具有辅助防碰撞系统的除冰车及防碰撞方法与流程

本发明涉及空港地面服务设备技术领域，具体而言，涉及一种具有辅助防碰撞系统的除冰车及防碰撞方法。

背景技术：

航空地面除冰移动设备是寒冷地区机场及航空公司必备的飞机运行安全保障车辆之一。一旦遇到雨雪霜冻等恶劣天气，飞机表面就出现结冰霜冻情况，为保证飞行安全就必须要求飞机在起飞前进行除冰作业。在进行除冰作业的过程中除冰设备虽然会与飞机存在一定的作业距离，但是难以避免的会因为操作者操作不当、外界恶劣环境影响视线等原因导致除冰设备与飞机发生剐蹭事故。本领域技术人员为了避免这种问题的发生，采用在高空作业舱安装超声波或者行程触须开关用于检测障碍物的方式，但是这种简单的保护措施并不能有效的保证除冰设备与飞机之间的安全距离，不能彻底解决除冰设备与飞机剐蹭的问题，而且外界环境对于超声波的检测存在一定的影响，尤其是雨雪霜冻等恶劣天气，会导致误报警的现象。

技术实现要素：

本发明就是要解决现有采用超声波或者行程触须开关检测障碍物的方式不能彻底避免除冰设备与飞机剐蹭的技术问题，提供一种多传感器检测、多摄像头辅助、配合显示器flash动画实时姿态显示用于控制除冰设备在进行除冰作业时与飞行器保持一定的安全距离，有效防止碰撞的具有辅助防碰撞系统的除冰车及防碰撞方法。

本发明提供的具有辅助防碰撞系统的除冰车，包括除冰车，除冰车设有车头、臂架、水炮，除冰车还包括控制器、显示单元、主臂倾角传感器、折臂倾角传感器、第一测距传感器、第二测距传感器、第三测距传感器，主臂倾角传感器与臂架的主臂连接，折臂倾角传感器与臂架的折臂连接，

第一测距传感器与水炮的前端连接，第二测距传感器与车头连接，第三测距传感器与臂架的折臂连接。

优选地，除冰车的底前端、后端、左侧以及右侧分别连接有广角鱼眼摄像头。

本发明还提供一种应用具有辅助防碰撞系统的除冰车的防碰撞方法，除冰车向飞机方向移动，当第一测距传感器检测到臂架与障碍物之间距离小于第一阈值时，控制器指令臂架动作减慢，当第一测距传感器检测臂架与障碍物之间的距离小于第二阈值时，控制器指令臂架动作停止；

当第二测距传感器检测到车头与障碍物之间的距离小于第一阈值时，控制器指令除冰车减速，当第二测距传感器检测到车头距离障碍物之间的距离小于第二阈值时，控制器指令除冰车停止前行；

当第三测距传感器检测到臂架与其下方障碍物之间的距离小于第一阈值时，控制器指令臂架减慢动作。

本发明的有益效果是，有效的改善了目前航空地面除冰移动设备作业时碰撞事故的发生，多方位的辅助监控为操作者提供了更加广阔的视野，使其操作效率大大提高。

本发明进一步的特征和方面，将在以下参考附图的具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。

附图说明

图1是除冰车的结构示意图；

图2是图1所示除冰车的俯视图；

图3是除冰车处于工作状态的结构示意图；

图4是除冰车的仰视图；

图5是除冰车靠近飞机的示意图；

图6是除冰车距离飞机三米位置的示意图；

图7是除冰车距离飞机一米位置的示意；

图8是辅助防碰撞系统的架构图；

图9是辅助防碰撞方法的流程图。

图中符号说明：

1.除冰车；2.转台编码器，3.主臂倾角传感器，4.内臂拉线传感器，5.折臂倾角传感器；6.第三测距传感器，7.舱体编码器，8.位置传感器，9.第一测距传感器，10.舱体下端监控系统，11.臂架末端摄像头，12.主臂落到位传感器，13.第二测距传感器，14.折臂落到位传感器。

具体实施方式

以下参照附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1-8所示，臂架状态采集部分主要是为了将臂架的动作参数数字化，主臂倾角传感器3安装在臂架的主臂位置上，折臂倾角传感器5安装在臂架的折臂位置上，通过主臂倾角传感器3和折臂倾角传感器5可以采集出臂架实时的角度值。内臂拉线传感器4安装在主臂位置上，内臂拉线传感器4用于采集臂架主臂内臂的长度值。转台编码器2安装在回转体位置上，转台编码器2可以采集臂架旋转的角度值。经过臂架初始参数的设定与采集参数的测量可以将臂架的参数及位置通过动画显示在显示器中，为操作者提供一个实时的臂架姿态，方便操作者在使用除冰设备时对自己所在高空的位置有一个直观的了解。

舱体编码器7安装在工作舱舱体摆动油缸上，舱体编码器7的作用是用于检测舱体摆动角度。位置传感器8安装在工作舱的舱门上，用于检测舱门的位置状态。

第一测距传感器9安装在水炮前端的位置，第一测距传感器9是辅助防碰撞系统的主要检测单元，其对安装位置与障碍物之间的距离检测能够在空间上在臂架周围形成一个保护范围，当第一测距传感器9检测到臂架与障碍物之间存在小于3米(第一阈值)的距离时会根据控制器指令控制臂架比例阀，使臂架对应动作减慢，当检测到距离障碍物小于1米(第二阈值)的距离时，臂架动作会立即锁定无法动作，只有当操作者确认周围障碍物移除并且通过手动强制按钮解除锁定臂架才能继续动作。第一测距传感器具体可以采用超声波传感器或毫米波雷达。

