本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，具體涉及一種用于硬件區(qū)域的智能防碰撞管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在各類硬件設(shè)備密集的區(qū)域，如工廠車間、物流倉(cāng)儲(chǔ)中心等，硬件設(shè)備之間的碰撞事故頻繁發(fā)生，這不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞、生產(chǎn)中斷，增加運(yùn)營(yíng)成本，還可能對(duì)工作人員的生命安全造成嚴(yán)重威脅?，F(xiàn)有的防碰撞措施大多效果有限，智能化程度低，無(wú)法滿足復(fù)雜硬件區(qū)域的高效安全管理需求。因此，迫切需要一種創(chuàng)新的智能防碰撞管理系統(tǒng)來(lái)解決這些問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種高效、精準(zhǔn)、可靠的智能防碰撞管理系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)硬件設(shè)備的狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)，準(zhǔn)確評(píng)估碰撞風(fēng)險(xiǎn)，并及時(shí)采取有效的避讓措施和應(yīng)急處理，以最大程度地保障硬件設(shè)備和人員的安全。

2、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種用于硬件區(qū)域的智能防碰撞管理系統(tǒng)，包括接收單元、處理單元、分析單元、判斷單元、執(zhí)行單元和應(yīng)急單元；

3、所述接收單元用于接收硬件區(qū)域內(nèi)各類傳感器的數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行初步整理和編碼后得到融合信號(hào)，隨后將融合信號(hào)傳輸至處理單元；

4、所述處理單元采用特定的數(shù)據(jù)處理算法對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度處理及數(shù)據(jù)融合，并將結(jié)果傳輸至分析單元；

5、所述分析單元依據(jù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和路徑規(guī)劃分析，并將分析結(jié)果傳送至判斷單元；

6、所述判斷單元根據(jù)分析結(jié)果做出決策判斷，確定是否需要采取避讓措施以及在多設(shè)備存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)設(shè)定優(yōu)先級(jí)，生成決策結(jié)果；

7、所述執(zhí)行單元根據(jù)判斷單元的決策結(jié)果生成控制指令并驅(qū)動(dòng)硬件設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)操作；

8、所述應(yīng)急單元在碰撞風(fēng)險(xiǎn)極高且系統(tǒng)故障的情況下，能迅速啟動(dòng)獨(dú)立的應(yīng)急處理機(jī)制用于保障硬件設(shè)備及人員安全。

9、優(yōu)選的，所述接收單元中的傳感器包括距離傳感器、位置傳感器和加速度傳感器，距離傳感器采用紅外線或超聲波技術(shù)，監(jiān)測(cè)頻率不低于每秒2000次，所述位置傳感器包括由光電編碼器和光電位移傳感器為一組的綜合位置傳感器。

10、優(yōu)選的，所述處理單元運(yùn)用卡爾曼濾波算法對(duì)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，并采用特定的數(shù)據(jù)融合算法將不同類型傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次融合，根據(jù)不同傳感器的精度和可靠性賦予相應(yīng)權(quán)重。

11、優(yōu)選的，所述分析單元通過(guò)建立碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型，結(jié)合設(shè)備的速度、距離、加速度參數(shù)以及歷史碰撞數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練，計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指數(shù)和等級(jí)，得到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，具體分級(jí)方法如下：

12、設(shè)定速度安全閾值范圍s1；

13、速度參數(shù)：一級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)多個(gè)硬件設(shè)備相對(duì)速度s'1＞1.5s1，二級(jí)中風(fēng)險(xiǎn)，相對(duì)速度1.2s1≤s”1≤1.5s1，三級(jí)低風(fēng)險(xiǎn)，相對(duì)速度s1＜s”'1＜1.2s1，單位米/秒，輸出速度危險(xiǎn)指數(shù)v；

14、設(shè)定距離安全閾值范圍s2；

15、距離參數(shù)：三級(jí)低風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)多個(gè)硬件設(shè)備直線距離s'2＞1.5s2，二級(jí)中風(fēng)險(xiǎn)，直線距離s2≤s”2≤1.5s2，一級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)，直線距離s'2＜s2單位厘米，輸出距離危險(xiǎn)指數(shù)l；

