情景感知避撞裝置及包含該避撞裝置的避撞系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】情景感知避撞裝置及包含該避撞裝置的避撞系統(tǒng)
相關(guān)申請的交叉引用
本專利申請要求2012年10月12日遞交美國專利商標(biāo)局的美國臨時專利申請?zhí)枮?1/713019、名稱為“減少避撞系統(tǒng)中非危險逼近警告的系統(tǒng)和方法”的優(yōu)先權(quán)，要求2012年11月14日遞交美國專利商標(biāo)局的美國臨時專利申請?zhí)枮?1/726304、名稱為“逼近警告系統(tǒng)P.W.S.應(yīng)用案例”的優(yōu)先權(quán)，以及要求2013年2月21日遞交美國專利商標(biāo)局的美國臨時專利申請?zhí)枮?1/767409、名稱為“逼近警告系統(tǒng)”的優(yōu)先權(quán)，上述所有三項文件的內(nèi)容被合并于此以供參考。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明一般涉及安全裝置、儀器和/或系統(tǒng)的領(lǐng)域，更特別涉及典型地用于礦井環(huán)境的逼近警告和避撞裝置、儀器和/或系統(tǒng)的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
大量的地下礦井被開發(fā)并且在全世界范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。盡管安全措施典型地被部署以避免涉及這些礦井內(nèi)的車輛、機(jī)器、人員和/或障礙物之間的碰撞的事故，不幸的是事故依然定期發(fā)生。
為了將碰撞的危險降到最低，避撞系統(tǒng)被愈來愈多地部署。這些系統(tǒng)以各種配置出現(xiàn)并且使用各種技術(shù)，所有這些均具有它們固有的優(yōu)點和缺點。
在地下礦井環(huán)境中正在變得流行的一種避撞系統(tǒng)涉及典型地使用三種避撞裝置，該三種避撞裝置被配置為分別安裝于車輛、人員和障礙物。當(dāng)這些裝置在彼此的通信范圍之內(nèi)，并且如果基于接收到的信號強(qiáng)度、飛行時間、雷達(dá)、激光或磁場從各種傳感器檢測到逼近，這些裝置能夠因此彼此傳送逼近警告時，這些裝置被配置為形成點對點對等無線網(wǎng)絡(luò)。
但是，即使這些類型的避撞系統(tǒng)能夠提供有價值的警告以加強(qiáng)礦井場所的安全，這些系統(tǒng)依然沒有考慮攜帶該裝置的車輛或人員在傳送逼近警告之前的情景。因此，即便情景不能保證逼近警告的傳送是恰當(dāng)?shù)?，但這些系統(tǒng)經(jīng)常導(dǎo)致該逼近警告的傳送。
非危險逼近警告的非限制性例子包括當(dāng)區(qū)域中的人員是在相同或另外的車輛內(nèi)的乘客時向車輛操作員通知該人員；當(dāng)區(qū)域中的人員是在避難所或其他受庇護(hù)區(qū)域時向車輛操作員通知該人員；當(dāng)區(qū)域中的車輛停在車庫內(nèi)時向車輛操作員通知該車輛；以及當(dāng)區(qū)域中的車輛停止或不工作時向人員通知該車輛。
不幸的是，當(dāng)前的避撞系統(tǒng)具有非常有限的能力來區(qū)分非危險情形、危險情形、以及非常危險或緊急情形，因此在所有這些情形下經(jīng)常發(fā)出逼近警告。
不幸的是，對于非危險情形傳送逼近警告帶來了問題。例如，受到未區(qū)分的逼近警告“攻擊”的車輛操作員將不能區(qū)分非常危險的、危險的和非危險的情形并將傾向于忽視大部分的警告，因此引起本可預(yù)防的事故。
因此，綜上所述，需要改善的避撞系統(tǒng)、相關(guān)裝置及方法，這些避撞系統(tǒng)、相關(guān)裝置及方法專用于地下礦井，其將至少減輕使用避撞裝置的系統(tǒng)的一些缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

利用各種人員、車輛和障礙物裝置的現(xiàn)有技術(shù)避撞系統(tǒng)的一些缺點至少被如下避撞系統(tǒng)減輕，在該避撞系統(tǒng)中人員裝置和車輛裝置被配置為將意識到特定的情景，在該情景中人員裝置和車輛裝置應(yīng)能控制逼近警告的傳送。
根據(jù)本發(fā)明的原理，人員和車輛裝置通常被配置為檢測情景(例如位置、場所、狀態(tài)、情形等)，在該情景中人或車輛應(yīng)能基于檢測到的情景調(diào)節(jié)逼近警告的傳送。
在這種意義上，當(dāng)人員或車輛裝置檢測到人或車輛處于其中無法保證逼近警告的傳送是正當(dāng)?shù)倪@樣的非危險情形中，該裝置不傳送逼近警告。但是，當(dāng)人員或車輛裝置檢測到人或車輛處于非常危險或緊急情形中，該裝置向范圍內(nèi)的所有車輛操作員傳送特殊的緊急逼近警告，這將觸發(fā)特殊類型的通知。
