[發(fā)明專利]一種全自動地下采礦運輸系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910691247.5
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN110456745B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設計）人: 秦曉輝;龐濤;徐彪;謝國濤;王曉偉;秦兆博;邊有鋼;胡滿江
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 廣州容大知識產權代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

1.一種全自動地下采礦運輸系統(tǒng)，其特征在于：包括：

調度控制中心，用于接收并存儲數(shù)據，發(fā)出控制指令，以進行作業(yè)調度、運營監(jiān)控、數(shù)據管理和遠程操控；

車載自動駕駛系統(tǒng)，設置于工程車輛內，用于接收和解析指令、車輛循跡、識別礦物、障礙物和周圍工程車輛、與調度控制中心配合實現(xiàn)多車協(xié)同作業(yè)；

車地通信系統(tǒng)，耦接于調度控制中心與車載自動駕駛系統(tǒng)之間，以建立調度控制中心與車載自動駕駛系統(tǒng)雙向高速數(shù)據傳輸通道，并傳輸路側監(jiān)控數(shù)據至調度控制中心；所述調度控制中心包括：

系統(tǒng)監(jiān)控模塊，用于實現(xiàn)地下礦井作業(yè)狀態(tài)的宏觀觀測、關鍵區(qū)域單車作業(yè)監(jiān)控和關鍵路側區(qū)域監(jiān)控；

作業(yè)調度模塊，耦接于系統(tǒng)監(jiān)控模塊受系統(tǒng)監(jiān)控模塊監(jiān)控，用于對礦區(qū)運營計劃進行解析和全局路徑規(guī)劃，輸出控制指令調度鏟運車的排班和多車協(xié)同控制；

數(shù)據管理模塊，耦接于系統(tǒng)監(jiān)控模塊受系統(tǒng)監(jiān)控模塊監(jiān)控，用于地下采礦運輸系統(tǒng)數(shù)據的存儲、隨機查詢和數(shù)據挖掘；

緊急停車模塊，耦接于系統(tǒng)監(jiān)控模塊受系統(tǒng)監(jiān)控模塊監(jiān)控，用于在緊急情況下進行單車急停和全礦區(qū)急停；

遠程操控模塊，耦接于系統(tǒng)監(jiān)控模塊受系統(tǒng)監(jiān)控模塊監(jiān)控，用于遠程操控模式下輸出指令控制完成運輸作業(yè)；

中心通信模塊，耦接于車地通信系統(tǒng)，還耦接于系統(tǒng)監(jiān)控模塊、作業(yè)調度模塊、數(shù)據管理模塊、緊急停車模塊和遠程操控模塊，以提供系統(tǒng)監(jiān)控模塊、作業(yè)調度模塊、數(shù)據管理模塊、緊急停車模塊和遠程操控模塊與車地通信系統(tǒng)之間的通信；所述車地通信系統(tǒng)包括：

數(shù)據傳輸模塊，耦接于中心通信模塊，還耦接于車載自動駕駛系統(tǒng)，以構建中心通信模塊與車載自動駕駛系統(tǒng)之間的通信，以在車載自動駕駛系統(tǒng)與中心通信模塊之間雙向傳輸數(shù)據和圖像視頻信息，以及將車輛狀態(tài)、環(huán)境感知和礦區(qū)監(jiān)控信息實時傳回至中心通信模塊，同時，將車輛控制命令和路徑規(guī)劃信息實時傳輸至車載自動駕駛系統(tǒng)；

數(shù)據服務模塊，耦接于數(shù)據傳輸模塊，以對經過數(shù)據傳輸模塊的數(shù)據、圖像視頻信息、車輛狀態(tài)、環(huán)境感知、礦區(qū)監(jiān)控信息、車輛控制命令和路徑規(guī)劃信息進行維護處理；

路側監(jiān)控模塊，耦接于數(shù)據傳輸模塊，還耦接于外部路側監(jiān)控攝像頭，以接收外部路側監(jiān)控攝像頭的監(jiān)控圖像后傳輸?shù)綌?shù)據傳輸模塊；所述車載自動駕駛系統(tǒng)包括：