16、設(shè)定加速度安全閾值范圍s3；

17、加速度參數(shù)：一級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)單個(gè)硬件設(shè)備加速度s'3＞1.5s3，二級(jí)中風(fēng)險(xiǎn)1.2s3≤s”3≤1.5s3，三級(jí)低風(fēng)險(xiǎn)1.2s3≤s”3≤1.5s3，單位米每二次方秒，輸出加速度危險(xiǎn)指數(shù)α；

18、若v、l和α均為一級(jí)高風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果為緊急，若v、l和α中任意兩個(gè)為高風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果為危險(xiǎn)，若v、l和α中任意一個(gè)為高風(fēng)險(xiǎn)，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果為一般，除上述三種情況外，剩余均為可控參數(shù)，默認(rèn)低危風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果；

19、基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型運(yùn)用路徑規(guī)劃算法，在考慮硬件區(qū)域地形和障礙物因素基礎(chǔ)上計(jì)算最優(yōu)避讓路徑，得到路徑規(guī)劃建議；根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中積累的數(shù)據(jù)和反饋信息，不斷優(yōu)化碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型和路徑規(guī)劃算法，提高系統(tǒng)的性能和準(zhǔn)確性。

20、加強(qiáng)與其他設(shè)備管理系統(tǒng)的集成和協(xié)作，實(shí)現(xiàn)信息共享和協(xié)同工作，提高整個(gè)硬件區(qū)域的管理水平。

21、優(yōu)選的，所述判斷單元根據(jù)碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果和路徑規(guī)劃建議做出決策判斷，在多個(gè)設(shè)備同時(shí)存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)根據(jù)設(shè)備重要性和緊急程度設(shè)定優(yōu)先級(jí)。

22、優(yōu)選的，所述執(zhí)行單元生成包括加速、減速、停止和轉(zhuǎn)向操作的控制指令，并通過(guò)與硬件設(shè)備控制系統(tǒng)連接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)操作。

23、優(yōu)選的，所述應(yīng)急單元具備獨(dú)立的電源和控制系統(tǒng)，在緊急情況下能迅速發(fā)出警報(bào)并采取緊急制動(dòng)、啟動(dòng)安全防護(hù)裝置的應(yīng)急措施。

24、優(yōu)選的，所述光電編碼器由碼盤(pán)和光電檢測(cè)裝置組成，碼盤(pán)上有規(guī)則排列的透光和不透光區(qū)域，當(dāng)碼盤(pán)隨著被測(cè)物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光電檢測(cè)裝置即光電二極管會(huì)接收到透過(guò)碼盤(pán)的光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，根據(jù)光信號(hào)的變化規(guī)律，可以確定碼盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度和位移量，從而得到物體的位置信息；

25、所述光電位移傳感器由一個(gè)光源、一個(gè)光探測(cè)器和一個(gè)反射面組成，光源發(fā)出的光照射到反射面上，然后被反射回來(lái)，光探測(cè)器接收反射光，當(dāng)反射面的位置發(fā)生變化時(shí)，反射光的強(qiáng)度、角度或時(shí)間等參數(shù)也會(huì)隨之改變，通過(guò)測(cè)量這些參數(shù)的變化，就可以計(jì)算出反射面，即被測(cè)物體的位移量。

26、本發(fā)明的有益效果如下：

27、提高安全性：通過(guò)多維度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及應(yīng)對(duì)措施，有效降低了碰撞事故的發(fā)生概率，為硬件設(shè)備和人員提供了可靠的安全保障。

28、保障生產(chǎn)連續(xù)性：減少因碰撞導(dǎo)致的設(shè)備損壞和生產(chǎn)中斷，提高了硬件設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，有利于保障生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。

29、智能化管理：實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)、分析和決策，減少了對(duì)人工干預(yù)的依賴，提高了管理效率和精度。

