一種基于危險(xiǎn)系數(shù)的礦用電機(jī)車主動(dòng)避撞方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于礦用電機(jī)車的安全輔助制動(dòng)方法領(lǐng)域，具體涉及一種基于危險(xiǎn)系數(shù)的 礦用電機(jī)車主動(dòng)避撞方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著煤炭行業(yè)的蓬勃發(fā)展，與煤礦原煤生產(chǎn)息息相關(guān)的井下運(yùn)輸任務(wù)也日益繁 重，一般通過提高行車速度，或者增加運(yùn)輸車輛和車次的措施來應(yīng)對(duì)。然而，這也帶來了諸 多不利因素和安全隱患，尤其是在不負(fù)責(zé)任以及道岔錯(cuò)位、誤打切道岔，以及電機(jī)車司機(jī)注 意力不集中，反應(yīng)遲鈍，疲勞瞌睡或觀察判斷失誤等情況下，井下大巷內(nèi)電機(jī)車追尾和迎面 撞車事故時(shí)有發(fā)生，由于慣性矩巨大，尤其是迎面撞車，往往會(huì)導(dǎo)致非常嚴(yán)重的后果。
[0003] 從20世紀(jì)90年代的美國AHS(AutomatedHighwaySystem)項(xiàng)目開始，國內(nèi)外開 始廣泛關(guān)注主動(dòng)避撞系統(tǒng)的開發(fā)，重點(diǎn)是安全距離模型設(shè)計(jì)。具有代表性的模型如MAZDA 模型、HONDA模型、伯克利模型、Jaguar模型和NHSTA模型相繼被提出。其中美國高速公路 安全署（NationalHighwayTransportationSafetyAdministration)的NHSTA模型性能 最好，但報(bào)警精確度僅為23%，因此現(xiàn)有模型仍有很大的改進(jìn)空間。
[0004]在緊急制動(dòng)時(shí)，不同駕駛員的反應(yīng)時(shí)間具有差異性，主動(dòng)避撞系統(tǒng)在響應(yīng)時(shí)間上 很難做出權(quán)衡：一方面要考慮到駕駛員接受和處理信息的能力，避免過早報(bào)警，以免造成嚴(yán) 重的視覺干擾和聽覺干擾，以及引起不必要的慌張；另一方面，要考慮到電機(jī)車制動(dòng)能力， 避免介入過晚，以保證駕駛員具有足夠的反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)保證具有足夠的制動(dòng)安全距離。主 動(dòng)避撞系統(tǒng)必須對(duì)駕駛員行為的因素予以考慮，同時(shí)具備合理的結(jié)構(gòu)、更好的避撞算法，這 樣才能更容易被接收。
[0005] 因此，井下電機(jī)車主動(dòng)避撞方法的研宄應(yīng)用成為煤礦工作的一項(xiàng)重要而迫切的任 務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于危險(xiǎn)系數(shù)的礦用電 機(jī)車主動(dòng)避撞方法，設(shè)計(jì)合理，根據(jù)當(dāng)前行駛速度與跟車距離，計(jì)算所需要的制動(dòng)安全距離 和危險(xiǎn)系數(shù)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)報(bào)警與制動(dòng)，可以大大降低電機(jī)車追尾或迎面撞車的可能性，為井下 安全生產(chǎn)提供了保障，同時(shí)，保證了司機(jī)控制的優(yōu)先權(quán)，適合在煤礦井下進(jìn)行推廣。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0008] 包括：傳感器、中央處理器單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)；
[0009] 所述傳感器包括光電編碼盤傳感器和紅外線距離傳感器；
[0010] 所述傳感器采集信息，將采集到的信息傳送給所述中央處理器單元進(jìn)行處理，所 述中央處理器單元處理后，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作；
[0011] 具體步驟：
[0012] 步驟1 :對(duì)電機(jī)車當(dāng)前運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行采集，包括運(yùn)行速度、與前方障礙物的距離、 時(shí)間，獲取運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0013] 步驟2 :根據(jù)采集到的電機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算電機(jī)車可能發(fā)生碰撞事故的危 險(xiǎn)系數(shù)，判斷電機(jī)車當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下的安全性，并計(jì)算出危險(xiǎn)等級(jí)；
[0014] 步驟3 :根據(jù)危險(xiǎn)等級(jí)，將發(fā)出不同級(jí)別的聲、光報(bào)警信號(hào)以及相應(yīng)的制動(dòng)信號(hào)；
[0015] 步驟4 :之后重復(fù)步驟1。
