专利名称：一种交通检测与示警系统及其方法
技术领域：
本发明涉及交通的探测和示警，并且尤其涉及一种交通探测与示警系统及其方法。
背景技术：
我们知道，在工业工作环境中，人和机器之间经常是彼此极其接近的。而且，在比如仓库、车间、工厂、木材场以及运输/装载码头等工业工作环境中，存在着一系列具有交叉口和/或盲角的道路，工作期间有大型物体比如机器、叉车以及装载设备通行于其中。
如果有视野受到遮掩的工业工作环境中的道路交叉口，由于可能会有另外的大型物体或人正从另外的方向接近同样的交叉口，人和大型物体都很可能会受到严重伤害，所以，当行进通过这样的交叉口时，人和大型物体的操作者都应该得到极限的警告。因此，接近一个这样的交叉口时，大型物体的操作者通常会调用一个听觉信号，来警告任何接近同一交叉口的人或者机器它随后就要出现。然而，操作者可能不会总是执行这种惯例性的示警。而且，有可能因为周围工作环境的声响水平很高，而导致周围的操作者或人可能不容易听到这样惯例性的听觉信号。
因此，期望有一种系统和方法能在正有物体接近交叉口时进行检测，并且向接近同一交叉口的人或者大型物体的操作者提供物体靠近的可视的显示。因此，有必要在本领域中提供一种系统和方法来满足这样的需要。
发明内容
因此，本发明的目的之一就是，提供一种用于工业工作环境中的道各的交通探测与示警系统。
本发明的另一个目的是，提供一种交通探测与示警系统，用以当有物体接近工业工作环境中的道路交叉口时探测每一条单独的道路。
本发明还有一个目的是，提供一种交通探测与示警系统，用以可视地指示向工业工作环境中的每个道路交叉口靠近的物体的存在。
本发明还有一个目的是，提供一种交通探测与示警系统，用以区分接近道路交叉口的行人和大型物体。
本发明还有一个目的是，提供一种方法，用于探测正在接近工业工作环境中的道路交叉口的物体，并且向朝着道路交叉口的其它方向发信号通知正有物体靠近。
为了达到前述的目的，本发明公开了一种用于工业工作环境中道路的交通探测和示警系统。该交通探测和示警系统包括至少一个传感器，该传感器放置为探测接近工业工作环境中的道路交叉口的物体。该交通探测和示警系统还包括至少一个电子式连接于至少一个传感器的指示器，用于可视地指示物体正从另外的方向靠近道路交叉口。该交通探测和示警系统还包括与至少一个传感器和至少一个可视化指示器电子式连接的控制器，用于接收来自于一个传感器的有物体正靠近道路交叉口的信号，并将向至少一个可视化指示器传递信号。
另外，本发明公开了一种用于感知和探测接近工业工作环境中的交叉口的物体的方法。该方法包括这样一些步骤，在预先设定的感知范围内感知接近道路交叉口的移动物体，以及在预先设定的探测场内探测接近道路交叉口的大于普通人尺寸的移动物体。该方法还包括这样的步骤，接收来自于至少一个朝着第一方向放置的传感器的信号，以及传递来自于控制器的信号，以激活至少一个朝着除了第一方向以外的其它方向放置的可视化指示器，直到移动物体不再接近这个道路交叉口。基于对该信号的接收，可视化指示器被激活，从而为有物体正接近道路交叉口提供可视的指示。
本发明的一个优点是，提供了一种用于工业工作环境中的道路的交通探测和示警系统。本发明的另一个优点是，提供了一种具有多个用于感知有物体接近交叉口的传感器的交通探测和示警系统。本发明还有另一个优点是，提供了一种用于工业工作环境中道路的交通探测和示警系统，该交通探测和示警系统具有用来从传感器接收信号并向可视化指示器传递信号的控制器。
在结合附图阅读下面的描述后，很容易认识到本发明的其它目的、特点和优点，同时也更容易理解这些目的、特点和优点。
图1为本发明的交通探测和示警系统的主视图。
图2为图1中的交通探测和示警系统的可视化指示器的主视图。
图3为图1中的交通探测和示警系统的俯视图。