第二测距传感器13安装在除冰车的车头的前端的位置，当第二测距传感器13检测到车头与障碍物之间存在小于3米(第一阈值c)的距离时会根据控制器指令控制底盘液力行走装置线性减速，当检测到距离障碍物小于1米(第二阈值d)的距离时，底盘前行动作会立即锁定无法继续前行，只有当操作者确认保护范围内障碍物移除并且使用强制行走按键复位底盘行走功能才能解除锁定。第二测距传感器具体可以采用超声波传感器或毫米波雷达。

第三测距传感器6安装在除冰车折臂下端位置处，当第三测距传感器6检测到折臂与其下端障碍物之间的距离检测能够在空间上在折臂臂架下端周围形成一个保护范围，当第三测距传感器检测到臂架与障碍物之间存在小于3米(第一阈值e)的距离时会根据控制器指令控制臂架比例阀，使臂架对应动作减慢，当检测到距离障碍物小于1米(第二阈值f)的距离时，臂架动作会立即锁定无法动作，只有当操作者确认周围障碍物移除并且通过手动强制按钮解除锁定臂架才能继续动作。第三测距传感器具体可以采用超声波传感器或毫米波雷达。

臂架的动作是通过手柄控制的，操作者根据实际动作需要通过手柄控制臂架动作方向及快慢，控制器根据手柄的输入值的大小并根据臂架上的主臂倾角传感器3、内臂拉线传感器4和折臂倾角传感器5检测到臂架位置及测距传感器检测距离障碍物的距离经过算法处理控制比例阀开度使臂架动作形成闭环控制。

位置检测采集部分，本发明辅助防碰撞系统中使用行程开关及接近开关用来作为臂架极限位置状态的检测，用于检测主臂回落的主臂落到位传感器12安装在落回托架上(该传感器使用的是接近开关)。用于检测折臂回落的折臂落到位传感器14安装在除冰车的车头位置(该传感器使用的是接近开关)。主臂旋转中位检测传感器安装在传台回转体上，传感器的被检测端固定在车顶不动。内臂缩回到位检测传感器安装在臂架的主臂上，这些位置检测传感器的信号被采集到控制器然后通过逻辑控制保护极限位置的臂架动作，并在显示器提供指示灯状态显示。位置传感器8安装在舱门处，用来检测舱门未关闭状态。

在本发明辅助防碰撞系统的作用下，除冰车动作的最终执行机构是液压比例阀，控制器根据采集到的手柄信号、臂架状态信号、距离检测信号经过算法处理将最终计算得到的比例输出信号输出到比例阀电磁线圈控制阀芯开度，从而控制动作速度的快慢。还设置语音报警输出单元，语音报警输出单元为辅助防碰撞系统提供语音报警功能，当臂架出现禁止动作、传感器出现故障或者总线通讯出现故障后，语音报警都会根据当前报警状态播报出原因，为操作者提供语音操作支持。

还可以设置显示单元，在除冰车的工作舱中安装了一个用于显示除冰车信息的工程机械专用显示器，臂架动作姿态及参数、除冰加热设备工作状态、辅助防碰撞检测参数、监控界面、报警信息、参数设置、端口监控、系统设置等都在该显示器中显示，作为人机界面，为操作者提供了丰富的参数及重要信息。操作者可以在工作舱了解整个除冰设备的所有状态参数。由于各个机场及航空公司在使用除冰设备过程中存在些许差异，对臂架速度有不同的要求，同时考虑到工作时间会对比例阀有一定的疲劳损耗，整个设备的所有参数都可以通过显示器进行调整，当然调整界面有密码保护，只能专业人员进行调整。保证每一套航空地面除冰移动设备辅助防碰撞系统都以最优参数状态工作。

还可以设置监控系统，监控系统分为三个部分，分别是底盘360°全景影像系统、臂架整体影像系统、工作舱底部上帝视角系统。

关于底盘360°全景影像系统，在除冰车底盘前端、后端、左侧以及右侧分别安装了广角鱼眼摄像头15-3、广角鱼眼摄像头15-1、广角鱼眼摄像头15-2、广角鱼眼摄像头15-4，经过全景影像系统控制器软件标定缝合，将底盘周围影像经过处理在驾驶室显示器上显示出一个上帝视角的全景影像，为底盘周围提供了一个无死角监控区域，有效的为驾驶人员提供了全面的操作视角，为驾驶人员提供了底盘辅助防碰撞视野。

关于臂架整体影像系统，为臂架操作者提供从臂架根部沿臂架方向的整体臂架影像(臂架末端摄像头11安装于臂架根部)，使操作者在工作舱作业时能够清晰的看到自己后部的视野，并且该影像头与臂架动作互联，当臂架有下降动作时，影像系统自动启动显示在参数显示器上，主动为操作者提供盲区影像。

关于工作舱底部上帝视角系统，工作舱底部上帝视角系统是为高空工作舱提供底部盲区视角的影像系统，该影像系统使用了一个广角的鱼眼摄像头前后180°、左右110°具有独立的显示器(安装于除冰车舱体下端10位置)，当操作者在工作舱进行操作时通过该显示器可以看到

从前端水炮到整个除冰设备后端的所有影像，就像坐在一个透明的工作舱一样的效果。

以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡是在本发明的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本发明的保护范围之内。