30、適應(yīng)性強(qiáng)：能夠適應(yīng)不同類型的硬件區(qū)域和設(shè)備，具有廣泛的應(yīng)用前景

技術(shù)特征：

1.一種用于硬件區(qū)域的智能防碰撞管理系統(tǒng)，其特征在于，包括接收單元、處理單元、分析單元、判斷單元、執(zhí)行單元和應(yīng)急單元；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于硬件區(qū)域的智能防碰撞管理系統(tǒng)，其特征在于：所述接收單元中的傳感器包括距離傳感器、位置傳感器和加速度傳感器，距離傳感器采用紅外線或超聲波技術(shù)，監(jiān)測(cè)頻率不低于每秒2000次，所述位置傳感器包括由光電編碼器和光電位移傳感器為一組的綜合位置傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于硬件區(qū)域的智能防碰撞管理系統(tǒng)，其特征在于：所述處理單元運(yùn)用卡爾曼濾波算法對(duì)位置數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，并采用特定的數(shù)據(jù)融合算法將不同類型傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次融合，根據(jù)不同傳感器的精度和可靠性賦予相應(yīng)權(quán)重。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于硬件區(qū)域的智能防碰撞管理系統(tǒng)，其特征在于：所述分析單元通過(guò)建立碰撞風(fēng)險(xiǎn)模型，結(jié)合設(shè)備的速度、距離、加速度參數(shù)以及歷史碰撞數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練，計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指數(shù)和等級(jí)，得到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果，具體分級(jí)方法如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于硬件區(qū)域的智能防碰撞管理系統(tǒng)，其特征在于：所述判斷單元根據(jù)碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果和路徑規(guī)劃建議做出決策判斷，在多個(gè)設(shè)備同時(shí)存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)根據(jù)設(shè)備重要性和緊急程度設(shè)定優(yōu)先級(jí)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于硬件區(qū)域的智能防碰撞管理系統(tǒng)，其特征在于：所述執(zhí)行單元生成包括加速、減速、停止和轉(zhuǎn)向操作的控制指令，并通過(guò)與硬件設(shè)備控制系統(tǒng)連接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)操作。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于硬件區(qū)域的智能防碰撞管理系統(tǒng)，其特征在于：所述應(yīng)急單元具備獨(dú)立的電源和控制系統(tǒng)，在緊急情況下能迅速發(fā)出警報(bào)并采取緊急制動(dòng)、啟動(dòng)安全防護(hù)裝置的應(yīng)急措施。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于硬件區(qū)域的智能防碰撞管理系統(tǒng)，其特征在于：所述光電編碼器由碼盤(pán)和光電檢測(cè)裝置組成，碼盤(pán)上有規(guī)則排列的透光和不透光區(qū)域，當(dāng)碼盤(pán)隨著被測(cè)物體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，光電檢測(cè)裝置即光電二極管會(huì)接收到透過(guò)碼盤(pán)的光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，根據(jù)光信號(hào)的變化規(guī)律，可以確定碼盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度和位移量，從而得到物體的位置信息；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于硬件區(qū)域的智能防碰撞管理系統(tǒng)，包括接收單元、處理單元、分析單元、判斷單元、執(zhí)行單元和應(yīng)急單元；接收單元用于接收硬件區(qū)域內(nèi)各類傳感器的數(shù)據(jù)信息，處理單元采用特定的數(shù)據(jù)處理算法對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行深度處理及數(shù)據(jù)融合，分析單元依據(jù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和路徑規(guī)劃分析，判斷單元根據(jù)分析結(jié)果做出決策判斷，執(zhí)行單元根據(jù)判斷單元的決策結(jié)果生成控制指令并驅(qū)動(dòng)硬件設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)操作；應(yīng)急單元能迅速啟動(dòng)獨(dú)立的應(yīng)急處理機(jī)制用于保障硬件設(shè)備及人員安全，本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明通過(guò)多維度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及應(yīng)對(duì)措施，有效降低了碰撞事故的發(fā)生概率，為硬件設(shè)備和人員提供了可靠的安全保障。

技術(shù)研發(fā)人員：袁文武
受保護(hù)的技術(shù)使用者：思特為（蘇州）科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9