一种基于图像的露天矿运输安全预警方法

摘要

一种基于图像的露天矿运输安全预警方法，属于煤矿安全与无线电通信技术领域，其特征在于是一种将CCD摄像头拍摄到的画面，无线收发模块接收到的信号，语音系统的提示报警三位一体的有机结合起来，通过单片机处理，并提取危险视觉特征，显示在驾驶室内屏幕上的基于图像的露天矿运输安全的预警方法，该方法采用实时画面显示盲区出现车辆，方便观察，避免了盲区车辆较多时，雷达点因重合而被忽视的盲区车辆。采用了语音与图像同时预警的方法，从听觉与视觉上共同对盲区出现车辆进行提示，大大提高了盲区监测的可靠性与安全性。安装便利，降低了传统预警系统的成本，可以应付各种复杂环境，并且易操作，响应时间迅速，准确率与可行性更高。

说明书

技术领域

本发明一种基于图像的露天矿运输安全预警方法，属于煤矿安全与无线电通信技术领域，具体涉及一种当重型卡车盲区出现危险源时，可以即时反馈盲区图像并进行露天矿运输安全预警的一种方法。

背景技术

由于露天矿地形复杂，开采方式主要为剥离岩石，采掘煤层，岩石回填，矿用重型卡车可以适用于各种复杂地形，并且可与电铲和挖掘机等露天矿用设备密切配合，具有运输周期短，投资少，灵活快捷，简化开采工艺等特点，因此被广泛应用于露天矿坑下运输。但重型卡车尺寸过于庞大（以小松公司生产的930E-4卡车为例，长宽高的尺寸分别为15.6m×8.7m×7.4m），导致前侧与右侧的盲区分别为8米与10米，如果在这个范围内出现车辆，驾驶室内的司机是看不到的，所以很容易发生因盲区视野而造成的大车之间相撞或大车碾压小车事故，产生财产损失甚至人员伤亡，所以，盲区的监测与预警就显得非常重要。

目前，大型露天矿在重型卡车防撞系统上采用卫星GPS与射频无线通讯技术相结合，在屏幕上呈现雷达式分布图，但这样无法识别盲区车辆的车型（例如指挥车，火药车，推土机，洒水车等）。由于屏幕太小，驾驶员在驾驶中很难顾及屏幕上的雷达点，有时盲区车辆较多，雷达点重合，驾驶员也很容易忽视看不到的车辆。这样在行驶中当盲区出现车辆时，司机无法对其进行有效地预警与防范。因盲区视野而导致的事故仍然时有发生，因此，现在迫切地需要一种即时可视、有效的图像监测预警方法的技术方案。

发明内容

本发明一种基于图像的露天矿运输安全预警方法，其目的在于：为解决上述因盲区视野而导致的矿山事故，保证矿山运输安全所提出的问题，从而提供一种将摄像头安置于卡车盲区，将盲区画面实时传输到驾驶室内的屏幕上，当无线收发模块接收到卡车盲区车辆的无线信号时，通过单片机提取盲区视觉特征并反馈到屏幕上进行提示预警，同时语音系统进行语音提示的基于图像的露天矿运输安全预警方法的技术方案。

本发明一种基于图像的露天矿运输安全预警方法，其特征在于是一种将CCD摄像头拍摄到的画面，无线收发模块接收到的信号，语音系统的提示报警三位一体的有机结合起来，通过单片机处理，并提取危险视觉特征，显示在驾驶室内屏幕上的基于图像的露天矿运输安全的预警方法，其具体方法步骤为：

1）首先将编号为第一CCD摄像头1和第二CCD摄像头2，两个CCD摄像头一同安置在卡车右侧大架上，显示屏5放置在驾驶室内左前方，将两个CCD摄像头与显示屏之间通过单片机4进行连接,然后将无线收发模块3和语音报警模块6与单片机4串行连接在一起；

