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Mobile Application 针对移动式自动化的主动碰撞警告

来源:德国西克SICK 时间:2018-02-08

关键字: 机器人 西克 传感器 技术干货

摘要:Visionary-B CV三维视觉传感器是SICK专为户外使用开发,用于辅助驾驶员监控移动式器械的旁边和后方的盲区,并在遇到障碍物时及时发出警报,其可对处于视野盲区的人员和物体进行可靠识别。

对于移动式工作设备——其中包括工程车辆和用于地面与地下开采的采矿机械、农业与林业机械以及市政车辆和专用车辆——常常在调头和倒车时发生事故。 Visionary-B CV三维视觉传感器是SICK专为户外使用开发,用于辅助驾驶员监控移动式器械的旁边和后方的盲区,并在遇到障碍物时及时发出警报,其可对处于视野盲区的人员和物体进行可靠识别。

若有合适的技术设备为驾驶员或机器操作人员提供支持,许多碰撞和事故就能得以避免。单单是主动警告是远远不够的。辅助系统还必须能够根据障碍物的相关性区分物体,以进行碰撞警告。Visionary-B CV 被设计为主动避障系统:一旦物体处于所定义的检测区域之一,该系统就会在屏幕上发出声音和灯光信号。相对于被动式避障方案,主动式不必驾驶员持续盯着监视器。其可以完全专注于车辆的操控,系统仍会及时警示危急情况。

Visionary-B CV:即插即用的主动式三维避障系统

该系统由至少一个传感器头、一个处理器、一台二维监视器以及其他机械与电气安装配件构成。另外,该系统还是二合一解决方案,因为它集成了主动式碰撞预警的三维传感器和二维实时显示于一身。由此还可额外为驾驶员提供二维实时图像以及最近工作小时的活动记录。由于安装高度在 1 m 和 2.4 m 之间,105° x 90°的检测角度可覆盖车辆后方长度为 6 m 和宽度为 4 m 的盲区。处理器处理三维图像数据,根据测量值将物体列入各种级别并借助智能算法屏蔽部分对碰撞警告无关紧要的物体。同时,评价单元还将二维实时图像以及警报信号传输到驾驶室内的监视器,其会发出声音和灯光警告。

双目成像原理与三维闪照技术

(▲用于在恶劣环境下提供碰撞警告的驾驶辅助系统 Visionary-B)

对碰撞警告的可靠性以及驾驶员的接受度至关重要的是,辅助系统是否能够可靠识别危险并区分正常使用环境。根据双目成像原理的检测系统,可以识别人员和物体存在性并计算其在空间上到车辆的距离。两个镜头从不同角度对车辆相同的位置进行拍照。处理器将根据两个镜头的信息从而计算出深度信息——第三维信息。根据这些三维图像信息,传感器可计算物体的宽度和高度。由此区分可能造成碰撞危险的人员和物体以及与碰撞无关的物体(例如路基或不平整物)。也就是说,驾驶辅助系统仅在真正紧急的情况下对驾驶员发出警告。

(▲压路机碰撞报警)

集成数据分析的处理器可针对户外区域的两种物体级别进行可靠识别。所有小型物体均属于物体级别 1。较大物体属于物体级别 2,但不包括拉长的物体,如墙壁。它们在物体级别 2中被忽略。仅警示级别 2 物体的配置适用于例如狭窄通道,如此则不会在那里出现不必要和干扰性的警告信号。

警报区域的灵活配置还有助于评定警报消息,从而使驾驶员能够相应地进行反应。因此,Visionary-B CV 能可靠防止报警系统失灵,只有当确实危急时,才会通知驾驶员。

除对已检测物体进行评估和分类外,Visionary-B CV 的模块化理念还允许根据车辆及其使用情况配置驾驶辅助系统。为此提供不同的系统配置:配备在一个行驶方向进行监控的一个传感器头,配备用于前行和倒车的两个自动互相切换的传感器头,以及配备同时覆盖特大型和能见度差车辆周围环境或后方区域的两个同时工作的传感器头。

在恶劣工作环境下实现最高可用性的户外设计

Visionary-B CV 驾驶辅助系统可靠性极高,专为户外恶劣环境使用而设计,适用于移动车辆应用的多种复杂条件。该传感器外壳提供 IP69K的防护等级,可使用的环境温度为 -40 °C 至 +75 °C。此外,其还满足工程车辆对抗冲击性和抗振动性的最高要求。处理器(往往可受防护地安装在驾驶室区域内)凭借 IP67的外壳防护等级和 -20 °C 至 +40 °C的温度范围同样设计用于较长使用寿命和恶劣环境。久经现场应用验证的算法确保了,即使存在阳光直射、下雨、潮湿且反光的公路路面以及其他环境因素,也能可靠检测物体,并且不会影响碰撞警告。

移动器械提供多种应用领域

(▲在港口 Visionary-B 监控正面吊的后方区域)

不同移动设备为户外驾驶辅助系统 Visionary-B CV提供多种有趣的应用。例如在挖掘机上,配备两个可切换传感器头的版本能够可靠防护后方区域以及被挖掘机臂遮挡的视觉盲区。前端装载机、翻斗车或轧辊是可借助 SICK 的主动式驾驶辅助系统更安全运行的建筑和采矿机械的典型示例。农业和林业车辆的驾驶员同样得益于 Visionary-B 及时识别潜在危险和事故源并主动发出警告。减少车辆损坏意味着减少机器停机时间和实现尽可能最高的可用性——这在收割时期尤为重要。即使对于市政车辆和专用车辆,例如将其用于可回收材料收集,Visionary-B 也可随时观察死角,并有效帮助驾驶员控制车辆。

(▲田间切碎收割机碰撞警报)

除了上述示例,高度先进的驾驶辅助系统还有诸多其他应用领域。Visionary-B可以随时安装于任何已有的车辆上。各种版本亦可有车辆制造商直接安装于新车上。也就是说其可作为整体化解决方案提供或者经销商作为附件供选择。

Visionary-B PS型号具有更高灵活性

(▲3D 视觉传感器 Visionary-B 可靠识别死角中的人员和物体,并进行警示)

Visionary-B 刚好提供最佳辅助驾驶员所需的数据,完美适用于移动式工作设备的防撞。Visionary-B PS 是 Visionary-B 产品系列中即将上市的另一种型号,其允许客户根据其需要解决其他应用。Visionary-B PS 与 Visionary-B CV在数据质量和稳健性方面具有相同特性。但前者提供 3D 原始数据、物体级别和位置以及 2D 摄像机图像,它们由处理器以数据流的形式通过以太网输出。因此,监视器在这个型号中并不是必须的。无论是超载时的定位、物体追踪还是在藤蔓丛生的环境中进行车道引导,3D原始数据、2D 摄像机图像和以物体位置与级别形式的预处理数据相结合可解决众多应用。尤其是在恶劣的户外环境中,这样便可更加高效、精确和环保地制定流程。

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