专利名称:工程机械用全景监控系统的制作方法
技术领域:
本实用新型属于监控系统技术领域,尤其是涉及一种工程机械用全景监控系统。
背景技术:
工程机械是我国装备工业的重要组成部分。广泛地应用于国防建设工程、交通运输建设、能源工业建设和生产、矿山等原材料工业建设和生产、农林水利建设、工业与民用建筑、城市建设、环境保护等领域。工程机械施工时,驾驶员在驾驶室内既要进行施工操作,又要兼顾工程机械行走的路面前后左右是否有障碍物、距离障碍物有多远、如何躲避障碍物等,驾驶难度高,长时间驾驶劳动强度高,容易产生疲劳,也经常会由于操作疏忽或视角遮挡而引起施工安全事故。现有技术中还没有适用于工程机械的全景监控系统,方便驾驶员实时观察工程机械行走的路面状况并降低驾驶难度。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种工程机械用全景监控系统,其设计新颖合理,实现方便,功能完备,智能化程度高,能够保证施工质量,提高作业效率,降低安全事故的发生率,降低驾驶员的劳动强度,实用性强,使用效果好,便于推广使用。为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是一种工程机械用全景监控系统,其特征在于包括用于拍摄工程机械四周区域路面图像的多个摄像装置、与多个所述摄像装置相接并用于将摄像装置所拍摄到的路面图像模拟信号转换成数字信号的视频采集卡、与视频采集卡相接并用于将视频采集卡所输出的数字信号压缩编码成数字视频的处理器和与处理器相接并用于显示工程机械四周全景图像及路面状况的显示装置。上述的工程机械用全景监控系统,其特征在于还包括用于测量工程机械与四周区域路面障碍物距离的多个距离传感器和与所述多个距离传感器相接的距离数据采集卡。上述的工程机械用全景监控系统,其特征在于所述距离传感器为超声波距离传感器。上述的工程机械用全景监控系统,其特征在于还包括与处理器相接并用于对路面障碍物状况进行分级报警的分级报警器。上述的工程机械用全景监控系统,其特征在于还包括用于定位工程机械当前位置的GPS导航仪。上述的工程机械用全景监控系统,其特征在于还包括与处理器相接并用于对工程机械的行驶速度和作业速度进行调节的调速器。上述的工程机械用全景监控系统,其特征在于还包括与处理器相接的数据存储
O上述的工程机械用全景监控系统,其特征在于所述摄像装置为多个且分别为安装在工程机械前端的前摄像头、安装在工程机械后端的后摄像头、安装在工程机械左端的左摄像头、安装在工程机械右端的右摄像头。上述的工程机械用全景监控系统,其特征在于所述处理器为工控机,所述显示装置为工业液晶显示器,所述数据存储器为硬盘。上述的工程机械用全景监控系统,其特征在于所述距离传感器为多个且分别为安装在工程机械前端的前距离传感器、安装在工程机械后端的后距离传感器、安装在工程机械左端的左距离传感器、安装在工程机械右端的右距离传感器;所述前距离传感器、后距离传感器、左距离传感器和右距离传感器均通过CAN总线与距离数据采集卡相接。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、本实用新型采用模块化、集成化的设计,实现了对工程机械四周区域路面状况的全景监控,设计新颖合理,实现方便。2、在工程机械上安装本实用新型后,操作人员可以在驾驶室内根据显示装置上的画面显示,方便地进行障碍物躲避并完成施工操作,使用方便可靠,能够保证施工质量,降低安全事故的发生率,降低驾驶员的劳动强度。3、本实用新型设计实现了分级报警器和调速器,能够在路面出现障碍物时,一方面控制分级报警器发出报警信号,使得人员及动物听到、看到报警信号可以及时躲避;另一方面控制调速器进行调速,使工程机械或其工作装置减速或停止动作,降低安全事故的发生率;本实用新型的功能完备,智能化程度高。4、本实用新型中设计实现了数据存储器,用于对摄像装置所拍摄的路面图像和距离传感器所测量的工程机械与四周区域路面障碍物距离进行存储,便于施工完成后对工程机械作业质量进行评估,对工程机械性能进行改进。5、本实用新型中的距离传感器通过CAN总线与距离数据采集卡相接,能够避免工程机械振动对数据传输的影响,减小数据传输误差,很好地保证数据传输质量。6、本实用新型的实用性强,使用效果好,便于推广使用。综上所述,本实用新型设计新颖合理,实现方便,功能完备,智能化程度高,能够保证施工质量,提高作业效率,降低安全事故的发生率,降低驾驶员的劳动强度,实用性强,使用效果好,便于推广使用。下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的电路原理框图。附图标记说明1-1 一前摄像头; 1-4 一右摄像头; 4 一显示装置; 5-3—左前距离传感器; 7—分级报警器; IO-GPS导航仪。
