一种矿车主动安全系统及矿车的制作方法

本实用新型涉及矿车领域，尤其涉及一种矿车主动安全系统及矿车。

背景技术：

目前，国内的矿山多达十几万个，矿区内各种矿车混杂，容易造成安全事故。已知的避免安全事故的解决方案中，均会涉及采用摄像头拍摄图像，通过对图像进行分析来判断是否存在安全隐患，然而，矿山区域环境恶劣，粉尘严重，粉尘中含有重金属等物质，矿用卡车在运输过程中会产生很多扬尘，这些扬尘会覆盖住摄像头，导致摄像头不能采集正确的图像。同时粉尘会对毫米波雷达和激光雷达的正常运行造成严重的干扰，影响测量结果以至于无法正常工作。另外矿区矿车驾驶员长期处于机械重复性的工作，容易疲劳，导致安全事故发生。矿用卡车载重量从几十吨到几百吨，矿车的高度一般为5～10m，矿用卡车的盲区范围大，且矿用卡车的造价高达上千万元，一旦发生矿车碰撞事故会造成严重人员伤亡及财产损失。

因此，极有必要提出能够有效解决矿车安全隐患的新的技术方案。

技术实现要素：

为解决现有存在的技术问题，本实用新型提供一种矿车主动安全系统及矿车，能够有效避免矿车碰撞事故的发生，实现矿区多粉尘恶劣环境下的全天候主动安全。

为达到上述目的，本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：

一种矿车主动安全系统，包括车载单元OBU和人机界面单元HMI，所述 OBU包括：处理器、无线通信装置和定位装置，所述处理器与所述无线通信装置以及所述定位装置连接，所述定位装置用于实时检测所在矿车的第一行驶状态信息发送给所述处理器；所述无线通信装置接收至少一另一无线通信装置发送的对应矿车的第二行驶状态信息，并将所述第二行驶状态信息发送给所述处理器；所述处理器与所述HMI连接，所述处理器根据所述第一行驶状态信息和所述第二行驶状态信息确定存在碰撞风险时，控制所述HMI提示所述碰撞风险，所述第一行驶状态信息和所述第二行驶状态信息分别包括位置信息、速度信息及航向角信息。

其中，所述定位装置包括与所述处理器连接的至少一个差分GPS单元，所述差分GPS单元用于检测所述第一行驶状态信息。

其中，所述定位装置包括与所述处理器连接的惯性测量单元，所述惯性测量单元用于检测所述第一行驶状态信息。

其中，所述定位装置包括差分GPS单元和惯性测量单元，所述差分GPS 单元用于检测所在矿车的位置信息，所述惯性测量单元用于检测所在矿车的速度信息和航向角信息。

其中，所述HMI包括触控显示屏及音频输出模块，所述处理器控制所述触控显示屏显示所述碰撞风险对应的视频信息，以及控制所述音频输出模块输出所述碰撞风险对应的语音信息。

其中，所述无线通信装置包括以下至少之一：ZigBee单元、专用短程通信单元、wifi单元、GPRS/CDMA单元、LTE-V单元、5G通信单元。

其中，还包括存储器以及CAN总线接口，所述存储器、处理器、所述无线通信装置和所述定位装置通过所述CAN总线接口与CAN总线连接。

其中，还包括用于与外部设备连接的USB接口，所述USB接口用于实现与所述外部设备之间的数据读取。

一种矿车，包括本申请任一实施例所述的矿车主动安全系统。

其中，包括设置于所述矿车前侧的防撞条，所述防撞条后方设有防撞条凸起，所述矿车前侧设有凹部，所述防撞条凸起卡设于凹部中以与所述矿车固定连接。

本实用新型实施例所提供的一种矿车主动安全系统，包括车载单元OBU 和人机界面单元HMI，所述OBU包括：处理器、无线通信装置和定位装置，所述处理器与所述无线通信装置以及所述定位装置连接，所述定位装置用于实时检测所在矿车的第一行驶状态信息发送给所述处理器；所述无线通信装置接收至少一另一无线通信装置发送的对应矿车的第二行驶状态信息，并将所述第二行驶状态信息发送给所述处理器；所述处理器与所述人机交互模块连接，所述处理器根据所述第一行驶状态信息和所述第二行驶状态信息确定存在碰撞风险时，控制所述HMI提示所述碰撞风险，所述第一行驶状态信息和所述第二行驶状态信息分别包括位置信息、速度信息及航向角信息，如此，通过无线通信装置可以实时获取周围矿车的行驶状态信息，并结合矿车自身的定位装置所获得行驶状态信息进行分析，根据位置信息、速度信息及航向角信息确定是否矿车当前是否存在安全隐患，从而避免了矿车碰撞事故的发生，实现了矿车在矿区多粉尘恶劣环境下的全天候安全工作。

