[發明專利]自主機器控制系統的高可用性

在審

• 申請號: 201380018022.4
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN104205725A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: E·A·莫勒;C·L·科伊赫森;P·H·科爾;T·F·赫菲爾德;B·J·埃弗里特
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: H04L12/12
• 分類號: H04L12/12;H04L12/28
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟

技術領域

本發明總體涉及一種用于工作場地(包括自主機器)的控制系統，尤其涉及一種中央控制系統，其與具有高可用性的自主機器以通信方式聯結。

背景技術

自主機器的使用變得越來越普遍并且在采礦業具有獨特的優勢。具體地，自主機器可在不適合人類操作員的環境中例如在高海拔或在人口稀少的沙漠地區進行操作。另外，自主機器可比人工機器操作更長的時間，從而提供增加的生產率，并且可根據目的為優化效率和減少排放的嚴格的控制策略進行操作。進一步地，通過優化操作，用于自主機器的維護成本可能會降低。使用自主機器的諸如礦區的工作場地可以包括具有多種半自主機器以及人工機器的一隊自主機器。因此，自主機器的安全性和可靠控制是至關重要的。

自主控制是通過提供具有機器控制系統(包括定位單元和導航單元)的自主機器實現的。導航單元使用由所述定位單元生成的機器位置信息根據路線規劃(其包括，例如指定的路徑、路線以及障礙)來操縱自主機器。特別是，導航單元可根據路線規劃電子控制機器的速度和行進方向來完成任務。路線規劃可由與自主機器以通信方式聯結的中央控制系統生成和更新。中央控制系統接收來自在工作場地操作的所有機器的機器位置信息，并將基于該位置信息更新的路線規劃傳輸至自主機器。因此，自主機器與中央控制系統之間的信息交換對于自主機器的安全和有效的操作是至關重要的。

分布式礦區管理系統在授予Olsen等人的美國專利申請公開No.2009/0096637中教導。特別是，Olsen等人的礦區管理系統包括與移動機器支持的移動計算機通信的中央計算機。該移動計算機接收來自中央計算機的指令并根據該指令控制移動機器的操作。Olsen等人還教導通過移動熱點與中央計算機間歇通信的遠程工作場地計算機。遠程工作場地計算機間歇性復制和儲存來自中央計算機的數據，并可在移動計算機與中央計算機之間失去通信的情況下將復制的數據傳輸至移動計算機。因此，移動機器可以在通信丟失的情況下接收來自遠程工作場地計算機的至少一些操作指令。如果移動計算機與中央計算機之間的通信丟失持續，無論如何，還不清楚遠程工作場地計算機將會幫助移動機器持續運行多久。

本發明針對上面提出的一個或多個難題或議題。

發明內容

一方面，用于工作場地(包括自主機器)的控制系統包括中央控制系統和機器控制系統。中央控制系統包括服務器集群，其被設置為在服務器集群中確切的一個上執行自主控制服務器應用程序。中央控制系統還包括與服務器集群通信的RAID系統、將第一網絡與服務器集群互連的第一交換機、和將第二網絡與服務器集群互連的第二交換機。UPS系統將電源與服務器集群、RAID系統以及第一和第二交換機互連。機器控制系統被支撐在自主機器的底盤上并且通過無線網絡以及第一和第二網絡之一與中央控制系統以通信方式聯結。機器控制系統將機器位置信息傳輸至自主控制服務器應用程序，并接收由自主控制服務器應用程序生成的路線規劃。自主機器根據路線規劃在工作場地操縱。

另一方面，一種控制在工作場地的自主機器的方法，包括在中央控制系統的服務器集群的確切的一個上執行自主控制服務器應用程序。由機器控制系統生成的機器位置信息被從自主機器通過無線網絡以及第一網絡和第二網絡之一傳輸。第一網絡通過第一交換機與服務器集群互連，并且第二網絡通過第二交換機與服務器集群互連。自主控制服務器應用程序接收機器位置信息并通過第一和第二網絡之一以及無線網絡傳輸路線規劃，該路線規劃由自主控制服務器應用程序生成并至少部分基于機器位置信息。自主機器接收路線規劃并根據路線規劃操縱在工作場地的自主機器。當使用服務器集群的剩余子集檢測到服務器集群中確切的一個的失效時，自主控制服務器應用程序將響應于失效通過服務器的剩余子集中的至少一個自動地重啟服務器的剩余子集的確切的一個。路線規劃接著通過自主控制服務器應用程序更新，并通過第一和第二網絡之一以及無線網絡傳輸。

附圖說明

圖1為用于根據本發明的高可用性自主機器控制系統的示例性網絡架構的示意圖；

圖2為根據本發明的一個方面，描繪圖1的高可用性自主機器控制系統的組件之間示例性通信交換的框圖；以及

圖3為根據本發明的另一方面，由路線規劃標示的，包括對應于丟失機器的回避區域的工作場地的圖形表示。

具體實施方式