[0016] 優(yōu)選地，在步驟2中，危險(xiǎn)系數(shù)為e，危險(xiǎn)系數(shù)e的計(jì)算公式表示為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于危險(xiǎn)系數(shù)的礦用電機(jī)車主動(dòng)避撞方法，其特征在于： 包括：傳感器、中央處理器單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)； 所述傳感器包括光電編碼盤傳感器和紅外線距離傳感器； 所述傳感器采集信息，將采集到的信息傳送給所述中央處理器單元進(jìn)行處理，所述中 央處理器單元處理后，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作； 具體步驟： 步驟1:對(duì)電機(jī)車當(dāng)前運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行采集，包括運(yùn)行速度、與前方障礙物的距離、時(shí)間， 獲取運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)； 步驟2 :根據(jù)采集到的電機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算電機(jī)車可能發(fā)生碰撞事故的危險(xiǎn)系 數(shù)，判斷電機(jī)車當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下的安全性，并計(jì)算出危險(xiǎn)等級(jí)； 步驟3 :根據(jù)危險(xiǎn)等級(jí)，將發(fā)出不同級(jí)別的聲、光報(bào)警信號(hào)以及相應(yīng)的制動(dòng)信號(hào)； 步驟4:之后重復(fù)步驟1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于危險(xiǎn)系數(shù)的礦用電機(jī)車主動(dòng)避撞方法，其特征在于：在 步驟2中，危險(xiǎn)系數(shù)為e，危險(xiǎn)系數(shù)e的計(jì)算公式表示為
其中，d為與前方障礙物的實(shí)際距離，dw為安全距離、為制動(dòng)安全距離，ksS設(shè)定的 制動(dòng)安全系數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于危險(xiǎn)系數(shù)的礦用電機(jī)車主動(dòng)避撞方法，其特征在于：在 步驟2中，dw為安全距離、db^3制動(dòng)安全距離，其計(jì)算公式表示為
其中，u。和別為電機(jī)車與前方障礙物的速度；th為駕駛員的反應(yīng)時(shí)間，為設(shè)定 值；tTS避撞系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，為系統(tǒng)調(diào)試設(shè)定值；f(y)為摩擦系數(shù)y的摩擦權(quán)重函數(shù)， 根據(jù)工況進(jìn)行設(shè)定；a_為在正常工作條件，制動(dòng)時(shí)能達(dá)到的最大減速度，根據(jù)工況進(jìn)行設(shè) 定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于危險(xiǎn)系數(shù)的礦用電機(jī)車主動(dòng)避撞方法，其特征在于：在 步驟2中，和uP分別為電機(jī)車與前方障礙物的速度，其計(jì)算公式表示為
其中，\為電機(jī)車的速度，L(t)為電機(jī)車與前障礙物的距離，利用光電編碼盤傳感器、 紅外線距離傳感器即可獲取。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于危險(xiǎn)系數(shù)的礦用電機(jī)車主動(dòng)避撞方法，屬于礦用電機(jī)車安全輔助制動(dòng)方法領(lǐng)域，對(duì)電機(jī)車當(dāng)前運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行采集，獲取運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；根據(jù)采集到的電機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算電機(jī)車可能發(fā)生碰撞事故的危險(xiǎn)系數(shù)，并計(jì)算出危險(xiǎn)等級(jí)；根據(jù)危險(xiǎn)等級(jí)，將發(fā)出不同級(jí)別的聲、光報(bào)警信號(hào)以及相應(yīng)的制動(dòng)信號(hào)；之后重復(fù)采集電機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，根據(jù)當(dāng)前行駛速度與跟車距離，計(jì)算所需要的制動(dòng)安全距離和危險(xiǎn)系數(shù)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)報(bào)警與制動(dòng)，可以大大降低電機(jī)車追尾或迎面撞車的可能性，為井下安全生產(chǎn)提供了保障，同時(shí)，保證了司機(jī)控制的優(yōu)先權(quán)，適合在煤礦井下進(jìn)行推廣。
【IPC分類】B60R21-0132, B60T7-12, B60R21-0134, B60Q9-00
【公開號(hào)】CN104553990
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410719463
【發(fā)明人】朱高鵬, 李攀攀, 孫朝陽, 劉青, 鞠彬, 齊輝, 張玉龍, 李希治, 劉亮, 周玉志, 郭云東
【申請(qǐng)人】山東科技大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月1日