附图说明

图1为本申请一实施例的矿车主动安全系统的结构示意图；

图2为本申请一实施例的矿车防碰撞场景示意图；

图3为本申请另一实施例的矿车防碰撞场景示意图；

图4为本申请又一实施例的矿车防碰撞场景示意图；

图5为本申请另一实施例的矿车防碰撞场景示意图；

图6为本申请另一实施例的矿车的结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图及具体实施例对本申请技术方案做进一步的详细阐述。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型的实现方式。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1，本实用新型一实施例提供的矿车防碰撞系统，包括车载单元 OBU(On board Unit)10和人机界面单元HMI(Human Machine Interface)20，所述OBU包括：处理器、无线通信装置12和定位装置13，所述处理器与所述无线通信装置12以及所述定位装置13连接，所述定位装置13用于实时检测所在矿车的第一行驶状态信息发送给所述处理器；所述无线通信装置12接收至少一另一无线通信装置12发送的对应矿车的第二行驶状态信息，并将所述第二行驶状态信息发送给所述处理器；所述处理器与所述HMI连接，所述处理器根据所述第一行驶状态信息和所述第二行驶状态信息确定存在碰撞风险时，控制所述HMI提示所述碰撞风险，所述第一行驶状态信息和所述第二行驶状态信息分别包括位置信息、速度信息及航向角信息。

本实用新型上述实施例提供的矿车防碰撞系统，通过无线通信装置12可以实时获取周围矿车的行驶状态信息，并结合矿车自身的定位装置所获得行驶状态信息进行分析，根据位置信息、速度信息及航向角信息确定是否矿车当前是否存在安全隐患，从而避免了矿车碰撞事故的发生，实现了矿车在矿区多粉尘恶劣环境下的全天候安全工作。

在一实施方式中，所述定位装置13包括与所述处理器连接的至少一个差分 GPS单元，所述差分GPS单元用于检测所述第一行驶状态信息。

这里，定位装置13包括与所述处理器连接的至少一个差分GPS单元是指在所述矿车上设置至少一个差分GPS单元，这里差分GPS单元设置在矿车上，接收基准站发送的修正值，对其测量结果进行修正，以获得精确的第一行驶状态信息。进一步地，通过至少一个差分GPS单元分别获取修正后的结果发送给处理器以获取更加准确的第一行驶状态信息。

在上述实施方式中，通过设置至少一个差分GPS单元，可以通过一个差分 GPS单元的检测结果计算速度信息，且可以提升在矿区多粉尘恶劣环境下矿车获取第一行驶状态信息的准确性。

在一实施方式中，所述定位装置13包括与所述处理器连接的惯性测量单元，所述惯性测量单元用于检测所述第一行驶状态信息。

这里，惯性测量单元是测量物体三轴姿态角或(角速率)以及加速度的装置。一般的，一个惯性测量单元包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。进一步地，通过所述惯性测量单元检测所述矿车的第一行驶状态信息。

在上述实施方式中，通过设置惯性测量单元，提高了在矿区多粉尘恶劣环境下矿车获取第一行驶状态信息的准确性。

在一实施方式中，所述定位装置13包括差分GPS单元和惯性测量单元，所述差分GPS单元用于检测所在矿车的位置信息，所述惯性测量单元用于检测所在矿车的速度信息和航向角信息。

在上述实施方式中，通过差分GPS单元获取矿车的位置信息、速度信息、航向角信息，通过惯性测量单元获取矿车的加速度信息、航向角速度等信息，并发送给处理器，一方面利用差分GPS单元能够获得精准的矿车位置信息，另一方面，利用惯性测量单元能够更加准确的确定矿车的速度信息和航向角信息，从而保证了所述定位装置13在矿区多粉尘恶劣环境下矿车获取第一行驶状态信息的准确性。

在一实施方式中，所述HMI包括触控显示屏及音频输出模块，所述处理器控制所述触控显示屏显示所述碰撞风险对应的视频信息，以及控制所述音频输出模块输出所述碰撞风险对应的语音信息。