2）将显示屏5的屏幕划分为Ⅰ、Ⅱ两个区域对应右侧的第一CCD摄像头1和第二CCD摄像头2，调整摄像头的位置，使其拍摄的图像完全覆盖卡车右侧盲区，将无线收发模块3的无线信号距离设定为25--35米，假设A、B两辆车均装有无线收发模块3并不间断发射无线信号，当一方的无线信号被对方车辆接收，此时判定两车的状态为危险；反之，无线收发模块3没有接收到信号时，判定车辆状态为安全；

3）通过单片机4控制两种工作状态，当车辆在安全状态中行驶时，两个CCD摄像头拍摄的盲区画面不经处理，直接实时显示在显示屏5的屏幕上；

4）当车辆运行状态为危险时，假设C车处于D车的盲区且被第一CCD摄像头1所拍摄的位置，则D车通过单片机4提取第一CCD摄像头1所拍摄图像的危险视觉特征，此时，显示屏5的屏幕上对应的Ⅰ区只呈现C车的图像，车体轮廓外的其余部分显示为空白，同时，对应区域闪烁红框，并在该区域下方实时显示两车的相对直线距离、对方车辆的速度信息以及位置信息，单片机4触发语音报警模块6的开关，语音报警模块6开启，以提示驾驶员进行预警与防范。

上述一种基于图像的露天矿运输安全预警方法，其特征在于所述的单片机4型号为C8051F005，无线收发模块3为TDX1150，语音报警模块6为ISD4004，LCD显示屏5为OCMJ4×8C ，第一CCD摄像头和第二CCD摄像头为BWTY-1106QS YJL防水夜视CCD摄像头。

本发明一种基于图像的露天矿运输安全预警方法与现有的防撞预警方法相比，本发明的优点在于:

1、采用实时画面来显示盲区出现的车辆，相比于雷达分布图更加直观，在车辆行驶过程中驾驶员更加方便观察，并且避免了盲区车辆较多时，雷达点因重合而被忽视的盲区车辆。

2、当盲区出现车辆时，危险源视觉特征提取所呈现的盲区车辆图像，不仅可以醒目清晰地提示驾驶员，而且可以从屏幕上直观地看到盲区车辆的运动趋势，从而做出相应的预警与防范。

3、采用了语音与图像同时预警的方法，从听觉与视觉上共同对盲区出现的车辆进行提示，大大提高了盲区监测的可靠性与安全性。

4、通过屏幕不仅可以观察到盲区出现的车辆，而且可以辨识出其车型，尤其当小型车辆出现在卡车盲区时，通过系统提醒，可以清楚地看到盲区危险源，减少了因盲区车型辨识不清而造成的大车碾压小车事故。

 5、整套预警系统安装便利，装置简洁，大大降低了传统预警系统的成本，可以应付各种复杂环境，并且易操作，响应时间迅速，准确率与可行性更高。

附图说明

图1基于图像的露天矿运输安全预警装置结构图，

图中标号为：1、第一CCD摄像头   2、第二CCD摄像头

3、无线收发模块      4、单片机    5、显示屏     6、语音报警模块

图2基于图像的露天矿运输安全预警方法的流程图。

具体实施方式

根据附图2的流程所示，单片机4型号为C8051F005，无线收发模块3为TDX1150，语音报警模块6为ISD4004，LCD显示屏5为OCMJ4×8C ，第一CCD摄像头1和第二CCD摄像头2为BWTY-1106QS YJL防水夜视CCD摄像头。

实施方式1

1）首先将编号为第一CCD摄像头1和第二CCD摄像头2，两个CCD摄像头一同安置在卡车右侧大架上，显示屏5放置在驾驶室内左前方，将两个CCD摄像头与显示屏之间通过单片机4进行连接,然后将无线收发模块3和语音报警模块6与单片机4串行连接在一起；

2）将显示屏5的屏幕划分为Ⅰ、Ⅱ两个区域对应右侧的第一CCD摄像头1和第二CCD摄像头2，调整摄像头的位置，使其拍摄的图像完全覆盖卡车右侧盲区，将无线收发模块3的无线信号距离设定为25米，A、B两辆车均装有无线收发模块3并不间断发射无线信号，一方发射的无线信号被对方车辆接收时，判定两车的状态为危险；反之，无线收发模块3没有接收到信号时，判定车辆状态为安全；