在一些實施例中，緊急逼近警告能夠關(guān)停接收緊急逼近警告的每一個車輛。但是，在大部分的地下礦井中，在沒有獲得車輛操作員許可的情況下遠(yuǎn)程關(guān)停其范圍內(nèi)的所有車輛將是重要的安全風(fēng)險，這是因為突然關(guān)停車輛或在高危險區(qū)域內(nèi)關(guān)停車輛經(jīng)常將使車輛操作員處于危險狀態(tài)。這就是在典型的實施例中，緊急逼近警告僅觸發(fā)特殊類型的緊急通知的原因。
根據(jù)本發(fā)明原理的裝置通常用于如下避撞系統(tǒng)內(nèi)，該避撞系統(tǒng)除了包括由人員穿戴的人員裝置以及安裝于車輛和機(jī)器上的車輛裝置外還包括被配置為安裝于障礙物和其他固定危險物的障礙物裝置。
這種避撞系統(tǒng)的裝置典型地能夠通過無線LAN通信或者當(dāng)它們在彼此的通信范圍內(nèi)時通過點對點對等無線網(wǎng)絡(luò)通信以最小化等待時間，并且能夠取決于裝置類型傳送逼近警生口 ο
在基于點對點對等網(wǎng)絡(luò)的避撞系統(tǒng)的情況下，例如通常僅裝置之間按順序的特定連接被允許，以加快點對點網(wǎng)絡(luò)的形成。例如，因為其它的車輛、障礙物和行人均能夠?qū)囕v操作員形成危險，車輛裝置能夠與所有三類裝置建立連接。但是，因為僅車輛對行人形成危險，人員裝置能夠僅與車輛裝置建立連接?？衫斫獾?，因為其它人員和障礙物典型地對行人不形成危險，人員裝置將典型地不與其它人員裝置和障礙物裝置建立連接。
在基于無線LAN的避撞系統(tǒng)的情況下，通信依賴于必須在感興趣區(qū)域提供毯式覆蓋的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。所有連接通過基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)(例如無線LAN)建立。
仍在典型的非限制性實施例中，人員和車輛避撞裝置通常包括至少一個但是典型的數(shù)個與控制模塊或處理單元(例如中央處理單元，微控制器)連接的情景感知機(jī)構(gòu)(例如接口、傳感器、系統(tǒng)、紅外線接收器、按鈕等)。這些情景感知機(jī)構(gòu)監(jiān)測和收集各種情景相關(guān)的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)接著被傳送給處理單元做分析。
處理單元接著利用接收到的數(shù)據(jù)和各種判定算法來確定人或車輛是否處于不保證逼近警告?zhèn)魉褪呛侠淼幕虮ＷC緊急逼近警告?zhèn)魉褪呛侠淼倪@樣的情景中(例如位置、場所、狀態(tài)、情形等)。
另一方面，如果避撞裝置的處理單元確定人或車輛處于非危險的情形，處理單元通常將暫時關(guān)閉或禁用逼近警告?zhèn)魉停灰_定人或車輛仍處于非危險情形。
另一方面，如果避撞裝置的處理單元確定人或車輛處于非常危險的情形，處理單元通常將傳送特殊類型的逼近警告，即緊急逼近警告。在典型的然而是非限制性實施例中，這些緊急逼近警告將觸發(fā)向范圍內(nèi)的車輛操作員的特殊類型的緊急通知。
但是，如果處理單元確定該情景既不是非危險的也不是緊急的，處理單元將引發(fā)常規(guī)的逼近警告的傳送。
在第一個示例性但仍是非限制性的實施例中，如果穿戴該裝置的人處于被庇護(hù)遠(yuǎn)離車輛交通的安全區(qū)中(例如，午餐室、配電室等)，則人員裝置將暫時禁用逼近警告的傳送。在這樣的實施例中，人員裝置將包括作為情景感知機(jī)構(gòu)的接收器，典型地是內(nèi)嵌于人員裝置的紅外線接收器，用于檢測人是否處于安全區(qū)。因為穿戴該裝置的人處于非危險的場所，該第一實施例典型地將避免逼近警告向正在到達(dá)的車輛傳送。
在第二個示例性但仍是非限制性的實施例中，因為工人典型地并不坐在車輛交通的路上，當(dāng)穿戴該裝置的人就坐或者處于就坐位置時，人員裝置將暫時禁用逼近警告的傳送。在這樣的實施例中，所述裝置將包括作為情景感知機(jī)構(gòu)的傳感器，典型地是設(shè)置于人的鞋內(nèi)或車輛的座位內(nèi)的壓力傳感器，與人員裝置通信，用于傳送指示人坐或站的位置的壓力信息。當(dāng)穿戴該裝置的人實際坐在車輛內(nèi)或坐在通過的車輛內(nèi)時，該第二實施例典型地將避免逼近警告向車輛的傳送?？衫斫獾?，坐在車輛內(nèi)的人不會對他所在的車輛或其它正在到達(dá)的車輛造成碰撞危險。
在第三示例性但仍是非限制性的實施例中，車輛裝置將檢測車輛是否停車并因此關(guān)閉車輛的燈光，并且將傳送的逼近警告的水平增加到緊急，以確保車輛操作員不會因為他們看不到任何燈光而假設(shè)附近沒有車輛。在這樣的實施例中，該裝置將包括作為情景感知機(jī)構(gòu)的傳感器，典型的是點火開關(guān)傳感器、油壓開關(guān)、車輛數(shù)據(jù)總線接口或運(yùn)動檢測器(例如微機(jī)電系統(tǒng)慣性傳感器)，與車輛裝置通信，用于確定車輛是否停車。如果適用，該第三個實施例典型地將增加向其它車輛的逼近警告水平并且消除任何向人員裝置的逼近警告。
在第四示例性但仍是非限制性的實施例中，如果車輛處于被庇護(hù)遠(yuǎn)離車輛交通的安全區(qū)中(例如停車場、車庫等)，車輛裝置將暫時禁用逼近警告的傳送。在這樣的實施例中，所述裝置將包括作為情景感知機(jī)構(gòu)的接收器，典型的是紅外線接收器，與車輛裝置通