[發明專利]一種基于5G的礦區無人運輸系統的編組協同作業方法

有效

• 申請號: 202010794524.8
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112037552B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 郭雅馨;周彬;倪浩源;馬立偉;廖亞萍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G08G1/0967
• 分類號: G08G1/0967;H04W4/40;H04W4/021
• 代理公司: 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 陳磊;張楨

本發明公開了一種基于5G的礦區無人運輸系統的編組協同作業方法，通過會車位置設置的路側單元，每輛車上安裝車載單元以及用于獲取車輛位置、速度和加速度信息的基于5G的多車協同定位系統，中心控制平臺，通過計算判斷兩車根據當前車速運動到雙車道會車位置的時間，并在“滿行空停”的大原則下進行允許范圍內的車速控制調整，完成上下行礦卡協同編組運輸。通過本發明的技術方案，對于礦區地理性單行道無人駕駛礦物運輸提供了協同編組方案，基于5G的高速、低時延的特點，使得礦用卡車位置及車速等信息得以及時即刻的接收與計算，同時對于需求控制的發送及執行也直接提高了礦區無人駕駛運輸的效率。

技術領域

本發明屬于礦區無人駕駛技術領域，尤其涉及一種于5G礦區無人運輸系統的編組協同作業方法。

背景技術

我國幅員遼闊，礦產資源豐富，已探明有儲量的礦產159種，礦山十萬多處。礦山的開采和運輸由于環境、安全、效率等問題備受關注。為解決礦區安全事故頻發、司機招聘困難、管理運營成本高等生產痛點，隨著智慧礦山的建設以及無人駕駛技術的飛速發展，礦區無人駕駛應運而生。

礦區無人駕駛車輛主要是指無人駕駛礦卡，作為智慧礦區的子模塊，解決礦區的運輸問題，直接關系到礦區采礦效率。由于礦區地理環境以及礦卡寬度及數量原因，礦區運輸線路也多為帶有數個特定位置停車避讓點的盤旋單行道。礦區運輸車輛需要在信號燈的控制下運輸行駛，在指定停車點停靠，進行上行對下行、或下行對上行的車輛避讓。

近年來，一些專家學者提出了自動駕駛車輛用于狹窄路段會車的方法，但是現有技術主要針對城鎮鄉村道路一些人為造成的暫時性狹窄路段，存在以下幾點不足：狹窄路段是指穿越城鎮狹窄路段時對向來車、路上騎自行車者、部分停在車道上的泊車或停在第二排的泊車等暫時性短距離路段狹窄，不適用于只有少數指定位置錯車的地理性長距離單行坡道路段；該方法通過車載傳感器檢測對向來車和來車的速度、加速度數據，對于長距離單行路段無法通過傳感器檢測到來車，因此無法獲取數據并進行會車處理。

對于地理性長距離單行坡道的礦區無人運輸路段，礦卡的編組協同作業方法亟需確定。

發明內容

為了解決上述已有技術存在的不足，針對目前礦區的地理環境情況以及礦區無人駕駛系統的運輸編組存在的問題，通過對指定位置會車的規則以及車輛先行權規定的確定，基于5G的高速、低時延的特點，提高礦區無人駕駛運輸效率，本發明提出一種基于5G的礦區無人運輸系統的編組協同作業方法，本發明的具體技術方案如下：

一種基于5G的礦區無人運輸系統的編組協同作業方法，其特征在于，每個會車位置Q_Z設置路側單元，Z＝0,1,2,……N，N為礦區會車位置數加一，其中，Q₀為卸料點，即第一個會車位置；Q_N為取料點，即最后一個會車位置；每輛車上安裝車載單元以及用于獲取車輛位置、速度和加速度信息的基于5G的多車協同定位系統；所述編組協同作業方法還包括中心控制平臺，所述中心控制平臺用于數據匯總并向所述路側單元和所述車載單元發送指令；所述路側單元、所述車載單元和所述中心控制平臺都具有5G通訊功能，所述編組協同作業方法包括以下步驟：

S1：通過基于5G的多車協同定位系統獲得滿載礦卡M_Y和空載礦卡K_X的位置、車速和加速度信息并上傳至中心控制平臺，其中,Y＝1，2，…Ymax，X＝1,2,…Xmax，Ymax為礦區的滿載礦卡數量，Xmax為礦區的空載礦卡數量；

S2：根據在會車位置Q_Z設置的路側單元、滿載礦卡M_Y和空載礦卡K_X的實時位置，將兩車及會車位置之間的道路分為空間片S₁,S₂,…S_n(0≤n≤N)，空間片的具體劃分方法如下：