说明书
1-2—后摄像头;
2—视频釆集卡;
5-1—前距离传感器; 5-4—左后距离传感器; 8—调速器;
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1-3—左摄像头; 3—处理器;
5-2—后距离传感器;
6—距离数据釆集卡; 9 一数据存储器;
具体实施方式
如图1所示,本实用新型包括用于拍摄工程机械四周区域路面图像的多个摄像装置、与多个所述摄像装置相接并用于将摄像装置所拍摄到的路面图像模拟信号转换成数字信号的视频采集卡2、与视频采集卡2相接并用于将视频采集卡2所输出的数字信号压缩编码成数字视频的处理器3和与处理器3相接并用于显示工程机械四周全景图像及路面状况的显示装置4。如图1所示,本实施例中,本实用新型还包括用于测量工程机械与四周区域路面障碍物距离的多个距离传感器和与多个所述距离传感器相接的距离数据采集卡6。所述距离传感器为超声波距离传感器。本实用新型还包括与处理器3相接并用于对路面障碍物状况进行分级报警的分级报警器7,所述分级报警器7为声光报警器。本实用新型还包括用于定位工程机械当前位置的GPS导航仪10。本实用新型还包括与处理器3相接并用于对工程机械的行驶速度和作业速度进行调节的调速器8。本实用新型还包括与处理器3相接的数据存储器9,用于对摄像装置所拍摄的路面图像和距离传感器所测量的工程机械与四周区域路面障碍物距离进行存储,便于施工完成后对工程机械作业质量进行评估,对工程机械性能进行改进。如图1所示,本实施例中,所述摄像装置为四个且分别为安装在工程机械前端的前摄像头1-1、安装在工程机械后端的后摄像头1-2、安装在工程机械左端的左摄像头1-3 和安装在工程机械右端的右摄像头1-4。所述处理器3为工控机,所述显示装置4为带有人工输入模块的工业液晶显示器,所述数据存储器9为硬盘,通过人工输入模块可以对工控机进行人工输入参数,且其优先权高于分级报警器7和调速器8,即当机器遇到障碍物时, 如果驾驶员已经做出了相应的操作,则可以通过该人工输入模块向处理器3发出信号使其取消对分级报警器7和调速器8的控制命令。所述距离传感器为四个且分别为安装在工程机械前端的前距离传感器5-1、安装在工程机械后端的后距离传感器5-2、安装在工程机械左端的左距离传感器5-3和安装在工程机械右端的右距离传感器5-4 ;所述前距离传感器 5-1、后距离传感器5-2、左距离传感器5-3和右距离传感器5-4均通过CAN总线与距离数据采集卡6相接,能够避免工程机械振动对数据传输的影响,减小数据传输误差,很好地保证数据传输质量。本实用新型的工作原理及工作过程是[0031]1、多个摄像装置将拍摄到的工程机械四周区域路面图像输出到视频采集卡2中, 视频采集卡2将摄像装置所拍摄到的路面图像模拟信号转换成数字信号并传输给处理器 3,处理器3将视频采集卡2所输出的数字信号压缩编码成数字视频并传输给显示装置4进行显示,显示装置4中呈现的画面是两个灰度不相重合的前景和背景,背景画面是在显示装置4中心呈现一个工程机械(该图像可以是拍摄的同款工程机械或是其它网上的同款工程机械图片通过数据端口送到处理器3中,经过处理作为显示装置4的背景画面),且始终保持背景不变,显示装置4中显示的前景是由摄像装置输入的图像,通过处理器3的图像编辑处理使其分成多个画面,分别对应着工程机械上的前摄像头1-1、后摄像头1-2、左摄像头1-3和右摄像头1-4,且显示装置4中的画面可以根据人机结合的舒适性进行合理的分块呈现,使驾驶员能更舒适更容易地辨别工程机械各个方向的环境。2、多个距离传感器实时检测工程机械与四周区域路面障碍物距离并将所检测到的数据输出给距离数据采集卡6,距离数据采集卡6接收多个距离传感器所输出的信号并进行滤波、放大、A/D转换等处理后输出给处理器3,处理器3接收距离数据采集卡6所输出的数据并对该数据进行分析处理后输出距离值给显示装置4进行显示,同时,处理器3将距离值与预定的两级安全距离值进行比较,当工程机械与障碍物距离达到一级安全值时,处理器3 —方面控制分级报警器7发出一级报警指令(短暂的闪灯报警),另一方面控制调速器8进行调速,使工程机械行驶速度或是工作装置作业速度减慢;当工程机械与障碍物距离达到二级安全值时,处理器3 —方面控制分级报警器7发出二级报警指令(急促的报警声),另一方面控制调速器8进行调速,使工程机械停止行驶或使其工作装置停止作业,降低安全事故的发生率。