   3）通过单片机4控制两种工作状态，当车辆在安全状态中行驶时，两个CCD摄像头拍摄的盲区画面不经处理，直接实时显示在显示屏5的屏幕上；

4）车辆运行状态为危险时，假设C车处于D车的盲区且被第一CCD摄像头1所拍摄的位置，则D车通过单片机4提取第一CCD摄像头1所拍摄图像的危险视觉特征，此时，显示屏5的屏幕上对应的Ⅰ区只呈现C车的图像，车体轮廓外的其余部分显示为空白，同时，对应区域闪烁红框，并在该区域下方实时显示两车的相对直线距离、对方车辆的速度信息以及位置信息，单片机4触发语音报警模块6的开关，语音报警模块6开启，以提示驾驶员进行预警与防范。

实施方式2

1）首先将编号为第一CCD摄像头1和第二CCD摄像头2，两个CCD摄像头一同安置在卡车右侧大架上，显示屏5放置在驾驶室内左前方，将两个CCD摄像头与显示屏之间通过单片机4进行连接,然后将无线收发模块3和语音报警模块6与单片机4串行连接在一起；

2）将显示屏5的屏幕划分为Ⅰ、Ⅱ两个区域对应右侧的第一CCD摄像头1和第二CCD摄像头2，调整摄像头的位置，使其拍摄的图像完全覆盖卡车右侧盲区，将无线收发模块3的无线信号距离设定为35米，A、B两辆车均装有无线收发模块3并不间断发射无线信号，无线收发模块3没有接收到信号时，一方发射的无线信号被对方车辆接收时，判定两车的状态为危险；反之，无线收发模块3没有接收到信号时，判定车辆状态为安全；

3）通过单片机4控制两种工作状态，当车辆在安全状态中行驶时，两个CCD摄像头拍摄的盲区画面不经处理，直接实时显示在显示屏5的屏幕上；

4）当车辆运行状态为危险时，假设C车处于D车的盲区且被第一CCD摄像头1所拍摄的位置，则D车通过单片机提取第一CCD摄像头1所拍摄图像的危险视觉特征，此时，显示屏5的屏幕上对应的Ⅰ区只呈现C车的图像，车体轮廓外的其余部分显示为空白，同时，对应区域闪烁红框，并在该区域下方实时显示两车的相对直线距离、对方车辆的速度信息以及位置信息，单片机4触发语音报警模块6的开关，语音报警模块6开启，以提示驾驶员进行预警与防范。

实施方式3

1）首先将编号为第一CCD摄像头1和第二CCD摄像头2，两个CCD摄像头一同安置在卡车右侧大架上，显示屏5放置在驾驶室内左前方，将两个CCD摄像头与显示屏之间通过单片机4进行连接,然后将无线收发模块3和语音报警模块6与单片机4串行连接在一起；

2）将显示屏5的屏幕划分为Ⅰ、Ⅱ两个区域对应右侧的第一CCD摄像头1和第二CCD摄像头2，调整摄像头的位置，使其拍摄的图像完全覆盖卡车右侧盲区，将无线收发模块3的无线信号距离设定为30米，假设A、B两辆车均装有无线收发模块3并不间断发射无线信号，当一方发射的无线信号被对方车辆接收，此时判定两车的状态为危险；反之，无线收发模块3没有接收到信号时，判定车辆状态为安全；

3）通过单片机4控制两种工作状态，当车辆在安全状态中行驶时，两个CCD摄像头拍摄的盲区画面不经处理，直接实时显示在显示屏5的屏幕上；

4）当车辆运行状态为危险时，假设C车处于D车的盲区且被第一CCD摄像头1所拍摄的位置，则D车通过单片机提取第一CCD摄像头1所拍摄图像的危险视觉特征，此时，显示屏5的屏幕上对应的Ⅰ区只呈现C车的图像，车体轮廓外的其余部分显示为空白，同时，对应区域闪烁红框，并在该区域下方实时显示两车的相对直线距离、对方车辆的速度信息以及位置信息，单片机4触发语音报警模块6的开关，语音报警模块6开启，以提示驾驶员进行预警与防范。