本實(shí)用新型涉及一種礦山無人運(yùn)輸車隊(duì)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有汽車上無人車隊(duì)采用的控制系統(tǒng)有兩種，第一種是在每一輛汽車上均安裝有路徑導(dǎo)航裝置，每一輛車均沿預(yù)設(shè)好的路徑行駛；另一種是在車隊(duì)的前方具有一輛頭車，頭車一般人為駕駛，頭車選擇行駛路徑，頭車和跟車之間安裝跟隨系統(tǒng)，后續(xù)的車隊(duì)通過該跟隨系統(tǒng)跟隨頭車的行進(jìn)軌跡行駛。

跟隨系統(tǒng)目前采用兩種方式，一種是頭車向跟車發(fā)送跟隨固定頻譜，跟車接收到跟隨固定頻譜的信息后，跟隨頭車沿著頭車走過的路徑行走，該方式適合低速且轉(zhuǎn)彎角度小的路面行駛。另一種則是，頭車和跟車均安裝有GPS，頭車行駛時(shí)實(shí)時(shí)生成行駛路徑和位置信息，跟車則接收該行駛路徑并按該行駛路徑行駛，并根據(jù)GPS顯示的自身位置信息和接收到的頭車位置信息，計(jì)算保持一個(gè)安全距離。為了防止后車撞上前車，每輛跟車的前端均安裝有毫米波雷達(dá)，通過該毫米波雷達(dá)測量和前車的距離，以保證行駛時(shí)保持在一個(gè)安全距離。

而對于露天礦山上的礦石運(yùn)輸車來說，由于露天礦山的路面并非堅(jiān)硬的水泥路面，不像普通公路那么平整。路面在大噸位的運(yùn)輸車壓過后，時(shí)間一長往往會產(chǎn)生塌陷造成路面不平整，且還存在一系列其它安全問題，因此僅直接采用現(xiàn)有汽車上的無人車隊(duì)控制系統(tǒng)，將難以直接應(yīng)用于露天礦山上的運(yùn)輸車隊(duì)。

鑒于此，本發(fā)明人為此研制出一種礦山無人運(yùn)輸車隊(duì)控制系統(tǒng)，有效的解決了上述問題，本案由此產(chǎn)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供的一種礦山無人運(yùn)輸車隊(duì)控制系統(tǒng)，可自動檢測路面環(huán)境，并判斷是否適合車隊(duì)繼續(xù)前進(jìn)，適用于在礦山上使用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種礦山無人運(yùn)輸車隊(duì)控制系統(tǒng)，包括主控制室、頭車和跟車，跟車用于裝載礦石，跟車和頭車之間安裝跟隨系統(tǒng)，跟車通過該跟隨系統(tǒng)跟隨頭車的實(shí)際行進(jìn)軌跡前行，頭車采用差分GPS技術(shù)進(jìn)行位置定位，主控制室用于實(shí)時(shí)與頭車和跟車通信，頭車內(nèi)置用于記錄安全行駛路徑的路徑記憶模塊，頭車沿該安全行駛路徑行駛，頭車還安裝路面平整度檢測裝置，路面平整度檢測裝置用于檢測車身傾角并內(nèi)設(shè)報(bào)警傾角值和極限傾角值，路面平整度檢測裝置檢測到位于所處路面位置的車身傾角大于等于該報(bào)警傾角值時(shí)，向主控制室發(fā)送該位置路面的不平整報(bào)警信息；路面平整度檢測裝置檢測到位于所處路面位置的車身傾角大于等于該極限傾角值時(shí)，向主控制室發(fā)送該位置路面的不平整緊急報(bào)警信息，并控制頭車和跟車停止前行。

