PL229367B3 - System zbliżeniowy do zabezpieczania obszaru pracy z urządzeniami mobilnymi - Google Patents

Abstract

System zbliżeniowy do zabezpieczania obszaru pracy z urządzeniami mobilnymi, obejmuje generator (1) z elementami sterującymi, który generuje pole magnetyczne oraz urządzenie alarmowe, które jest urządzeniem o częstotliwości radiowej zdolnym do wykrywania pola magnetycznego. Urządzenie alarmowe (2) odczytuje natężenie tego pola magnetycznego oraz dokonuje rozróżnienia pomiędzy natężeniami, w celu określenia czy zostały przekroczone ustalone dopuszczalne wartości oraz generuje alarm, natomiast co najmniej jeden generator (1) generuje pole magnetyczne bliskie w płaszczyźnie XY i każdy jest indywidualnym nadajnikiem osobistym o ciągłej aktywności, który zawiera generator tonu DDS (Direct Digital Synthesis), z którego sygnał modulowany jest jednowstęgowo na zakres fal radiowych lub poprzez układ pasmowoprzepustowy nadawany jest tonowo na zakres fal radiowych.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest system zbliżeniowy do zabezpieczania obszaru pracy z urządzeniami mobilnymi, zwłaszcza transportu wewnętrznego, przeznaczony do ochrony osób wykonujących pracę w obszarze, w którym prowadzone są operacje logistyczne.

Znany jest z opisu patentu głównego PL226289B1 (zgłoszenie nr P.410706) system zbliżeniowego zabezpieczania osób w obszarze pracy z urządzeniami mobilnymi, w którym prowadzone są operacje logistyczne transportu wewnętrznego, a co najmniej jeden generator z elementami sterującymi generuje pole magnetyczne zaś urządzenie alarmowe wyposażone w detektory kierunkowe jest urządzeniem o częstotliwości radiowej, które na podstawie sygnału odbieranego odczytuje natężenie tego pola magnetycznego oraz dokonuje rozróżnienia pomiędzy natężeniami, i określa w czasie rzeczywistym czy zostały przekroczone ustalone dopuszczalne wartości oraz generuje alarm. Komunikaty wizualne przeznaczone dla kierowcy są oznaczane kolorystycznie na ekranie terminala komputerowego. Każdy generator jest indywidualnym nadajnikiem osobistym, o ciągłej aktywności i generuje pole magnetyczne bliskie w zakresie fal średnich o częstotliwości nośnej 240 kHz do 260 kHz, a sygnał z generatora tonu DDS generatora modulowany jest jednowstęgowo na zakres fal radiowych.

Istotą systemu zbliżeniowego do zabezpieczania obszaru pracy z urządzeniami mobilnymi, w którym prowadzone są operacje logistyczne transportu wewnętrznego, a co najmniej jeden generator z elementami sterującymi generuje pole magnetyczne zaś urządzenie alarmowe, umieszczone na każdym urządzeniu mobilnym oraz wyposażone w detektory kierunkowe ustawione ortogonalnie względem siebie, jest urządzeniem o częstotliwości radiowej, które na podstawie sygnału odbieranego odczytuje natężenie tego pola magnetycznego oraz dokonuje rozróżnienia pomiędzy natężeniami, i określa w czasie rzeczywistym czy zostały przekroczone ustalone dopuszczalne wartości stref bezpieczeństwa oraz generuje alarmy, z których komunikaty wizualne przeznaczone dla kierowcy oznaczane są kolorystycznie na ekranie terminala komputerowego, przy czym generator jest indywidualnym nadajnikiem osobistym o ciągłej aktywności, generuje sygnał radiowy o stałym natężeniu i ma generator tonu DDS, według patentu PL226289B1, jest to, że sygnał z generatora tonu DDS, poprzez układ pasmowoprzepustowy, nadawany jest tonowo na zakres fal radiowych.

Korzystnie wykorzystuje się urządzenie alarmowe wyposażone w co najmniej cztery detektory kierunkowe ustawione ortogonalnie względem siebie oraz posiadające układ odbiornika radiowego z anteną, z którego sygnał odbierany analizuje układ PSoC (Programmable System on Chip) terminala komputerowego.

Ustala się dynamicznie wielkość stref bezpieczeństwa I, II, III a parametry kolizyjne dla odległości di, Ć2 i Ć3 wyznacza na podstawie zmian mierzonego przyspieszenia i prędkości urządzenia mobilnego.

Urządzenie alarmowe jest wyposażone w moduł ACC pomiaru poszczególnych składowych X, Y, Z przyśpieszenia oraz ma interfejs komunikacyjny ICOM.

W urządzeniu alarmowym układ PSoC (Programmable System on Chip) wyposażony jest w cyfrowy wielojęzyczny generator mowy.

Pole magnetyczne bliskie działa w zakresie fal długich i średnich o częstotliwości nośnej 240 kHz do 600 kHz.

