第一相对距离。

双目测距原理包括4个步骤：①相机标定；②双目校正；③双目匹配；④计算距离。

s22，控制器150获取测距模块130采集的叉车的第二相对距离。

在本发明实施例中，第二相对距离可以是测距采集模块采集的叉车和反射物之间的距离。第二相对距离可以是一个，也可以是多个，其具体的数目是有现场反射物的数目决定的，反射物的数目＝第二相对距离的数目。所述控制器150获取测速模块140采集的叉车的第二相对距离的步骤，可以理解为，控制器150接收测速模块140发送的第二相对距离。

由于测距模块130采集现场所有的反射物与叉车之间的第二相对距离，反射物既包括了目标行人，也包括了其它行人、以及障碍物，所以，需要将能表征目标行人与叉车之间的第二相对距离确定出来。通过子步骤s23～s24，可以确定出表征目标行人与叉车之间的第二相对距离。

s23，控制器150计算出第一相对距离和第二相对距离之间的差值相对距离。

在本发明实施例中，差值相对距离可以是第一相对距离和第二相对距离的差值，即差值相对距离＝第一相对距离-第二相对距离。作为一种实施方式，差值相对距离可以是第一相对距离和第二相对距离的差值的绝对值，即差值相对距离＝|第一相对距离-第二相对距离|。例如，当第一相对距离为5.3，第二相对距离为5.284时，差值相对距离＝5.3-5.284。所述控制器150计算出第一相对距离和第二相对距离之间的差值相对距离的步骤，可以理解为，将第一相对距离与所有的第二相对距离进行相减，得到每个第二相对距离对应的差值相对距离。

s24，控制器150将差值相对距离与预设差值阈值进行比较，当差值相对距离小于预设差值阈值时，将第二相对距离作为目标行人与叉车的人车相对距离。

在本发明实施例中，预设差值阈值可以是用户自定义用以区分第二相对距离是否为人车相对距离的最小差值。例如，0.1。控制器150将差值相对信息与预设差值阈值进行比较，当差值相对距离小于预设差值阈值时，则可将该差值相对距离对应的第二相对距离作为目标行人与叉车的人车相对距离。进一步地，当有多个差值相对距离均小于预设差值阈值时，将其中最小的差值相对距离对应的第二相对距离作为人车相对距离。

s3，控制器150获取转角检测模块120采集的叉车的转向角度。

在本发明实施例中，转向角度可以是驾驶员操作方向盘带动叉车的车轮转动的角度。所述控制器150获取转角检测模块120采集的叉车的转向角度的步骤，可以理解为，控制器150获取转角检测模块120发送的转向角度。

s4，控制器150依据人车相对距离和转向角度，控制刹车驱动器160对叉车进行制动。

在本发明实施例中，所述控制器150依据人车相对距离和转向角度，控制刹车驱动器160对叉车进行制动的步骤，可以理解为，分为两种情况，第一种为转向角度为第一角度，第二种为转向角度为第二角度。下面分别进行阐述：

请参阅图4，当转向角度为第一角度时，第一角度表征叉车未发生转向时对应的角度，例如，0°、0.1°等。步骤s4可以包括子步骤s41～s42：

s41，控制器150将人车相对距离与预设安全距离进行对比。

在本发明实施例中，预设安全距离可以是自定义用以判定行人安全的最小距离。例如，10m。所述控制器150将人车相对距离与预设安全距离进行对比的步骤，可以理解为，将步骤s2得到的人车相对距离与预设安全距离进行比较，当人车相对距离小于预设安全距离时，则认为目标行人距离叉车过近，存在不安全隐患。

s42，控制器150当人车相对距离小于预设安全距离时，控制刹车驱动器160对叉车进行制动。

在本发明实施例中，当人车相对距离小于预设安全距离时，则认为目标行人距离叉车过近，存在不安全隐患，需要控制刹车控制器150对叉车进行制动，以保证目标行人的人身安全。

由于紧急制动可能会对叉车造成损坏，为了较少叉车的损坏，在保证目标行人的人身安全的前提下，控制刹车控制器150的制动率。

请参阅图5，子步骤s42可以具体包括子步骤s421～s423：

s421，控制器150获取测速模块140采集的叉车的车速。

在本发明实施例中，车速可以是叉车在进行后退操作时的速度。所述控制器150获取测速模块140采集的叉车的车速的步骤，可以理解为，控制器150获取测速模块140发送的车速。

s422，控制器150依据人车相对距离和车速，计算叉车的移动时间。

在本发明实施例中，移动时间可以是预测叉车按照当前车速进行行驶，到目标行人的位置所需要的时间，移动时间可以是人车相对距离与车速的比值，即移动时间＝人车相对距离/车速。进一步地，为了更精准地预测移动时间，可以将目标行人的行走速度(下面简称“人速”)考虑进去，目标行人的人速可以是预设的，也可以是现场进行检测得到的，在此不作限定。那么移动时间＝人车相对距离/(车速+人速)。

s423，控制器150依据移动时间、以及移动时间与制动率对应关系，得到移动时间对应的制动率，并依据制动率控制刹车驱动器160对叉车进行制动。

在本发明实施例中，自动制动系统100中预先存储有移动时间与制动率的对应关系，一个移动时间对应一个制动率。需要说明的是，移动时间越大，制动率越低，从叉车开始制动到完全停止所花费时间越多；移动时间越小，制动率越高，从叉车开始制动到完全停止所花费时间越少。控制器150依据移动时间、以及移动时间与制动率对应关系，得到移动时间对应的制动率，并依据制动率控制刹车驱动器160对叉车进行制动的步骤，可以理解为，依据移动时间，以及预先存储的对应关系，得到该移动时间对应的制动率，并依据该制动率控制刹车驱动器160对叉车进行制动。

请参阅图6，当转向角度为第二角度时，第二角度表征叉车发生转向时对应的角度，例如，45°、90°、180°等。步骤s4还可以包括子步骤s43～s45：

s43，控制器150依据第二角度，预测叉车的行驶区域。

在本发明实施例中，行驶区域可以是叉车依据当前的转向角度进行转向动作的过程，叉车所经过的区域。例如，当第二角度为90°时，预测叉车的行驶区域可以如图7所示。

s44，控制器150依据人车相对距离判断目标行人是否处于行驶区域内。

s45，控制器150当目标行人处于行驶区域内时，将人车相对距离与预设安全距离进行比较，当人车相对距离小于预设安全距离时，控制刹车驱动器160对叉车进行制动。

请参阅图8，当目标行人与叉车的距离既小于预设安全距离，目标行人处于行驶区域时(图中的交叉区域)，则认为在叉车进行转向之后，仍旧不可避让目标行人，目标行人距离叉车过近，存在不安全隐患，需要控制刹车控制器150对叉车进行制动，以保证目标行人的人身安全。当目标行人与叉车的距离小于预设安全距离，但目标行人不处于行驶区域时，则认为在叉车进行转向之后，可以避让目标行人，不存在安全隐患，无需控制刹车驱动器160对叉车进行制动。

综上所述，本发明实施例提供一种自动制动方法及系统，自动制动方法通过摄像装置采集的第一图像和第二图像，确定出目标行人与叉车之间的人车相对距离，并依据人车相对距离以及转角检测模块采集的叉车的转向角度，控制刹车驱动器对叉车进行制动。能够实时检测到叉车后方的情况，并在后方一定范围内出现行人时，做出制动动作，解决现有技术中叉车在后退时，驾驶员难以实时观测后方情况，并在叉车后方出现行人时快速做出制动反应的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。