一种基于临时无线自组网的行进设备间防碰撞检测方法与流程

本发明涉及行进设备间防碰撞检测技术，具体涉及一种采用了无线通信定位和传输原理，基于临时无线自组网的行进设备间防碰撞检测方法。

背景技术：

多个行进设备之间有效的防碰撞，是解决行进设备安全问题的关键，尤其是高速行进的设备间。现有行进设备间及周围环境的碰撞检测，都采取光学或者无线电回波进行周边设备的定位，如cn202029843u公开了“一种基于微波雷达的车辆主动防碰撞系统”，即是通过在车身周围安装微波雷达，进行周边车辆与本车的相对距离、速度、行进方向的检测，获取量化数据，将检测结果用于车辆行驶安全的判断，并给驾驶员报警、提供驾驶建议或代驾驶员主动采取相应的保护措施避免碰撞。采用光学或者无线电回波进行周边设备的定位，往往面临背景杂光或者杂波过于复杂的问题，在周边设备量大，或者其他干扰因素较多时，信号处理量大，准确率不够高；此外，光学或者无线电回波定位原理的检测，仅能检测两个中间无遮挡物的相邻对象间的运动关系，缺乏预见性，在高速运动情况下，当检测到相邻对象的运动状态急速变化时，响应时间短，安全性还不足。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种利用无线通信方式实现行进设备间双向主动交互的方法，有效提供更丰富信息的防碰撞信息，尤其是让行进设备能够有遇见性的探测到较远距离，甚至对间隔几个行进对象的行进情况进行检测，使行进控制有更强的预见性。

本发明的技术方案如下：

一种基于临时无线自组网的行进设备间防碰撞检测方法，其特征在于：在每个行进设备上均设置无线信号收发装置，所述无线信号收发装置包括天线、射频收发通道、碰撞检测基带信号处理单元；每个行进设备通过天线接收在本设备的无线信号覆盖范围内的其他设备发射的信号数据，并通过射频收发通道传递给碰撞检测基带信号处理模块，计算形成碰撞分析与控制所需的信息数据；同时碰撞检测基带信号处理模块将本机设备的相关信息，以及接收到的其他设备发送的信息打包，反向通过射频收发通道，经天线发送出去。

上述方法中，每个行进设备接收到的其他设备发射的信息，包括：

(1)发射设备自身的信息，包括自身的id信息、位置信息、速度信息；

(2)转发的其接收到的其他设备的信息，并增加转发标志；

上述方法中，每个行进设备接收到的其他设备的无线信号，通过碰撞检测基带信号处理模块进行解调，得到时标信息，比对本地时间，确认与其他行进设备间的相对空间距离关系。

与现有防碰撞检测方式相比，本发明的优点在于：

(1)采用通信测距和同步方式，可以实现间隔行进设备的实时防碰撞，提高防碰撞的预见性，系统开销小，处理方式简单，可靠性高；

(2)采用广播与转发并行的方式，两种措施相互印证，大大提高设备的可靠性；

(3)可控的作用范围，降低信息处理难度；

(4)采用临时自组网的方式，实现范围内相关对象的持续跟踪。

附图说明

图1是行进设备间无线电信息交互作用范围图；

图2是无线信号收发装置的收发原理图；

图3是碰撞检测处理方法示意图。

具体实施方式

本发明通过设备间的无线通信获取其他设备的位置、速度等信息，从而不仅能对相邻对象，而且可对间隔几个行进对象的行进情况进行检测，从而获取更丰富的防碰撞信息。采用的基础技术原理包括伪码测距原理、扩频通信原理。具体实施方式如下：

在每个行进设备上均设置无线信号收发装置，所述无线信号收发装置包括天线、射频收发通道、碰撞检测基带信号处理单元；每个行进设备通过天线接收在本设备的无线信号覆盖范围内的其他设备发射的信号数据，并通过射频收发通道传递给碰撞检测基带信号处理模块，计算形成碰撞分析与控制所需的信息数据；同时碰撞检测基带信号处理模块将本机设备的相关信息，以及接收到的其他设备发送的信息打包，反向通过射频收发通道，经天线发送出去。

如图1所示，行进设备a的无线收发覆盖范围为a，a前方的设备b、c和后方的d、e均在a范围内，a与b、c、d、e组成了一个临时的无线通信网；设备b的覆盖范围为b，设备c、a、d均在b范围内，但未覆盖e，b与c、a、d组成一临时无线通信网；设备d的覆盖范围为d，设备b、a、e均在b范围内，但未覆盖c，d与b、a、e组成一临时无线通信网。

本发明各设备采用统一制式通信方式，信道选择采用码分多址(cdma)方式。

如图2所示，每个设备接收的另一个设备的无线信号中，包含了发送设备自身的信息，以及该发送设备转发的其接收到的其他设备的信息。

如图3所示，每个设备上安装多个天线，通过天线接收到其他设备发送的信息后，经射频收发通道传送到碰撞检测基带信号处理模块，进行解析处理，获取其他设备的位置、速度等信息，得到时标信息，比对本地时间，确认与其他行进设备间的相对空间距离关系，传送到控制系统进行防碰撞分析；控制系统在必要的情况下可发出报警或提醒信号。

每个设备在接收到其他设备的信号后，还将这些收到的信号，增加转发标志，连同自身的id信息、当前位置信息、速度信息等一起打包，再通过天线发送出去，由其信号覆盖范围内的其他设备接收。

比如在图1所示的状态下，设备a接收到设备b、c、d、e的无线信号后，进行解析，一方面可得到b、c、d、e发射的自身位置、速度信息，另一方面还得到b、c、d、e转发的其各自收到的其他设备的信息，用于防碰撞判断；

设备b可接受其无线信号覆盖内的c及a、d信息，其中a和d发送的信息中，除了包含a和d自身的信息外，还包括其转发的所收到的e的信息，因此尽管e与b中间间隔了a和d，e且并不在b的无线信号覆盖范围内，但b仍能获知e的信息，在进行防碰撞处理时更有预见性；

同样，设备d可接受其无线信号覆盖内的b、a、e发送的信息，其中b和a发送的信息中，除了包含b和a自身的信息外，还包括其转发的所收到的c的信息，因此尽管c并不在d的无线信号覆盖范围内，但d仍能获知c的信息。

图1所示的是多个行进设备在一个时间点的状态。随着时间的变化，各设备间的位置关系，以及其信号覆盖范围内的设备会随时变化，因此各个临时无线组网会相应变化，但每个设备的信号收发及处理方式相同。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种基于临时无线自组网的行进设备间防碰撞检测方法，在每个行进设备上均设置无线信号收发装置，包括天线、射频收发通道、碰撞检测基带信号处理单元，通过天线接收在本设备的无线信号覆盖范围内的其他设备发射的信号数据，并通过射频收发通道传递给碰撞检测基带信号处理模块，计算形成碰撞分析与控制所需的信息数据；同时碰撞检测基带信号处理模块将本机设备的相关信息，以及接收到的其他设备发送的信息打包经天线发送出去。本发明采用临时自组网的方式，使每个行进设备可接受与其中间有间隔的其他设备的状态信息，因此可调高防碰撞分析的预见性。

技术研发人员：杨沐
受保护的技术使用者：北京航天华腾科技有限公司
技术研发日：2018.12.13
技术公布日：2019.05.10