用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置的制作方法

本实用新型涉及机场车辆作业安全技术领域，尤其涉及一种用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置。

背景技术：

随着选择航空出行的人越来越多，机场航班量也随之增多，机场场面特种作业车辆的保障作业必然更加繁忙。因此，有必要为对接飞机进行保障的特种作业车辆(比如，行李传送车)提供一种安全预警装置，给车辆驾驶员提供一种对车辆周围危险源进行探测与安全预警的手段，提高场面运行的安全。

例如，机场现有的行李传送车在完成保障作业任务之后，需要配备观察员，指挥行李传送车以小于5km/小时的缓慢速度倒车并驶离保障作业区域，避免与车辆周边的障碍物或航空器发生碰撞。在保障作业运行中配备观察员，一方面必然会带来机场运行的人员成本，另一方面在航班量大、夜间任务重以及视野严重受影响的大型机场，依赖观察员的观察与指挥，现场也依然存在一定的安全隐患。

当然，靠近航空器作业的其他车辆上，比如客梯车、食品车等，也存在上述问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置，以尽可能消除安全隐患，并降低机场运营成本。

本实用新型公开了一种用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置，包括：数据处理单元；定位单元，设置于所述特种作业车辆的车身，并与所述数据处理单元电连接，用于对特种作业车辆进行定位；距离探测阵列，包括多个探头和数据传输总线，所述探头设置于特种作业车辆车身的不同部位，并且，所述多个探头还通过所述数据传输总线与所述数据处理单元电连接；通信单元，与所述数据处理单元电连接，并通过网络链路连接至机场保障作业管理系统；所述通信单元用于获取保障作业区域的位置以及作业范围，并将特种作业车辆的实时位置及速度上传至所述机场保障作业管理系统；显示单元，与所述数据处理单元电连接，用于通过显示屏实时显示作业车辆与障碍物的距离信息；报警单元，与所述数据处理单元电连接，用于发出报警信息，提示避让对应障碍物。

进一步地，上述用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置中，所述定位单元为亚米级的gps/北斗定位模块；所述gps/北斗定位模块通过串口与所述数据处理单元信号连接。

进一步地，上述用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置中，所述通信单元为4g移动通信模块；所述通信单元通过usb接口与所述数据处理单元连接；并且，所述通信单元还通过机场的apn链路连接至所述机场保障作业管理系统。

进一步地，上述用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置中，所述距离探测阵列中，所述探头为超声波雷达探头。

进一步地，上述用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置中，所述超声波雷达探头设置于特种作业车辆的车身的前方、后方和两侧。

进一步地，上述用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置中，所述数据传输总线为can总线。

进一步地，上述用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置中，所述显示单元设置有显示屏，用于显示车辆与障碍物的距离信息，所述距离信息为，车辆正前方、右前方、正右方、右后方、正后方、左后方、正左方以及左前方共八个方向上与障碍物之间的距离信息。

进一步地，上述用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置中，所述报警单元为声/光报警单元。

进一步地，上述用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置中，所述显示单元与所述报警单元集成为显示与报警单元。

进一步地，上述用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置中，还包括：电源单元；所述电源用于为所述数据处理单元、所述定位单元、所述距离探测阵列、所述通信单元和所述显示单元和所述报警单元供电。

本实用新型通过数据处理单元、定位单元、距离探测阵列、通信单元、显示单元和报警单元的配合，能够准确的探测保障作业车辆在保障作业区域内车身各个方向与各种障碍物之间的距离和车辆行驶速度，给驾驶员发出相对准确可靠的预警提示信息，从而提高了保障作业安全能力和运行效率。另一方面，由于采用多个探头、定位单元移动通信单元，以及显示于报警单元等设备，在航空器周围靠近航空器作业的特种车辆附近所需的观察人员可以减少，故，机场的运营成本也响应降低。本实用新型在诸如行李传送车，客梯车、食品车等领域实现作业区域障碍物的探测和预警具有广泛的应用前景。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型一个实施例用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置的结构框图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1，本实施例用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置，包括：

数据处理单元100、定位单元200、距离探测阵列400、通信单元300、一体化设置的显示与报警单元500，以及电源单元600。

其中，定位单元200设置于特种作业车辆的车身，并与数据处理单元100电连接，用于对特种作业车辆进行定位。距离探测阵列400包括多个探头和数据传输总线，探头设置于特种作业车辆车身的不同部位，并且，多个探头还通过数据传输总线与数据处理单元电连接。其中，探头可以为探头1、探头2、探头3……。在该实施例中，数据总线采用can总线。但本实用新型对此并不做限定。

通信单元300与数据处理单元100电连接，并通过网络链路连接至机场保障作业管理系统。通信单元300用于获取保障作业区域的位置以及作业范围，并将特种作业车辆的实时位置及速度上传至机场保障作业管理系统。显示与报警单元500中，显示部分与数据处理部分电连接，显示部分用于通过显示屏实时显示作业车辆与障碍物的距离信息；报警部分也与数据处理单元电连接，用于发出报警信息，提示避让对应障碍物。电源600用于为数据处理单元100、定位单元200、距离探测阵列400、通信单元300、显示和报警单元500供电。

在这个实施例中，显示单元和报警单元整合为一个显示与报警单元500，二者也可以独立分开。本实用新型对此不做限定。

下面对上述各个单元进行进一步地说明。

定位单元200：

本实施例中，定位单元200优选为高精度定位单元，采用精度为亚米级的gps/北斗定位模块，为机场行李传送车提供实时的位置和速度信息。在一个实施例中，gps/北斗定位模块具有双模块基带芯片和双模射频芯片，具备gps/bd双模定位，支持差分网络等，该模块通过串口与数据综合处理单元连接，输出nmea0183格式的定位数据，该模块还可以通过获取rtk的校准数据，实现精度更高的定位。