这里的操作是在驾驶员没有进行参数输入下自动进行的控制,如果驾驶员对于障碍物做出了相应的操作,则这里的所有控制将不执行。为了方便驾驶员的观察,处理器3和显示装置4可以均设置在工程机械的驾驶室内,并将显示装置4与驾驶员的前方视位相对应,调节到合适的角度,使得驾驶员可轻松看到显示画面,驾驶员可以根据显示装置4上的画面显示进行障碍物躲避以及施工作业,保证了施工质量,使用方便可靠,可以降低安全事故的发生率,降低驾驶员的劳动强度。另外, 将分级报警器7设置在工程机械驾驶室外上方,使得人员及动物听到、看到报警信号可以及时躲避。以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何限制,凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种工程机械用全景监控系统,其特征在于包括用于拍摄工程机械四周区域路面图像的多个摄像装置、与多个所述摄像装置相接并用于将摄像装置所拍摄到的路面图像模拟信号转换成数字信号的视频采集卡O)、与视频采集卡( 相接并用于将视频采集卡(2) 所输出的数字信号压缩编码成数字视频的处理器C3)和与处理器C3)相接并用于显示工程机械四周全景图像及路面状况的显示装置G)。
2.按照权利要求1所述的工程机械用全景监控系统,其特征在于包括用于测量工程机械与四周区域路面障碍物距离的多个距离传感器和与多个所述距离传感器相接的距离数据采集卡(6)。
3.按照权利要求2所述的工程机械用全景监控系统,其特征在于所述距离传感器为超声波距离传感器。
4.按照权利要求2所述的工程机械用全景监控系统,其特征在于包括与处理器(3) 相接并用于对路面障碍物状况进行分级报警的分级报警器(7)。
5.按照权利要求4所述的工程机械用全景监控系统,其特征在于包括用于定位工程机械当前位置的GPS导航仪(10)。
6.按照权利要求2 5中任一权利要求所述的工程机械用全景监控系统,其特征在于 包括与处理器( 相接并用于对工程机械的行驶速度和作业速度进行调节的调速器(8)。
7.按照权利要求6所述的工程机械用全景监控系统,其特征在于包括与处理器(3) 相接的数据存储器(9)。
8.按照权利要求7所述的工程机械用全景监控系统,其特征在于所述摄像装置为四个且分别为安装在工程机械前端的前摄像头(1-1)、安装在工程机械后端的后摄像头 (1-2)、安装在工程机械左端的左摄像头(1- 和安装在工程机械右端的右摄像头(1-4)。
9.按照权利要求7所述的工程机械用全景监控系统,其特征在于所述处理器(3)为工控机,所述显示装置(4)为带有人工输入模块的工业液晶显示器,所述数据存储器(9)为硬盘。
10.按照权利要求7所述的工程机械用全景监控系统,其特征在于所述距离传感器为四个且分别为安装在工程机械前端的前距离传感器(5-1)、安装在工程机械后端的后距离传感器(5-2)、安装在工程机械左端的左距离传感器(5- 和安装在工程机械右端的右距离传感器(5-4);所述前距离传感器(5-1)、后距离传感器(5-2)、左距离传感器(5-3)和右距离传感器(5-4)均通过CAN总线与距离数据采集卡(6)相接。
专利摘要本实用新型公开了一种工程机械用全景监控系统,包括用于拍摄工程机械四周区域路面图像的多个摄像装置、与多个所述摄像装置相接并用于将摄像装置所拍摄到的路面图像模拟信号转换成数字信号的视频采集卡、与视频采集卡相接并用于将视频采集卡所输出的数字信号压缩编码成数字视频的处理器和与处理器相接并用于显示工程机械四周全景图像及路面状况的显示装置。本实用新型设计新颖合理,实现方便,功能完备,智能化程度高,能够保证施工质量,提高作业效率,降低安全事故的发生率,降低驾驶员的劳动强度,实用性强,使用效果好,便于推广使用。
文档编号H04N7/18GK202334770SQ20112049794
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月4日 优先权日2011年12月4日
发明者任国涛, 冯忠绪, 刘小玲, 姚运仕, 李奇, 李彦伟, 石鑫 申请人:长安大学