Wynalazek rozwiązuje problem mylnych alarmów w systemie wykrywania zbliżeniowego. W tym celu zastosowano jako generator pola magnetycznego bliskiego (punktowego) indywidualny nadajnik osobisty o ciągłej aktywności oraz bierne urządzenie alarmowe wyposażone w zespół anten kierunkowych ustawionych ortogonalnie względem siebie. Daje to możliwość przestrzennego rozpoznania kierunku, z którego zbliża się nadajnik osobisty. Układ urządzenia alarmowego wraz z antenami jest koherentny a analiza obrazu radiowego docierającego jednocześnie do wszystkich anten odbywa się w czasie rzeczywistym. Równocześnie układ PSoC z algorytmami matematycznymi, pozwala na uzyskiwanie powtarzalnych pomiarów oraz dobrą rozpoznawalność obiektów. Ponadto pole magnetyczne działa w zakresie fal długich i średnich o częstotliwości nośnej do 600 kHz, co zapewnia lepszą odporność na zakłócenia niż stosowane cyfrowe formy identyfikacji, zwiększa zasięg działania oraz zakres jego zastosowania, także w obszarach o zwiększonej kumulacji przeszkód.

System według wynalazku jest przedstawiony w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat systemu, fig. 2 - schemat blokowy generatora, fig. 3 - schemat blokowy urządzenia alarmowego.

W systemie zbliżeniowym do zabezpieczania obszaru pracy z urządzeniami mobilnymi, przedstawionym na fig. 1, generator 1. generuje pole magnetyczne, natomiast urządzenie alarmowe 2, które

PL 229 367 B3 jest urządzeniem o częstotliwości radiowej zdolnym do wykrywania pola magnetycznego, odczytuje natężenie tego pola magnetycznego oraz dokonuje rozróżnienia pomiędzy natężeniami w sposób opisany w dalszej części, w celu określenia czy zostały przekroczone ustalone dopuszczalne wartości oraz generuje alarm.

Generator 1_, jest indywidualnym nadajnikiem osobistym o ciągłej aktywności, i generuje sygnał analogowy o stałym natężeniu i zaprogramowanej częstotliwości nośnej. Pole magnetyczne bliskie działa w zakresie fal długich i średnich o częstotliwości nośnej 240 kHz do 600 kHz, generowane jest w płaszczyźnie XY, a występujące w tych osiach Χ-Υ strefy zagrożeń są w miarę jednorodne i symetryczne. Generator 1., jako moduł elektroniczny, posiada własne zasilanie, ponadto pracuje tylko w trybie nadawczym bez funkcji odbioru. W celu uzyskania zaprogramowanej częstotliwości nośnej generator 1. zawiera mikroprocesor sterujący oraz generator tonu wykorzystujący technologię DDS (Direct Digital Synthesis) z wykorzystaniem układu pasmowoprzepustowego, a nadawanie odbywa się tonowo. Anteną nadawczą jest zespół cewek indukcyjnych nawiniętych na pręty ferrytowe, ustawionych wzajemnie prostopadle. Przeniesienie sygnału identyfikatora osobistego na zakres fal radiowych prowadzi się w oparciu o nadajnik tonu. Jest to metoda podobna do modulacji SSB, która jest rodzajem modulacji amplitudowej, w której wysyłana jest tylko jedna wstęga boczna bez sygnału nośnego. Jednak w tym przypadku wstęga nie jest modulowana, prezentuje pojedynczy prążek w radiowym widmie częstotliwościowym.

Operację odbioru radiowego prowadzi się w odbiorniku urządzenia alarmowego 2, które jest urządzeniem o częstotliwości radiowej, działa jako odbiornik sygnału, w którym sygnał odbierany jest sygnałem o częstotliwości radiowej. Urządzenie alarmowe jest wyposażone w detektory kierunkowe 3 oraz terminal komputerowy z ekranem wizualizacji. Sygnał radiowy odbierany z danego kierunku przez antenę detektora kierunkowego jest doprowadzany różnicowo poprzez przewód do terminala komputerowego. Terminal komputerowy jako jednostkę nadrzędną i obliczeniową zawiera układ PSoC (Programmable System on Chip) analizujący, po przetworzeniu sygnału cyfrowo, próbki cyfrowe z kanałów radiowych - detektorów kierunkowych, gdzie zastosowano cztery detektory kierunkowe, ustawione ortogonalnie względem siebie. Detektory kierunkowe posiadają obwód elektroniczny UD informujący terminal o obecności napięcia zasilającego. Terminal komputerowy, w oparciu o prowadzone komputerowo obliczenia i cyfrową analizę sygnałów z detektorów kierunkowych 3 w czasie rzeczywistym ustala i sygnalizuje kierowcy pojazdu zagrożenie kolizją ze zbliżającym się pracownikiem. Wynik obliczeń jest wizualizowany w postaci komunikatu obrazowego na ekranie TFT oraz sygnałem dźwiękowym.