車載通信模塊，耦接于數(shù)據傳輸模塊，傳輸數(shù)據、圖像視頻信息、車輛狀態(tài)、環(huán)境感知、礦區(qū)監(jiān)控信息、車輛控制命令和路徑規(guī)劃信息至數(shù)據傳輸模塊內；

規(guī)劃決策模塊，耦接于車載通信模塊，以接收車載通信模塊輸出的車輛控制命令和路徑規(guī)劃信息控制車輛的行為決策和局部路徑規(guī)劃；

感知定位模塊，耦接于規(guī)劃決策模塊，還耦接于車載通信模塊，以感知礦區(qū)環(huán)境，識別礦物、障礙物和其他工程車輛，同時實現(xiàn)車輛的實時定位，輸出礦區(qū)監(jiān)控信息、環(huán)境感知、車輛狀態(tài)至車載通信模塊；

運動控制模塊，耦接于規(guī)劃決策模塊，受規(guī)劃決策模塊控制驅動車輛動作以及反饋車輛狀態(tài)；

故障診斷模塊，耦接于車載通信模塊、規(guī)劃決策模塊、感知定位模塊和運動控制模塊，以進行車載端數(shù)據記錄和車輛的實時故障診斷；所述調度控制中心中遠程操控具體步驟如下：

1）調度員在調度控制中心客戶端上選中所需要遠程操控的車輛，并申請獲取車輛視頻監(jiān)控數(shù)據；

2）車輛視頻監(jiān)控數(shù)據在調度控制中心客戶端顯示，調度員便可選擇遠程操控指令；

3）調度員選擇遠程操控指令：若車輛為停車狀態(tài)，則直接進入遠程操控模式；若車輛為非停車狀態(tài)，則調度控制中心為車輛規(guī)劃一條停車路徑，由車載自動駕駛系統(tǒng)控制車輛減速停車，停車后進入遠程操控模式；

4）調度員在遠程操控臺上通過控制車輛的轉向角、車速和制動壓力控制車輛的運行，在控制過程中需要通過調度控制中心客戶端觀察車輛的詳細運行信息及視頻監(jiān)控信息；

5）調度員在遠程操控模式下控制車輛運行至期望位置后，下達停車制動指令；

6）調度員在調度控制中心客戶端上退出遠程操控模式，系統(tǒng)將退回遠程操控前的駕駛模式；

所述調度控制中心還包括地圖管理模塊，所述地圖管理模塊包括：

地圖創(chuàng)建模塊，以創(chuàng)建可通行區(qū)域的便捷，提供地圖容器；

地圖編輯模塊，耦接于地圖創(chuàng)建模塊，以在地圖創(chuàng)建模塊提供的地圖容器內的可通行區(qū)域邊界的基礎上添加地圖單元，形成一張可用的地圖；

地圖維護模塊，耦接于地圖編輯模塊，以對可用的地圖進行維護，具有自動維護和人工維護兩種功能；

地圖發(fā)布模塊，耦接于地圖編輯模塊，以接收地圖編輯模塊形成的可用的地圖，并將該地圖發(fā)布出去，其中在同一時間內，僅允許有一張地圖處于發(fā)布狀態(tài)；

所述地圖創(chuàng)建模塊創(chuàng)建地圖的步驟如下：

（1）地圖編制員設置地圖原點；

（2）由人工駕駛車輛司機駕駛安裝了定位與通信裝置的車輛運行至可通行區(qū)域，并通知地圖編制員；

（3）地圖編制員在調度控制中心客戶端上選擇進入地圖采集作業(yè)界面，并通知人工駕駛車輛司機開始采集地圖；

（4）人工駕駛車輛司機駕駛車輛沿著可通行區(qū)域低速運行兩圈，運行過程中應保證車輛狀態(tài)平穩(wěn)；

（5）完成上述過程后保存采集的數(shù)據，調度控制中心即獲得可通行區(qū)域的信息，匯總后形成可通行區(qū)域的輪廓信息；

（6）若可通行區(qū)域輪廓內還存在不可通行區(qū)域時，同樣采用上述方法采集到不可通行區(qū)域的輪廓信息，將兩次采集到的輪廓信息進行疊加，便可得到無人駕駛區(qū)域可通行區(qū)域的邊界信息，完成地圖容器的創(chuàng)建。