图4为图1中的交通探测和示警系统的电路的简图。
图5A为图1中的交通探测和示警系统的传感器探测视场和示警范围的俯视图。
图5B为图1中的交通探测和示警系统的传感器探测视场和示警范围的主视图。
具体实施例方式
现在参考附图，特别参照图1，示出了用于工业工作环境中道路的交通探测和示警系统10的一个实施例。该交通探测和示警系统10用于调节发生在包含交叉口的工业环境中的道路(P)上的交通状况，如图5A所示，在交叉口(I)处，跨越界限的和/或即将到来的车辆直到马上贴近或进入到交叉口(I)之内时，仍然是视线受阻的。举例来说，适用本发明的交通探测和示警系统10的类型的工业环境包括工厂、仓库、运输/装载码头、以及木材场。应该认识到，交通探测和示警系统10可应用于所有的有大型物体比如机动车辆、叉车、装载机、铲装机(skid-steers)、或者类似物体经过的具有交叉口(I)的道路(P)的工业环境。还应该认识到，虽然交通探测和示警系统10被指定用于工业工作环境中的道路交叉口(I)，但是交通探测和示警系统10可以应用于所有的沿着道路(P)视线受阻的工业工作环境中。举例来说，交通探测和示警系统10可沿着工业工作环境中道路的盲角使用以检测物体。还应该认识到，虽然交通探测和示警系统10本来用于探测接近交叉口(I)的物体，它也可以如将要描述的那样调整为只探测大型物体，比如叉车、装载机、铲装机(skid-steers)、或者类似物体。
参考图1-3，交通探测和示警系统10包括壳体12，该壳体具有基础构件14和固定于基础构件14上的侧壁16。壳体12通常是矩形的。对于系统的功能壳体12不是必需的，而仅仅用作安放平台，如将要描述的那样可以使安装于其上的零件受到保护。因而，壳体12是为方便的、自包含的系统准备的，这样的系统特别有利于其在所有通向交叉口(I)的方向上都可见的场合的应用。交通探测和示警系统10的特定的放置方式是以应用为基础的。举例来说，在工厂或仓库的环境中，交通探测和示警系统10可以通过悬挂的方式安装在交叉口(I)上方的天花板或屋顶的支撑架上。再举例来说，在户外工业工作环境中比如运输/装载码头或木材场，交通探测和示警系统10可以安装在邻近交叉口或盲角的杆或墙壁上。在每种情况下，交通探测和示警系统10安放的方式应当确保本发明处于一个对于行人和大型物体的操作者同样看得见的位置。
在有大型的移动物体和行人穿越相同道路(P)的应用中，基础构件14可以支撑一个反射圆顶18来提供邻近的道路(P)或通向交叉口(I)的其它方向的反射视觉图像。反射圆顶18通常是半球状的。应该认识到，反射圆顶18可以由适于提供邻近的道路(P)或通向交叉口的方向的视觉图像的任何结构替代。应该认识到，在另外的实施例中，反射圆顶18可以是定向的为邻近的道路(P)或其它通向交叉口(I)的方向提供反射视觉图像的弓形镜。
交通探测和示警系统10还包括至少一个、最好多个传感器20，用来探测接近工业工作环境中的道路交叉口(I)的物体。如图所示，传感器20通过安装托架22固定在壳体12上。然而，本领域的普通技术人员可以认识到，在不使用壳体12的场合，传感器20可以通过任何常规的方式安装在交叉口的邻近区域。而且，考虑到工业工作环境的一般特性，可将传感器20掩蔽于保护性的容器21中。依赖于交通探测和示警系统10的具体应用，容器21应符合适当的NEMA标准。一般来讲，容器21应符合NEMA4标准。
每一个传感器20适合于当大型物体，比如叉车，靠近交叉口(I)时进行探测。优选地，传感器20的数量与通向交叉口(I)的方向的数量相对应，以便进行单向的探测。参照图5A，道路(P)有四个不同的方向通向交叉口(I)。因此，交通探测和示警系统10包括四个传感器20。应该认识到，交通探测和示警系统10可以包括任何数量的定位用以感知通向交叉口(I)的任何数量的方向的传感器。举例来说，在通向交叉口的方向是两个方向或三个方向的场合，交通探测和示警系统10可以分别包括两个或三个传感器20。应该认识到，传感器20还可以包括滤波器(未示出但通常是本领域已知的)，以减小由周围的工业工作环境中常见的机器和设备造成的信号干扰。