通信单元300：

本实施例中，通信单元300采用4g移动通信模块，通过机场专用的apn链路连接到机场保障作业管理单位系统后台，获取行李传送车的保障作业区域具体位置和保障作业区域范围，同时将特种作业车辆的实时位置、速度等数据上传到机场保障作业管理系统，实现车辆的跟踪与管理。本实施例通信单元300支持lte，umts和gsm/gprs网络；网络通信的最大上行速率为50mbps，最大下行速率为100mbps；模块内嵌丰富的网络协议，集成多个工业标准接口，可被广泛使用于需要无线移动通信相关的领域。本实施例的4g移动通信模块通过一个usb接口实现数据通信，与数据处理单元100的usb接口进行连接，4g模块还包含一个sim卡接口，用于插入sim卡，实现拨号和通信。

距离探测阵列400：

距离探测阵列400中，包括多个探头和数据传输总线。该实施例中的探头可以为超声波雷达探头，数据传输总线为can总线。超声波雷达探头探测角度大于90度，探测距离大于3米，可以有效探测车辆周围的常见障碍物，包括人员、车辆、箱体、台阶以及航空器等。行李传送车需要安装的超声波雷达探头数量可根据实际情况选泽，例如，可以为车身前后方各2个，两侧各4个，共12个。每一个探头都有一个地址编号，用于数据综合处理单元区分不同位置的探头及其探测到的距离数据。

本实施例中，数据传输总线采用汽车can总线，可以将保障作业车辆各个方向的探头探测到的距离数据传输到数据综合处理单元。因此，只需要根据行李传送车的不同型号和规格，增加超声波雷达探头的数量就可以满足任意型号和规格尺寸的行李传送车的安全预警需求。距离探测阵列通过can接口电路实现连接，can总线接口电路模块是一款电镀隔离的can转发器；满足iso11898-2的要求；符合gb4843.1-2011标准；i/o电压范围支持3.3v和5v微处理器；被广泛应用于工业自动化、控制、传感器和驱动系统。

数据处理单元100：

首先，数据处理单元100通过定位单元200获取行李传送车的实时位置和行驶速度；其次，通过通信单元300从机场保障作业管理系统获取行李传送车作业区域及区域范围；再次，判断车辆是否处于保障作业区域内，以及行驶速度是否小于5km/小时，当满足以上任意一个条件时，启动探头的探测开关，当同时不满足以上两个条件时，关闭探头的探测开关，防止频繁报警以及误报警。

然后，对距离探测阵列400中的每一个探头获取到的距离信息进行综合处理和判断，根据每个探头的位置，得出探头在车身具体方位上与障碍物的实际距离信息。

数据处理单元100是基于nxp公司的低成本车载工业级处理器i.mx6ul，该处理器是一个高功效、高性价比的应用处理器系列，采用单个armcortex-a7内核，运行速度高达696mhz，主要集成了ddr3l、nandflash、emmc、电源管理等电路，同时扩展集成了6路串口，2路can总线，通过usbhub扩展了4路usb接口，1路usbslave接口，2路百兆以太网，1路pwm输出，及用于指示灯的led和其他作用的gpio接口等。

显示与报警单元500：

显示与报警单元500分为显示与报警两个部分。显示部分根据数据处理单元100输出的距离数据，通过显示屏实时显示车辆与障碍物的距离信息，显示内容包括车辆的八个方位，分别为正前方、右前方、正右方、右后方、正后方、左后方、正左方以及左前方，其在这八个方位显示与障碍物之间的距离信息。

当车身某个方向的某一个探头探测到的最小距离达到门限值(可以通过语音设置为0.5-2米，默认为2米)时，报警部分发出语音/光报警，提示驾驶员注意避让对应方向的障碍物。在一个实施例中，语音报警使用蜂鸣器实现；显示部分使用一个lcd显示屏，显示出模拟的车辆形状，在车辆周围显示距离信息。

电源单元600接入车载电源，为上述的各个单元供电。

本实施例用于机场场面特种作业车辆的安全预警装置具有如下特点：

1)高精度定位：实时获取保障作业车辆本身的位置和速度信息。

2)无线通信：通过移动通信链路与机场保障作业管理单位系统后台进行通信，一方面获取保障作业车辆的保障作业区域位置和保障作业区域范围；另一方面将车辆的实时位置和速度等数据上传到系统后台，用于车辆跟踪和管理。

3)全方位距离探测：通过多个超声波雷达探头，探测车身周围各个方向与障碍物之间的距离；当车辆处于作业区域或者行驶速度小于5km/小时时，启动探测开关，否则关闭探测开关，减少报警频度和误报率。

4)声光报警：根据安全作业距离门限值和行驶速度门限值，给驾驶员发出相对准确可靠的预警提示信息。

通过上述说明，可以看出，本实施例通过数据处理单元、定位单元、距离探测阵列、通信单元、显示单元和报警单元的配合，能够准确的探测保障作业车辆在保障作业区域内车身各个方向与各种障碍物之间的距离和车辆行驶速度，给驾驶员发出相对准确可靠的预警提示信息，从而提高了保障作业安全能力和运行效率。另一方面，由于采用多个探头、定位单元移动通信单元，以及显示于报警单元等设备，在航空器周围靠近航空器作业的特种车辆附近所需的观察人员可以减少，故，机场的运营成本也响应降低。

此外，本实施例的该装置除了可以应用于机场行李传送车之外，还可以应用于其他机场场面各种保障作业车辆，根据不同车辆型号和尺寸，只需要增加超声波雷达探头的数量即可使用。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。