障碍物的预警方法、系统、设备及介质.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115220042A(43)申请公布日2022.10.21(21)申请号202210831542.8(22)申请日2022.07.14(71)申请人上海公路桥梁（集团）有限公司地址200433上海市杨浦区国科路36号(72)发明人贾尚华王文东韩建勇陈辉陶利甄亮罗建郑诚申中原(74)专利代理机构上海弼兴律师事务所31283专利代理师林嵩罗朗(51)Int.Cl.G01S13/931(2020.01)权利要求书2页说明书10页附图7页(54)发明名称障碍物的预警方法、系统、设备及介质(57)摘要本发明公开了一种障碍物的预警方法、系统、设备及介质，发射天线和接收天线设置于机头的端部，所述预警方法包括：获取第一方向及第一路径，所述第一方向为所述障碍物的方向，所述第一路径为所述发射天线向所述第一方向发射的第一脉冲信号的传播路径；控制所述发射天线旋转至不同于所述第一方向的第二方向，并发射第二脉冲信号；所述接收天线接收所述第二脉冲信号，所述第二脉冲信号的传播路径为第二路径；根据所述第一路径和所述第二路径生成碰撞预警信号。通过第一路径和第二路径确定障碍物的位置并发出碰撞预警信号，以便探地机器及时发现障碍物，做出针对性的机器保护措施和清除障碍物措施，从而提高了地下施工的效率。CN115220042ACN115220042A权利要求书1/2页1.一种障碍物的预警方法，其特征在于，发射天线和接收天线设置于机头的端部，所述预警方法包括：获取第一方向及第一路径，所述第一方向为所述障碍物的方向，所述第一路径为所述发射天线向所述第一方向发射的第一脉冲信号的传播路径；控制所述发射天线旋转至不同于所述第一方向的第二方向，并发射第二脉冲信号；所述接收天线接收所述第二脉冲信号，所述第二脉冲信号的传播路径为第二路径；根据所述第一路径和所述第二路径生成碰撞预警信号。2.如权利要求1所述的障碍物的预警方法，其特征在于，所述获取第一方向及第一路径的步骤包括：控制所述发射天线向不同方向发射第一脉冲信号；对于每一方向，获取所述第一脉冲信号的传播时间，所述传播时间为所述发射天线发出所述第一脉冲信号至所述接收天线接收所述第一脉冲信号的时间；从所述传播时间中选取目标时间，所述目标时间为所述传播时间中最短的时间；将所述目标时间对应的方向作为第一方向，并将所述第一方向对应的第一脉冲信号的传播路径作为第一路径。3.如权利要求1所述的障碍物的预警方法，其特征在于，所述机头的端部位于第一平面，所述接收天线固定于所述端部的边缘，所述发射天线固定于所述端部的中心，根据所述第一路径和所述第二路径生成碰撞预警信号的步骤包括：根据所述第一路径及所述第二路径计算所述障碍物在所述第一平面的投影位置；根据所述投影位置与所述接收天线的位置生成碰撞预警信号。4.如权利要求3所述的障碍物的预警方法，其特征在于，所述根据所述第一路径及所述第二路径计算所述障碍物在所述第一平面的投影位置由以下公式表征：其中，x'表示第一路径中，所述障碍物在所述第一平面的投影与所述接收天线的相对位置坐标值；Δ表示所述第一路径和所述第二路径的差值；l表示第一路径总长；r表示所述发射天线和所述接收天线之间的距离；θ表示所述第一方向和所述第二方向的夹角，且0°＜θ＜180°。5.如权利要求3所述的障碍物的预警方法，其特征在于，所述根据所述投影位置与所述接收天线的位置生成碰撞预警信号的步骤包括：若所述投影位置与所述接收天线的相对位置坐标值小于或等于所述接收天线到所述端部的边缘的距离，则生成碰撞预警信号。6.如权利要求5所述的障碍物的预警方法，其特征在于，所述根据所述投影位置与所述接收天线的位置生成碰撞预警信号的步骤还包括：根据所述投影位置生成所述障碍物的位置。7.如权利要求6所述的障碍物的预警方法，其特征在于，所述障碍物的位置由以下公式表征：2CN115220042A权利要求书2/2页横坐标表征为：纵坐标表征为：其中，Δ＝(t2‑t1)vjl＝t1vjx表示第一路径中，所述障碍物在所述第一平面的投影与所述发射天线的距离；y表示所述障碍物到所述第一平面的投影的距离；Δ表示所述第一路径和所述第二路径的差值；l表示第一路径总长；r表示所述发射天线和所述接收天线之间的距离；θ表示所述第一方向和所述第二方向的夹角，且0°＜θ＜180°；vj为脉冲信号在土体介质中的传播速度，t1、t2分别为所述第一路径和所述第二路径的电磁波传播的用时。8.一种障碍物的预警系统，其特征在于，发射天线和接收天线设置于机头的端部，所述预警系统包括：获取模块，用于获取第一方向及第一路径，所述第一方向为所述障碍物的方向，所述第一路径为所述发射天线向所述第一方向发射的第一脉冲信号的传播路径；旋转模块，用于控制所述发射天线