所述報(bào)警傾角值小于極限傾角值，極限傾角值小于頭車和跟車的實(shí)際翻車傾角值。

還包括報(bào)警解除裝置，用于向主控制室發(fā)送報(bào)警解除信號。

所述頭車為非礦石運(yùn)輸車，跟車為礦石運(yùn)輸車，頭車兩側(cè)安裝和跟車前后輪距一致的附加輪。

所述路面平整度檢測裝置為采用陀螺儀檢測頭車的車身傾角。

所述頭車和跟車還安裝有RFID識別模塊，RFID識別模塊讀取到具有RFID標(biāo)簽的移動物靠近時(shí)，控制頭車和跟車停止前行。

所述頭車和跟車還安裝有紅外識別模塊，紅外識別模塊探測到人或動物靠近時(shí)，控制頭車和跟車停止前行。

所述頭車還安裝有四周測障用的聲吶識別模塊，聲吶識別模塊檢測到前方有障礙物時(shí)，控制頭車和跟車停止前行，并向主控制室發(fā)送障礙報(bào)警信息。

所述頭車的前端安裝除障推土板。

所述頭車和跟車行駛道路兩側(cè)的路邊間隔安裝信標(biāo)，每個(gè)信標(biāo)均安裝有控制信號發(fā)射器、紅外發(fā)射器和紅外接收器，信標(biāo)之間通過紅外發(fā)射器和紅外接收器連接，頭車或跟車碰觸紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外線時(shí)，具有接收該紅外線的信標(biāo)向該頭車或跟車發(fā)送遠(yuǎn)離控制信號，該頭車或跟車接收到該遠(yuǎn)離控制信號時(shí)向遠(yuǎn)離該路邊的方向偏離行駛。

采用上述方案后，本實(shí)用新型主要是針對露天礦山的運(yùn)輸環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)。露天礦山的路面由于用于行走重型的運(yùn)輸車，因此每天的路面狀況均會有所不同，為此在頭車上設(shè)置路徑記憶模塊，一般情況下，每天均需人為的駕駛頭車在道路上行駛一圈，人為的預(yù)先按當(dāng)天的安全路徑行駛，頭車的記憶模塊則記錄下該人為駕駛時(shí)的安全行駛路徑，并在接下來的時(shí)間按該安全行駛路徑行駛。

然由于裝載了礦石的跟車較重，每次行駛過后，路面可能會被壓陷造成路面不平整，為此頭車還安裝路面平整度檢測裝置。且將路面平整度檢測裝置的觸發(fā)適應(yīng)性的設(shè)計(jì)呈兩種，一種報(bào)警傾角值和極限傾角值。檢測到路面傾角達(dá)到報(bào)警傾角時(shí)，此時(shí)可以繼續(xù)行駛，不會發(fā)生翻車的可能，控制室內(nèi)的檢測人員接受到該不平整報(bào)警信息時(shí)，即可組織人員進(jìn)行搶修。當(dāng)未及時(shí)搶修或其它原因?qū)е侣访鎯A角達(dá)到極限傾角值時(shí)，則控制頭車和跟車停止前行，等待搶修，并向主控制室發(fā)送不平整緊急報(bào)警信息。

附圖說明

圖1是本實(shí)施例頭車和跟車行駛時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)施例頭車和跟車行駛的基本流程圖；

圖3是本實(shí)施例頭車和跟車的前視圖之間的比較圖；

圖4是本實(shí)施例信標(biāo)的結(jié)構(gòu)示意圖。

標(biāo)號說明

頭車10，跟車20，路面平整度檢測裝置1，附加輪2，RFID識別模塊3，紅外識別模塊4，聲吶識別模塊5，除障推土板6，信標(biāo)7，控制信號發(fā)射器71，紅外發(fā)射器72，紅外接收器73，紅外線8。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。

如圖1所示，是本實(shí)用新型揭示的一種礦山無人運(yùn)輸車隊(duì)控制系統(tǒng)，包括主控制室（圖中未示出）、頭車10和跟車20。主控制室用于實(shí)時(shí)與頭車10和跟車20通信，主控制室可配備現(xiàn)場車輛的行徑軌跡圖，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場動態(tài)或工程進(jìn)度、根據(jù)現(xiàn)場狀況調(diào)度車輛、以及作出相關(guān)應(yīng)急處理。跟車20為礦石運(yùn)輸車，礦石運(yùn)輸車具有改裝難的問題，因此頭車10采用非礦石運(yùn)輸車，以便于改裝。

