[发明专利]露天矿矿用自卸卡车路况安全预警装置及方法

权利要求书

1.一种使用露天矿矿用自卸卡车路况安全预警装置的预警方法，其中，所述露天矿矿用自卸卡车路况安全预警装置包括示宽激光器(2)、摄像机(3)、远示距激光器(5)和近示距激光器(6)，在矿用自卸卡车(1)沿水平纵向的前端中央位置设置立柱(4)，在立柱(4)上自下而上依次设置近示距激光器(6)、远示距激光器(5)和摄像机(3)，近示距激光器(6)和远示距激光器(5)经信号线与摄像机(3)的输入口相连，摄像机(3)的输出口经信号线与矿用自卸卡车(1)的行车电脑相连，矿用自卸卡车(1)行驶在行车道(13)上，所述的近示距激光器(6)和远示距激光器(5)为一字型绿激光器，能够朝向行车道(13)发射激光束，分别生成沿水平横向的近光斑(7)和远光斑(12)，所述的示宽激光器(2)为一字型绿激光器，设置在矿用自卸卡车(1)车头的两端，与车轮中心线平齐，能够朝向行车道(13)发射激光束，生成示宽光斑(8),通过所述的摄像机(3)采集行车道(13)上的近光斑(7)、远光斑(12)和示宽光斑(8)围定的区域，及时判断此区域内是否有鼓包(9)、落石(10)和凹坑(11)，其特征在于，包括如下步骤：

(a)在矿用自卸卡车(1)沿水平方向的前端中央位置安装立柱(4)，以距离行车道(13)地面高度{H1,H2,H}自下而上依次安装近示距激光器(6)、远示距激光器(5)和摄像机(3)，以与水平面的夹角{α,β,θ}依次调整近示距激光器(6)、远示距激光器(5)和摄像机(3)的朝向，此时生成的近光斑(7)和远光斑(12)与矿用自卸卡车(1)车头的距离为：

其中：L₁为近光斑(7)与矿用自卸卡车(1)车头的距离，L2为远光斑(12)与矿用自卸卡车(1)车头的距离，H1为地面至近示距激光器(6)的高度，H2为地面至远示距激光器(5)，H为地面至摄像机(3)，α为近示距激光器(6)与水平面的夹角，β为远示距激光器(5)与水平面的夹角，θ为摄像机(3)与水平面的夹角；

(b)与两侧的车轮中心线平齐，在矿用自卸卡车(1)车头的两端安装示宽激光器(2)，此时生成的示宽光斑(8)指示车轮的行进方向；

(c)当矿用自卸卡车(1)沿水平纵向在行车道(13)行驶时，启动摄像机(3)采集近光斑(7)、远光斑(12)和示宽光斑(8)围定的区域，针对近光斑(7)和远光斑(12)，以距离{LI，L2}为依据，结合摄像机(3)的安装高度H和朝向,进行图像校正,采用射影变换，将摄像机视角转变为正对方向视角；

(d)进行障碍物测量，由于近示距激光器(6)、远示距激光器(5)采用一字型绿激光器，因而在示宽光斑(8)之间对应生成一字型近光斑(7)和一字型远光斑(12)，在矿用自卸卡车(1)行进过程中，当遇到鼓包(9)、落石(10)和凹坑(11)时，会造成一字型光斑发生形态改变，鼓包(9)和落石(10)因为突出地面，导致该段光斑沿水平纵向内凹，凹坑(11)因为低于地面，导致该段光斑沿水平纵向外凸,该变化光斑区段沿水平横向的长度表示了路面缺陷的宽度，变化光斑区段沿水平纵向内凹或外凸的长度表示了路况缺点的高度或深部，从而通过对光斑图像分析,获得路面安全情况，从而确定缺陷的类型和严重程度；

(e)进行两级预警，首先,远光斑(12)进行第一级预警，由于远光斑(12)先接触路面缺陷,通过光斑形变分析获得缺陷的类型和严重程度，并参照示宽光斑(8)，由摄像机(3)获得该路面缺陷与矿用自卸卡车(1)左右车轮的距离，当距离小于左右车轮的宽度时，则表示矿用自卸卡车(1)按原方向继续行驶会压到缺陷，此时，摄像机(3)访问该车的行车电脑,通过行车电脑中控台点亮黄灯提醒驾驶员需要进行转向避让；

然后,车辆继续行进,近光斑(7)执行第二级预警，在第一级预警的基础上，如果此时近光斑(7)通过对路面缺陷的类型、严重程度和位置的再次检测,发现车轮继续行进仍然会压到缺陷，则摄像机(3)访问该车的行车电脑，通过在中控台上点亮红灯提醒驾驶员转向避让失败，需要进行减速制动；

如果摄像机(3)采集近光斑(7)、远光斑(12)和示宽光斑(8)围定的区域经检测后发现车轮能避开路面缺陷，则摄像机(3)访问行车电脑，点亮绿灯提醒驾驶员转向避让成功,能正常速度继续行驶，最终实现对路况安全状态进行有效预警。