如图5A和图5B所示，交通探测和示警系统10的传感器20包括可调节的感知范围(R)，以感知在特定方向上接近交叉口(I)的、到传感器的距离小于一百英尺的物体。在到交叉口(I)的距离不需要达到一百英尺的应用中，感知范围(R)可被减小到合适的水平。传感器20还包括可调节的探测场(F)，以区分接近道路交叉口的物体和离开交叉口的物体。探测场(F)也是可调的，从而能够探测接近道路交叉口的大于普通人尺寸的物体。特别地，传感器20可以调节为只探测尺寸至少要比普通人大的物体，从而可以不必探测接近交叉口(I)的行人。传感器在感知范围(R)和探测场(F)上的调节不仅是为特定的工业工作环境内的系统定制准备的，也是为给定的工业工作环境中的特定的交叉口(I)的系统定制准备的。应该认识到，尽管传感器20的数量优选为与通向交叉口(I)的方向的数目相等，但是传感器20也能够用于独立地感知一个以上的方向。
参照图1-3，交通探测和示警系统10包括至少一个，最好多个可视化指示器，一般如24所示，可视地指示物体正在接近交叉口(I)。可视化指示器24是一系列的灯26。灯26被激活，从而为人或者机器的操作者提供可视的指示，表明物体正从其它方向接近交叉口(I)。灯26能够产生闪烁的效果引起接近交叉口(I)人的注意。为进一步便于可视地指示物体正在接近交叉口，灯26可以包括几种不同的颜色。可视化指示器还可以包括由灯26照亮的标记，从而向接近交叉口的人显示符号表明物体正从其它方向接近道路交叉口。应该认识到，尽管灯26点亮时显示的符号可以包括所有的字体大小和字形，但是为了达到整个工业工作环境中统一的符号显示的目的，可视化指示器显示的符号应遵守ANSIZ535.2-2002标准。
与传感器20相似，可视化指示器24的数量对应于接近特定交叉口的方向的数量，从而为所有可能的人或接近交叉口(I)的物体提供可视的显示。可视化指示器24激活时，会在除物体接近的方向之外的所有方向上可视地指示物体的接近。举例来说，在有四个行进方向的交叉口(I)而物体从一个方向接近，可视化指示器24会在三个剩余的方向上激活。应该认识到，由于在直接与物体正靠近交叉口(I)的方向相对的方向上行进的人或物体无须交通探测和示警系统10的帮助就可以看到接近的物体，所以激活这个方向上的可视化指示器24可能是多余的。因此，在可以应用交通探测和示警系统10的场合，可以只激活那些既不是直接朝着物体接近的方向相同、也不是直接与物体接近的方向相反的方向上的指示器。此外，在多于一个物体接近同一个交叉口(I)的情况下，所有的可视化指示器24都会激活，从而通知有多个物体向同一个交叉口(I)接近。
尽管交通探测和示警系统10包括多个灯26以可视地指示物体正在接近交叉口(I)，本领域的普通技术人员应该认识到，本发明可以包括额外的可视化指示器24来指示接近交叉口(I)的物体的存在。举例来说，可视化指示器24还可以包括至少一个、最好多个符号显示屏28，用于给出可视的消息显示，从而通知其它接近交叉口(I)的人物体正从其它方向上接近交叉口(I)。符号显示屏28以类似于上述的灯26的方式工作。因此，灯26的激活方式可以通过附注的方式与符号显示屏28合并。符号显示屏28可以是液晶显示屏(LCD)，或一系列发光二极管(LED)，或适于与在采用交通探测和示警系统10的环境中使用的类似物。
