[發明專利]一種基于UWB技術的礦用電機車無人駕駛系統

在審

• 申請號: 202110250724.1
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112896192A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 魯良偉;李敬兆;周華平
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: B60W60/00
• 分類號: B60W60/00;B60W30/09;B60L15/20;B62D5/04;B60T13/74
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于UWB技術的礦用電機車無人駕駛系統，其特征在于，所述的一種基于UWB技術的礦用電機車無人駕駛系統包括駕駛控制模塊(1)、UWB定位基站模塊(2)、感知系統模塊(3)、電機驅動模塊(4)和電源模塊(5)組成。其中駕駛控制模塊1包括整車控制器VCU和工控機，感知系統模塊3包括超聲波傳感器、速度傳感器、紅外傳感器和激光雷達傳感器，電機驅動模塊4包括動力系統、轉向系統和制動系統。

2.根據權利要求1所述的一種基于UWB技術的礦用電機車無人駕駛系統，其特征在于，UWB定位基站模塊(2)、感知系統模塊(3)、電機驅動模塊(4)以及電源模塊(5)均通過相應接口與駕駛室控制模塊(1)相連。

3.根據權利要求1所述的一種基于UWB技術的礦用電機車無人駕駛系統，其特征在于，電源模塊(5)通過導線為駕駛室控制模塊(1)、UWB定位基站模塊(2)、感知系統模塊(3)、電機驅動模塊(4)提供所需的工作電能。

4.根據權利要求1所述的一種基于UWB技術的礦用電機車無人駕駛系統，其特征在于，駕駛控制模塊(1)在上電初始化后，立即控制UWB定位基站模塊(2)和感知系統模塊(3)開始環境信息采集工作。

5.根據權利要求1所述的一種基于UWB技術的礦用電機車無人駕駛系統，其特征在于，UWB定位基站模塊(2)通過礦用電機車中間的UWB輔助定位基站將車頭、車尾所獲取的標簽位置信息實時的發送到駕駛控制模塊(1)。

6.根據權利要求1所述的一種基于UWB技術的礦用電機車無人駕駛系統，其特征在于，感知系統模塊(3)中的超聲波傳感器實時測量礦用電機車與巷道壁之間的距離，并實時發送到駕駛控制模塊(1)；感知系統模塊(3)中的速度傳感器實時測量礦用電機車在井下的行駛速度，并實時發送到駕駛控制模塊(1)；感知系統模塊(3)中的紅外傳感器實時發射并接收反射回來的紅外線，用來循跡以確定礦用電機車的行進路徑，并實時發送到駕駛控制模塊(1)；感知系統模塊(3)中的激光雷達傳感器實時測量礦用電機車周圍的障礙物的大小與位置信息，并實時發送到駕駛控制模塊(1)。

7.根據權利要求1所述的一種基于UWB技術的礦用電機車無人駕駛系統，其特征在于，駕駛控制模塊(1)，在接收到來自UWB定位基站模塊(2)和感知系統模塊(3)的相關環境信息后，整車控制器VCU和工控機立即對這些信息進行分類判別，針對礦用電機車所處的實時位置環境信息產生相對應的控制指令信號發送到電機驅動模塊以驅動礦用電機車完成相應的動作。

8.根據權利要求1所述的一種基于UWB技術的礦用電機車無人駕駛系統，其特征在于，駕駛控制模塊(1)、UWB定位基站模塊(2)、感知系統模塊(3)、電機驅動模塊(4)和模塊(5)相互協同作用下共同完成礦用電機車的自主運行、自主避障、自主調速等操作，構成一套完備的礦用電機車無人駕駛系統。

9.根據權利要求1所述的一種基于UWB技術的礦用電機車無人駕駛系統，其特征在于，駕駛控制室模塊(1)作為整個系統的“大腦”，由整車控制器VCU以及工控機組成，以整車控制器VCU控制為主，工控機控制為輔，二者協同合作共同完成這個系統的判斷決策、指令輸出。

10.根據權利要求1所述的一種基于UWB技術的礦用電機車無人駕駛系統，其特征在于，UWB定位基站模塊(2)中的UWB定位基站采取在礦用電機車的車頭以及車尾部分分別用三個UWB定位基站構成等邊三角形分布，同時，位于礦用電機車中部放置一個UWB定位基站作為輔助基站，用于和駕駛控制模塊進行信息傳遞。

11.根據權利要求1所述的一種基于UWB技術的礦用電機車無人駕駛系統，其特征在于，感知系統模塊(3)由超聲波傳感器、速度傳感器、紅外傳感器以及激光雷達傳感器組成。為使礦用電機車能夠在井下安全運行，本發明將感知系統模塊(3)分別布置于礦用電機車的車頭、車尾以及兩側。