[發(fā)明專利]基于高精度定位導(dǎo)航終端的井下礦機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410591958.2
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN105629967B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石國峰;何文超;李振環(huán);楊興海;蘇新明;呂濤;高德旭;樵永鋒;趙洪濤
• 申請（專利權(quán)）人: 丹東東方測控技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于井下礦山信息化建設(shè)和安全生產(chǎn)領(lǐng)域，文中提出的無人駕駛系統(tǒng)由遙控駕駛、無人駕駛和人工駕駛?cè)N模式、監(jiān)控中心調(diào)度指揮系統(tǒng)、高精度車載終端電控系統(tǒng)、軌道信息檢測控制系統(tǒng)、無線寬帶物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、安全行駛判別系統(tǒng)和裝/卸載控制系統(tǒng)構(gòu)成，調(diào)度指揮系統(tǒng)通過無線寬帶物聯(lián)網(wǎng)下發(fā)指令到車載終端電控系統(tǒng)和軌道信息檢測控制系統(tǒng)，車載終端電控系統(tǒng)的車載高精度導(dǎo)航終端結(jié)合軌道狀況通過變頻控制系統(tǒng)控制電機(jī)車的運(yùn)行。當(dāng)個別井下生產(chǎn)中段的通信或設(shè)備出現(xiàn)故障時，可臨時改為人工模式，保證生產(chǎn)的不間斷。本發(fā)明可促進(jìn)井下生產(chǎn)無人化和大型裝備智能化進(jìn)程，提高礦井生產(chǎn)能力，為礦山企業(yè)帶來可觀的安全和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于井下礦山信息化建設(shè)和安全生產(chǎn)領(lǐng)域，主要利用無線電定位技術(shù)、無線通信技術(shù)、自動控制及計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)井下礦山生產(chǎn)運(yùn)輸環(huán)節(jié)電力機(jī)車的無人駕駛。

背景技術(shù)

近幾年來，礦山安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)得到迅速發(fā)展，井下人員考勤定位遠(yuǎn)程管理及安全生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)、礦井?dāng)?shù)字化瓦斯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)等初步實(shí)現(xiàn)安全、生產(chǎn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。井下人員定位系統(tǒng)在國內(nèi)的應(yīng)用已十分普遍，但是礦井移動設(shè)備的定位技術(shù)和裝備還待開發(fā)。目前的井下人員與設(shè)備定位精度不高，多為區(qū)域性定位，而井下礦山人員及設(shè)備的安全，一直是礦山安全生產(chǎn)中最為關(guān)心的問題。

隨著國家對智能大型裝備制造的政策支持，結(jié)合井下礦山未來生產(chǎn)場景無人化的需求，因此，在開發(fā)高精度定位技術(shù)和裝備基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)井下礦山設(shè)備無人駕駛，以保證井下礦安全生產(chǎn)和保障國家對井下礦產(chǎn)資源大量需求的供應(yīng)，具有現(xiàn)實(shí)和戰(zhàn)略意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對我國目前井下礦山地下巷道運(yùn)輸系統(tǒng)多采用電機(jī)車運(yùn)輸方式，且完全人工駕駛的現(xiàn)實(shí)，本發(fā)明提出一種實(shí)現(xiàn)井下電機(jī)車無人駕駛的方法。該方法基于井下高精度定位導(dǎo)航終端，結(jié)合礦用泛在物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和生產(chǎn)作業(yè)調(diào)度構(gòu)建機(jī)車無人駕駛系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由三種模式和六大系統(tǒng)構(gòu)成，三種模式分別為遙控駕駛、無人駕駛和人工駕駛模式，六大系統(tǒng)包括監(jiān)控中心調(diào)度指揮系統(tǒng)、高精度車載終端電控系統(tǒng)、軌道信息檢測控制系統(tǒng)、無線寬帶物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、安全行駛判別系統(tǒng)和裝/卸載控制系統(tǒng)，結(jié)合六大系統(tǒng)的控制水平和監(jiān)測狀態(tài)進(jìn)行三種模式的切換可以保證井下運(yùn)輸作業(yè)的不間斷。在實(shí)現(xiàn)井下機(jī)車遙控駕駛的基礎(chǔ)上，選擇無人駕駛模式，則機(jī)車車載定位導(dǎo)航終端根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)指令自行在其區(qū)段內(nèi)運(yùn)行，當(dāng)個別井下生產(chǎn)中段的通信或設(shè)備出現(xiàn)故障時，可臨時改為人工模式，保證生產(chǎn)的不間斷。

有益效果 ：

本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)井下運(yùn)輸電機(jī)車的無人駕駛，促進(jìn)井下生產(chǎn)無人化和大型裝備智能化進(jìn)程，降低人員傷亡率和實(shí)現(xiàn)減員增效，促進(jìn)礦井生產(chǎn)能力的提高，將會給礦山企業(yè)帶來可觀的安全和經(jīng)濟(jì)效益。

附圖說明

圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖中：1為井下運(yùn)輸巷道，2為無線定位通信基站，3為雙光纖環(huán)網(wǎng)，4為光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，5為上位機(jī)，6為電機(jī)車，7為高精度定位導(dǎo)航終端，8為變頻控制系統(tǒng)，9為RFID讀卡器，10為障礙物檢測單元，11為占軌檢測器，12為紅綠燈及道岔控制器,13為軌道，14為供電接觸器。

具體實(shí)施方式

在井下運(yùn)輸巷道（1）布置無線定位通信基站（2）和雙光纖環(huán)網(wǎng)（3），構(gòu)建井下泛在物聯(lián)網(wǎng)，光纖環(huán)網(wǎng)（3）直連井上監(jiān)控中心的光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)（4），光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)（4）與運(yùn)行調(diào)度指揮系統(tǒng)的上位機(jī)（5）相連，無線定位通信基站（2）包含CSS定位通信基站和WIFI通信基站單元。

車載電控系統(tǒng)安裝在電機(jī)車（6）上，由車載高精度定位導(dǎo)航終端（7）、變頻控制系統(tǒng)（8）、RFID讀卡器（9）及障礙物檢測單元（10）組成，車載高精度定位導(dǎo)航終端（7）由車載處理器、CSS定位通信單元、無線WIFI單元及總線接口單元構(gòu)成，其通過總線接口單元與變頻控制系統(tǒng)（8）、RFID讀卡器（9）及障礙物檢測單元（10）相連。