如图3所示，符号显示屏28和灯26都作为可视化指示器24可操作地连结在壳体12的相似的侧壁16上。因此，在采用壳体12的场合，侧壁16的数量最好不少于朝向交叉口(I)的方向的数目。此外，如图1和图2所示，符号显示屏28置于灯26之间。应该认识到，符号显示屏28相对于灯26的安放位置可以包括几种不同的安排。举例来说，灯26可以放在符号显示屏28的下方，反之亦然。
参照图3和图4，交通探测和示警系统10还包括电子式连接到传感器20和可视化指示器24的控制器30。控制器30包括处理器32，用于从每个传感器20接收信号以及向每个可视化指示器24传递信号。控制器30可以由壳体12可操作地支撑，或者可以相对壳体12远距离地放置。在那些控制器30由壳体12可操作地支撑的场合，传感器20可以通过导线34与控制器30有线地连接。在那些控制器30相对壳体12远距离地放置的场合，传感器20和可视化指示器24可以通过无线电频率信号或其它通常在本领域内已知的“无线”信号电子式连接。应该认识到，虽然控制器30可以相对壳体12远距离地放置、并且传感器20由壳体12可操作地支撑，然而相反的放置方式也是可以的；即，控制器30可操作地固定在壳体12上而传感器20相对壳体12远距离地放置。在任一情况下，控制器30都与电源36电子式连接，电源36可以包括与邻近的电源插座的连接或电池，或者两种都有。
参照图4，显示在符号显示屏28上的消息可以是预先编制的或者是可以由最终用户编制。因此，控制器30包括具有多个存储单元40的内存条38和输入元件42。输入元件42允许最终用户选择一条存储在存储单元40内的预先编制的消息，当符号显示屏28激活时，该消息显示在符号显示屏28上。为了使消息可以完全由最终用户编制，输入元件42可以包括文字数字式的键盘(未示出但是本领域内已知的)，或者使最终用户能够输入显示在符号显示屏28上的一系列字母数字符号的类似设备。应该认识到，在使用可编程符号显示屏28的场合，每个显示屏28可以被安排显示不同于其它符号显示屏28的特定的消息。
控制器30还包括时间延迟器44，用以在预定的时间长度内提供从控制器30向可视化指示器24的信号传输。应该认识到，时间延迟器44允许传输向可视化指示器24的信号持续一个预定的时间长度，或者是出厂设置的时间周期，或者是由最终用户通过输入元件42设定，从而使激活信号的传输持续一段任意的被认为适合于采用交通探测和示警系统10的环境的时间长度。
在工作期间，交通探测和示警系统10在道路交叉口的预定的感知范围(R)内感知移动的物体。一旦感知到运动，传感器20就在预定的探测场(F)内通过物体的运动来探测运动物体是否正接近道路交叉口(I)。传感器20可以设定为只探测接近道路交叉口(I)的大于普通人尺寸的物体。然后，控制器30收到物体正从第一方向接近道路交叉口(I)的信号。特别地，控制器30收到来自传感器20的表明大于普通人尺寸的物体正从第一方向接近道路交叉口(I)的信号。
于是，控制器30传递一个信号以激活朝着不同于第一方向的其它方向放置的可视化指示器24，一直到移动物体不再接近道路交叉口(I)。传递的信号激活可视化指示器24给出可视的指示表明物体正从其它方向接近道路交叉口(I)。在控制器30包括内存条38的场合，基于来自一个或多个传感器20的信号，控制器30向适当的符号显示屏28传递信号。符号显示屏28被激活以显示存储在内存条38中的预先编制的消息或者由最终用户通过字母一数字输入元件42创建的定制消息。通过这种方式，灯26和符号显示屏28都提供了物体正在接近道路交叉口(I)的可视的指示。