System działa w oparciu o skonfigurowane z uwzględnieniem warunków rzeczywistych strefy bezpieczeństwa I, II, III, określone przez odległość di, Ó2 i Ó3 między generatorem 1_ a urządzeniem alarmowym 2, przy czym odległość maksymalna di, między tymi urządzeniami może osiągać 30-32 m. Wielkość stref bezpieczeństwa I, II, III ustala się dynamicznie, a parametry kolizyjne dla odległości di, d2 i d3 wyznacza na podstawie zmian mierzonego przyspieszenia i prędkości urządzenia mobilnego, uwzględnia się również przyśpieszenia i prędkości wzajemne urządzenia mobilnego i generatora 1_.

Urządzenie alarmowe 2 jest wyposażone w moduł ACC do pomiaru poszczególnych składowych X, Y, Z przyśpieszenia np. z akcelerometrem oraz ma interfejs komunikacyjny ICOM np. interfejs CAN lub RS-485 do terminala komputerowego. Jednoczesna analiza informacji z modułu ACC w powiązaniu z danymi odbieranymi przez interfejs ICOM pozwala na analizę stylu jazdy operatora urządzenia mobilnego, określenie prędkości i kierunków ruchu a na podstawie tych parametrów i informacji dynamiczne kształtowanie stref bezpieczeństwa I, II, III przy prawidłowości, że powinny one być szersze w kierunku jazdy w funkcji wzrostu prędkości i odpowiednio węższe przy zmniejszaniu prędkości. Urządzenie alarmowe 2 w zależności od konfiguracji ma możliwość niegenerowania alarmów w przypadku stwierdzenia postoju urządzenia mobilnego.

Urządzenie dla każdej ze stref bezpieczeństwa I, II, III wyzwala stopniowane środki alarmu, z których środki wizualne, przeznaczone dla kierowcy są oznaczane kolorystycznie na ekranie TFT terminala komputerowego, przy użyciu stosowanej w ruchu drogowym kolorystyki zielonej, żółtej i czerwonej, przy czym alarm czerwony wymaga potwierdzenia przez operatora.

Ponadto w urządzeniu alarmowym 2 układ PSoC (Progammable System on Chip) wyposażony jest w cyfrowy wielojęzyczny generator mowy umożliwiający generację głosowych komunikatów ostrzegawczych (alarmów) w różnych językach.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. System zbliżeniowy do zabezpieczania obszaru pracy z urządzeniami mobilnymi, w którym prowadzone są operacje logistyczne transportu wewnętrznego, a co najmniej jeden generator z elementami sterującymi generuje pole magnetyczne zaś urządzenie alarmowe, umieszczone na każdym urządzeniu mobilnym oraz wyposażone w detektory kierunkowe ustawione ortogonalnie względem siebie, jest urządzeniem o częstotliwości radiowej, które na podstawie sygnału odbieranego odczytuje natężenie tego pola magnetycznego oraz dokonuje rozróżnienia pomiędzy natężeniami, i określa w czasie rzeczywistym czy zostały przekroczone ustalone dopuszczalne wartości stref bezpieczeństwa oraz generuje alarmy, z których komunikaty wizualne przeznaczone dla kierowcy oznaczane są kolorystycznie na ekranie terminala komputerowego, przy czym generator jest indywidualnym nadajnikiem osobistym o ciągłej aktywności, generuje sygnał radiowy o stałym natężeniu i ma generator tonu DDS, według patentu PL2262S9B1, znamienny tym, że sygnał z generatora tonu DDS, poprzez układ pasmowoprzepustowy, nadawany jest tonowo na zakres fal radiowych.
2. 2. System zbliżeniowy, według zastrz. 1, znamienny tym, że wykorzystuje się urządzenie alarmowe (2) wyposażone w co najmniej cztery detektory kierunkowe (3) ustawione ortogonalnie względem siebie oraz posiadające układ odbiornika radiowego z anteną, z którego sygnał odbierany analizuje układ PSoĆ (Programmable System on Chip) terminala komputerowego, przy czym urządzenie alarmowe (2) jest umieszczone na każdym urządzeniu mobilnym przemieszczającym się w obszarze pracy.
3. 3. System zbliżeniowy, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że ustala się dynamicznie wielkość stref bezpieczeństwa I, II, III a parametry kolizyjne dla odległości di, Ć2 i eh wyznacza na podstawie zmian mierzonego przyspieszenia i prędkości urządzenia mobilnego.
4. 4. System zbliżeniowy, według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że urządzenie alarmowe (2) jest wyposażone w moduł ACC pomiaru poszczególnych składowych X, Y, Z przyśpieszenia oraz ma interfejs komunikacyjny ICOM.
5. 5. System zbliżeniowy, według jednego z zastrz. 1 do 4, znamienny tym, że w urządzeniu alarmowym (2) układ PSoC (Programmable System on Chip) wyposażony jest w cyfrowy wielojęzyczny generator mowy.
6. 6. System zbliżeniowy, według zastrz. 1, znamienny tym, że pole magnetyczne bliskie działa w zakresie fal długich i średnich o częstotliwości nośnej 240 kHz do 600 kHz.