这里，所述触控显示屏可以在矿车行驶过程中显示矿车的第一行驶状态信息，包括位置信息、速度信息及航向角信息。当处理器确定存在碰撞危险时，控制所述HMI显示碰撞对应的视频信息，例如，当矿车前方存在碰撞危险时，可以在触控显示屏上提醒文字，前方有危险，也可以直接显示危险的图标，同时，控制所述HMI控制所述音频输出模块输出所述碰撞风险对应的语音信息，例如，矿车前方存在碰撞危险时，控制音频输出模块播放“前方有车辆，请注意减速！”

在上述实施方式中，通过HMI的触控显示频和音频输出模块向驾驶员播报危险视频信息以及语音信息进行提醒，大大提高了驾驶员驾驶矿车的安全性，避免事故发生。

在一实施方式中，所述无线通信装置12包括以下至少之一：ZigBee单元、专用短程通信单元、wifi单元、GPRS/CDMA单元、LTE-V单元、5G通信单元。

这里，所述ZigBee单元，矿车，将矿车信息通过无线射频广播发送给其他矿车的所述ZigBee单元；所述专用短程通信单元，将矿车信息通过无线射频广播发送给其他矿车的所述专用短程通信单元；所述wifi单元，在处于wifi网络中时，将矿车信息无线远程发送给其他矿车的所述wifi单元；所述GPRS/CDMA 单元，在处于GPRS/CDMA网络中时，将矿车信息无线远程发送给其他矿车的所述GPRS/CDMA单元；所述LTE-V单元，在处于LTE-V网络中时，将矿车信息无线远程发送给其他矿车的所述LTE-V单元；所述5G通信单元，在处于 5G通信网络中时，将矿车信息无线远程发送给其他矿车的所述5G通信单元。

在上述实施方式中，通过ZigBee单元、专用短程通信单元、wifi单元和 GPRS/CDMA单元、LTE-V单元、5G通信单元至少之一接收至少一其他矿车的第二行驶状态信息，并发送给处理器，保证了处理器根据第一行驶状态信息和第二行驶状态信息确定存在碰撞风险时，控制HMI提示所述风险，大大提高了驾驶员驾驶矿车的安全性，避免事故发生。

在一实施方式中，所述矿车还包括存储器14以及CAN总线接口16，所述存储器14、处理器、所述无线通信装置12和所述定位装置13通过所述CAN 总线接口16与CAN总线连接。

这里，所述存储器14与所述处理器连接，将所述处理器中存储的第一行驶状态信息、第二行驶状态信息以及矿车的状态信息以及存在碰撞危险信息都存储起来，如此，后续在优化该矿车主动安全系统时，有足够的数据支持。

这里，所述存储器14、处理器、所述无线通信装置12和所述定位装置13 通过所述CAN总线接口与CAN总线连接，CAN总线用于与外部设备或者矿车本身连接，实现了存储器14、处理器、无线通信装置12和定位装置13之间自由通信而不分主次，同时，实现了与外部设备或者矿车本身的数据交换。

在一实施方式中，所述矿车还包括用于与外部设备连接的USB接口15，所述USB接口15用于实现与所述外部设备之间的数据读取。

这里，所述USB接口15用于连接所述处理器，并通过所述处理器将存储器14中存储的数据读取出来。

下面以矿车为例，通过一个可选的具体实施例对矿车主动安全系统作进一步详细的说明。

如图2所示，当矿车1在道路上行驶时，前方有行驶的矿车2时，矿车1 的所述定位装置13用于实时检测所在矿车的第一行驶状态信息发送给所述处理器11，这里可以是速度信息，所述无线通信装置12接收到矿车2的第二行驶状态信息，这里也可以是速度信息、位置信息、加速度、航向角等信息，并将所述第二行驶状态信息发送给所述处理器11；所述处理器11根据两车的速度信息确定矿车速度过快，存在碰撞前方矿车2的风险时，控制所述HMI提示所述碰撞风险，驾驶员收到信息后能够有足够时间进行减速避免发生碰撞。

如图3所示，当矿车1在道路上行驶时，可能被出现路口的障碍物所遮挡，导致不能及时发现在十字路口右侧的矿车2，矿车1的所述定位装置13用于实时检测所在矿车的第一行驶状态信息发送给所述处理器11，这里可以是位置信息速度信息、加速度信息及航向角等信息，所述无线通信装置12接收到驶往十字路口的矿车2的第二行驶状态信息，这里也可以是位置信息、速度信息、加速度信息及航向角等信息，并将所述第二行驶状态信息发送给所述处理器11；所述处理器11根据两车的位置信息、速度信息、加速度信息及航向角信息，判断矿车1可能与十字路口另一路口开来的矿车2存在碰撞风险时，控制所述HMI 提示所述碰撞风险，驾驶员收到信息后能够有足够时间进行减速避免发生碰撞。