由于传感器20是可以调节的，在安装之前，可将感知范围设定为适合于既定应用的预定范围(R)。此外，可将每个传感器的感知范围设定为适合于要感知的特定道路方向(P)的预定范围(R)。通过这种方式，感知范围不会过宽而感知到对于道路交叉口(I)不重要的区域内的运动，因此避免了误判。同时，传感器20的探测场(F)也可以被设置为探测能够激活向控制器30的信号传递的、接近道路交叉口(I)的物体的尺寸。此外，在特定的道路交叉口(I)中启用交通探测和示警系统10之前，还可以设定时间延迟器44(如果可用)，从而在移动物体不再接近道路交叉口(I)之后的一段预定时间之内保持可视化指示器24的激活。时间延迟器44可以为一个特定的道路交叉口(I)作一般性地设置，或者可以特殊设置，从而使每个朝着特定道路方向(P)放置的可视化指示器24的激活能保持一段特定的时间。
因此，本发明监视并示警通过工业工作环境中道路的物体的运动。此外，本发明设有传感器20，传感器20探测大型运动物体朝着道路交叉口(I)的靠近，从而有效地监视特定道路交叉口(I)可交通流量。本发明还设有可视化指示器24，以可视地警示大型物体从不同于靠近物体所在方向的其它方向上向着道路交叉口的靠近。此外，本发明还设有控制器，用于接收来自传感器20的信号，并相对于对特定传感器20的信号接收而向适当的可视化指示器24传递信号。
本发明是用举例说明的方式描述的。应理解这里用到的术语应确定为使用词语描述的性质而非限定的性质。
根据上面的教导，许多根据本发明做出的改变和变形都是有可能的。因此，本发明可以在所附权利要求的范围内不同于具体描述的那样实施。
权利要求
1.一种用于工业工作环境中道路的交通探测和示警系统，所述交通探测和示警系统包括至少一个传感器，所述传感器设置为探测接近工业工作环境中的道路交叉口的物体；至少一个可视化指示器，所述可视化指示器电子式连接于上述的至少一个传感器，从而可视地指示物体正从另外的方向接近道路交叉口；以及与上述的至少一个传感器和上述的至少一个可视化指示器电子式连接的控制器，所述控制器接收来自上述的至少一个传感器的、表明物体正在接近道路交叉口的信号，并且传递一个信号以激活上述的至少一个可视化指示器。
2.根据权利要求1所述的交通探测和示警系统，其中，所述的至少一个传感器具有可调节的探测场，以区分接近道路交叉口的物体和离开道路交叉口的物体。
3.根据权利要求2所述的交通探测和示警系统，其中，所述的可调节的探测场可以调整为能够探测接近道路交叉口的大于普通人尺寸的物体。
4.根据权利要求1所述的交通探测和示警系统，其中，所述的至少一个传感器具有可调节的感知范围，以感知在特定的方向上接近道路交叉口的、到上述的至少一个传感器的距离小于一百英尺的物体。
5.根据权利要求1所述的交通探测和示警系统，其中，所述的至少一个可视化指示器包含能产生闪烁效果的灯，它能使从不同于接近道路交叉口的被测物体所在方向的其它方向上接近道路交叉口的人看得到。
6.根据权利要求5所述的交通探测和示警系统，其中，所述的至少一个可视化指示器还包含被上述的灯照亮的标记，所述的标记向从不同于接近道路交叉口的被测移动物体所在方向的其它方向上接近道路交叉口的人显示符号。
7.根据权利要求1所述的交通探测和示警系统，其中，所述的至少一个可视化指示器包含一个符号显示屏，所述符号显示屏用于显示由上述的控制器传递的、经编制的消息，从而给出可视的显示，以表明移动物体正接近道路交叉口。
8.根据权利要求7所述的交通探测和示警系统，其中，所述控制器包括一个内存条和一个输入元件，所述内存条具有多个存储单元，每个存储单元包含预先编制的消息，所述输入元件用于选择要传递到上述的符号显示屏的预先编制的消息。
9.根据权利要求1所述的交通探测和示警系统，包括与通向特定交叉口的方向个数相应的多个可视化指示器和多个传感器。
10.根据权利要求1所述的交通探测和示警系统，其中，所述控制器通过无线电频率电子式连接于上述的至少一个传感器以及上述的至少一个可视化指示器。
