[發明專利]一種基于組合導航井下運輸車的無人駕駛系統

在審

• 申請號: 202111595099.0
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號: CN114047768A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 汪選要;孫華雙
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 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

本發明公開了一種基于組合導航井下運輸車的無人駕駛系統，包括運輸車車體、井下巷道、定位模塊、控制模塊和通信模塊。所述運輸車車體包括防爆線控底盤模塊、車架、定位模塊和設置于車架上的傳感器，定位模塊包括慣導模塊、視覺導航模塊、磁釘導航模塊，井下巷道包括路面a和路面b兩種路面條件，控制模塊包括中央處理器、工控機、蓄電池和配電箱，通信模塊包括井下若干網絡基站、井下環網交換機、井上環網交換機、雙光纖環網和地面控制中心。本發明采用無拖拽電纜的可充電式蓄電池作為動力源，采用無污染物排放的純電驅動，采用四輪轂電機驅動技術提高整車的靈活機動性，采用組合導航模式適用于井下多路況行駛，實現自動化與智能化。

技術領域

本發明涉及一種自主運輸工具，特別涉及一種基于組合導航井下運輸車的 無人駕駛系統。

背景技術

現階段面向井下無人駕駛技術正在快速發展，所研發煤礦機器人多為輪式或 履帶式，例如架棚機器人、搬運機器人和小型的巡檢類機器人等，一旦發生運行 故障需要回程維修或者遇到電力不足需移動到指定防爆充電硐室充電時，這時就 需要一種運輸車來完成運輸任務。而運輸車廣泛應用于各種貨物或工具的短途運 輸，能降低運輸成本，提高工作效率，特別地對于研究井下無人駕駛的運輸車具 有重要的現實意義。

目前多數井下煤礦機器人采用的是防爆柴油機或者液壓馬達作為動力源驅 動，并且有相當一部分機器人工作時拖有笨重的電纜，給工作帶來嚴重的不便， 運行成本也相應的增加。專利申請號202110657358.1，名稱為“一種氣動履帶式 多功能運輸車及方法”的發明專利，該方案采用壓縮空氣作為動力源，可靠性高， 維護量小，但是缺乏智能性，且自重大難以實現真正意義上的無人駕駛。專利申 請號為201611067840.5，名稱為“一種高精度定位導航終端的井下礦機車無人駕 駛系統及方法”的發明專利。該系統采用的是GPS定位模塊進行井下定位，但是 沒考慮井下GPS定位信號弱導致定位不準確造成電機車偏航的問題。

與此同時，多數機器人運輸車采用的運輸方式是導軌式，雖然運輸能力以及 通用性好，但不具備靈活性，而且井下鋪設導軌大大占用了井下巷道的空間利用 率，難以在部分巷道普及其他智能煤礦機器人從而實現自動化減人的目的。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種基于組合導航井下運輸車的無人駕駛系統， 可以有效地克服或者至少部分地解決上述背景技術中的問題。

本發明提供如下技術方案：一種基于組合導航井下運輸車的無人駕駛系統， 包括運輸車車體、井下巷道、定位模塊、控制模塊和通信模塊；所述運輸車車體 包括防爆線控底盤模塊、車架、定位模塊和設置于車架上的傳感器。

優選的，所述防爆線控底盤模塊包括四個防爆車輪、四個分別安裝在防爆車 輪上的輪轂電機和四個電磁制動器；還包括有車軸和鋼板彈簧懸架，電磁制動器 有四個且關于車體中軸線對稱分布在車軸上方并安裝在車架內側，鋼板彈簧安裝 在車架下方并與車架鉸接，車軸和鋼板彈簧懸架固定連接；所述車架上安裝有托 板、前保險杠、后保險杠、前橫梁和后橫梁，其特征在于，所述車架和托板固定 連接，所述車架固定連接有前橫梁和后橫梁，所述托板用于承載中小型煤礦機器 人，所述前后保險杠兩端收攏，分別安裝在車架前后方。

所述定位模塊包括慣導模塊、視覺導航模塊、磁釘導航模塊。

優選的，所述慣導模塊用于測量車體在慣性參考系下加速度，并通過積分運 算獲得載體的速度、姿態和位置信息。

優選的，所述視覺導航模塊主要包括一個雙目深度相機，其特征在于，所述 雙目深度相機安裝在前保險杠上并關于車體中軸線對稱，用于獲取車體在導航坐 標下的位姿信息并采用卡爾曼濾波進行信息融合，獲得最終車體的位姿信息，同 時對慣性導航的累計誤差進行修正，保證導航定位的精確度。