如图4所示，当矿车1在道路上行驶时，矿车底盘很高，矿车本身宽度也较大，另外矿车在行驶过程中会产生很大的粉尘这些因素会导致驾驶员的视野存在很大盲区，矿车2接近该矿车1时，矿车1的所述定位装置13用于实时检测所在矿车的第一行驶状态信息发送给所述处理器11，这里可以是位置信息、速度信息及航向角信息，所述无线通信装置12接收到矿车2的第二行驶状态信息，这里也可以是位置信息、速度信息及航向角等信息，并将所述第二行驶状态信息发送给所述处理器11；所述处理器11根据两车的位置信息、速度信息及航向角等信息，判断矿车2是否位于该矿车1的盲区范围内，若在盲区范围内，存在碰撞危险，控制所述HMI提示所述碰撞风险，驾驶员收到信息后能够有足够时间进行减速避免发生碰撞。

如图5所示，矿车1的驾驶员由于地形限制或者其他障碍物遮挡，导致其无法发现当前其他路驶向汇合路口的矿车2，矿车1的所述定位装置13用于实时检测所在矿车的第一行驶状态信息发送给所述处理器11，这里可以是位置信息、速度信息、加速度信息及航向角信息，所述无线通信装置12接收到矿车2 的第二行驶状态信息，这里也可以是位置信息、速度信息、加速度信息及航向角等信息，并将所述第二行驶状态信息发送给所述处理器11；所述处理器11 根据两车的位置信息、速度信息、加速度信息及航向角等信息，判断矿车1可能与其他路驶向汇合路口的矿车2存在碰撞风险时，控制所述HMI提示所述碰撞风险，驾驶员收到信息后能够有足够时间进行减速避免发生碰撞。

在另一实施方式中，结合矿车主动安全系统的结构对矿车主动安全系统的工作流程作进一步描述：

这里，矿车的处理器11与所述无线通信装置12以及定位装置13连接，所述处理器11与所述人机交互界面单元20连接，本矿车通过定位装置13获取本车的位置信息、速度信息、航向角信息；本矿车通过无线通信装置12接收至少一另一无线通信装置12发送的对应矿车的位置信息、速度信息、航向角信息；本矿车通过处理器计算本矿车与周围矿车的相对位置；本矿车计算本矿车与周围矿车发生碰撞的时间；若存在多个碰撞风险时，筛选出发生碰撞时间最短的矿车的位置信息、速度信息、航向角信息在HMI中显示。

如此，通过无线通信装置可以实时获取周围矿车的行驶状态信息，并结合矿车自身的定位装置所获得行驶状态信息进行分析，根据位置信息、速度信息及航向角信息确定是否矿车当前是否存在安全隐患，在存在危险时通过HMI 显示危险，从而避免了矿车碰撞事故的发生，实现了矿车在矿区多粉尘恶劣环境下的全天候安全工作。

本实用新型实施例还提供了一种矿车，所述矿车包括本申请任一实施例所述的矿车主动安全系统，安装有所述矿车主动安全系统的矿车，避免了矿车碰撞事故的发生，实现了矿车在矿区多粉尘恶劣环境下的全天候安全工作。

进一步地，所述矿车包括发动机部件、变速箱部件、ABS部件、ECAS部件以及仪表部件，所述CAN总线连接发动机部件、变速箱部件、ABS部件、 ECAS部件以及仪表部件，获取包含所述发动机部件、所述变速箱部件、所述 ABS部件、所述ECAS部件以及所述仪表部件的矿车状况信息，所述CAN总线通过所述CAN总线接口16与所述处理器连接用于将所述矿车状况信息发送给所述处理器。

所述处理器将矿车的矿车状况信息和第一行驶状态信息通过所述HMI进行视频显示和音频播放，确保驾驶员能够实时监控矿车的状况信息的同时，提高驾驶员驾驶矿车的安全性，避免事故发生。

其中，如图6所示，所述矿车包括设置于所述矿车前侧的防撞条，所述防撞条后方设有防撞条凸起，所述矿车前侧设有凹部，所述防撞条凸起卡设于凹部中以与所述矿车固定连接。

这里，一般防撞条前方设置为弧形，可以有效的消减碰撞带来的冲击力。如此，所述防撞条凸起卡设于凹部中以与所述矿车固定连接，当所述矿车发生碰撞时，通过所述防撞条的实现了对整个碰撞的力量的缓冲，有效的减小了碰撞对矿车带来的损伤。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。