11.根据权利要求1所述的交通探测和示警系统，其中，所述控制器包括一个字母-数字输入元件和一个处理器，所述字母-数字输入元件用于输入要显示在上述的至少一个可视化指示器上的定制的消息，所述处理器用于处理要传递到上述的至少一个可视化指示器的定制的消息。
12.根据权利要求1所述的交通探测和示警系统，其中，所述控制器还包括时间延时器，所述的时间延时器用于在移动物体离开道路交叉口后，使上述的至少一个可视化指示器保持激活一段预定的时间。
13.根据权利要求1所述的交通探测和示警系统，还包括一个壳体，所述壳体具有一个基础元件和多个固定在所述基础元件上的侧壁，其中上述的至少一个可视化指示器由所述壳体可操作地支撑。
14.根据权利要求13所述的交通探测和示警系统，其中，所述的至少一个传感器由所述壳体可操作地支撑。
15.根据权利要求13所述的交通探测和示警系统，其中，所述控制器可操作地设置于所述壳体内，并通过导线电子式连接于上述的至少一个传感器和上述的至少一个可视化指示器。
16.根据权利要求13所述的交通探测和示警系统，包括由壳体可操作地支持的反射圆顶，以便给出临近的道路或通向交叉口的其它方向的反射的视觉图像。
17.根据权利要求13所述的交通探测和示警系统，包括至少一个由上述壳体可操作地支持的弓形镜，以便给出临近的道路或通向交叉口的其它方向的反射的视觉图像。
18.一种用于工业工作环境中道路的交通探测和示警系统，包括多个传感器，所述传感器设置为探测接近工业工作环境中的道路交叉口的物体；多个可视化指示器，所述可视化指示器电子式连接于上述的至少一个传感器，从而可视地指示有物体正从另外的方向接近道路交叉口；以及与上述的传感器和上述的可视化指示器电子式连接的一个控制器，所述控制器接收来自上述的传感器的、表明物体正在接近道路交叉口的信号，并且传递一个信号以激活所述可视化指示器。
19.一种用于对沿着工业工作环境中的道路的运动进行探测和示警的方法，包括以下步骤在预定的感知范围内感知接近道路交叉口的物体；在预定的探测场内探测接近道路交叉口的物体；接收来自于至少一个朝着第一方向放置的传感器的信号；向朝着所有不同于第一方向的其它方向放置的至少一个可视化指示器传递来自于控制器的信号，以激活该可视化指示器，直到移动物体不再接近该道路交叉口；以及激活至少一个可视化指示器，从而给不同于第一方向的所有其它方向提供可视的指示，直到移动物体不再接近该道路交叉口。
20.根据权利要求19所述的方法，包括以下步骤设置预定的探测场，以探测接近道路交叉口的大于普通人尺寸的物体。设置预定的感知模式，以在预定的感知范围内感知接近道路交叉口的物体；以及设置时间延时器，在物体不再接近道路交叉口后，继续从控制器向至少一个可视化指示器传递信号，使该可视化指示器的激活保持一段预定的时间。
21.根据权利要求19所述的方法，包括以下步骤向符号显示屏传递一个信号，以显示多条存储于控制器的内存条内的、预先编制的消息中的一条；以及激励符号显示屏，以给出可视的指示，表明有物体正接近道路交叉口。
全文摘要
本发明公开了一种用于工业工作环境中的道路的交通探测和示警系统及其方法，包括至少一个传感器和至少一个视觉指示器，所述传感器放置为探测接近道路交叉口的物体，所述指示器与至少一个传感器电子式连接以可视地指示物体正在靠近。该交通探测和示警系统还包括与至少一个传感器和至少一个可视化指示器电子式连接的控制器，用于接收表示物体正靠近道路交叉口的信号并传递一个信号以激活至少一个可视化指示器。
文档编号G08G1/16GK101019160SQ200480030653
公开日2007年8月15日 申请日期2004年8月19日 优先权日2003年8月19日
发明者安德鲁·P·约翰逊, 爱德华·J·赛克斯 申请人:德尔曼制造公司