跟車20和頭車10之間安裝跟隨系統(tǒng)，跟車20通過該跟隨系統(tǒng)跟隨頭車10的實(shí)際行進(jìn)軌跡前行，該技術(shù)可直接沿用現(xiàn)有汽車車隊(duì)上的成熟技術(shù)。頭車10采用差分GPS技術(shù)進(jìn)行位置定位。

露天礦山的路面為泥土路面，并非像普通公路一樣采用堅(jiān)硬的水泥路面，經(jīng)礦石運(yùn)輸車行走后，易將路面壓壞，因此每天的路面狀況均會有所不同。為此在頭車10上內(nèi)置有路徑記憶模塊，最好的，如圖2所示，每天均人為的駕駛頭車10先在道路上行駛一圈，人為預(yù)先選擇出當(dāng)天的安全行駛路徑，頭車10的記憶模塊則記錄下該人為駕駛時(shí)的安全行駛路徑，并在接下來的時(shí)間按該安全行駛路徑自動行駛，跟車20則跟隨頭車10自動行駛。

由于路面狀況的多變性，使得該安全行駛路徑也可能由于頭車10或跟車20的經(jīng)過而發(fā)生塌陷，塌陷的程度一但使頭車10或跟車20傾斜角過大，將存在傾翻的危險(xiǎn)。為此頭車10還安裝路面平整度檢測裝置1，路面平整度檢測裝置1為采用陀螺儀檢測頭車10的車身傾角，因車是否會傾翻取決于車身的傾斜角度，車身傾斜越厲害則代表該路面越不平整。路面平整度檢測裝置1內(nèi)預(yù)設(shè)報(bào)警傾角值和極限傾角值，其中報(bào)警傾角值小于極限傾角值，因經(jīng)后續(xù)跟車20壓過后，該路面不平整的程度將可能進(jìn)一步擴(kuò)大，因此在選擇報(bào)警傾角值時(shí)可根據(jù)實(shí)際路面情況綜合考慮，確定需小于極限傾角值多少度，才能保證后續(xù)跟車20全部都能安全經(jīng)過。極限傾角值小于頭車10和跟車20的實(shí)際翻車傾角值，具體小于多少，需確保頭車10不會發(fā)生傾翻，并且保證在頭車10檢測到即將達(dá)到該極限傾角值時(shí)，后續(xù)跟車10全部經(jīng)過不會發(fā)生傾翻的危險(xiǎn)。

路面平整度檢測裝置1檢測到位于所處路面位置的車身傾角大于等于該報(bào)警傾角值時(shí)，向主控制室發(fā)送該位置路面的不平整報(bào)警信息，此時(shí)由于不會發(fā)生傾翻的危險(xiǎn)，因此頭車10和跟車20可繼續(xù)向前行駛。

路面平整度檢測裝置1檢測到位于所處路面位置的車身傾角大于等于該極限傾角值時(shí)，向主控制室發(fā)送該位置路面的不平整緊急報(bào)警信息，并且路面平整度檢測裝置1還直接控制頭車10和跟車20停止前行，以防發(fā)生傾翻。

當(dāng)主控制室的工作人員接收到不平整報(bào)警信息或不平整緊急報(bào)警信息，即組織搶修人員將不平整路面修平，同時(shí)通過報(bào)警解除裝置（圖中未示出），向主控制室發(fā)送報(bào)警解除信號。對于頭車10和跟車20均停止前行的狀況，搶修人員則需先切斷頭車10的自動控制權(quán)，改為手動控制。搶修完后，再恢復(fù)頭車10的自動控制權(quán)。

由于只有頭車10具有路面平整度檢測裝置1，而頭車10和跟車20的車型不一樣，如圖3所示，在頭車10的兩側(cè)安裝和跟車20前后輪距一致的附加輪2。如此頭車10在經(jīng)過不平整路面時(shí)，其傾斜角度才能真實(shí)的反應(yīng)跟車20的傾斜角度。

該系統(tǒng)主要基于無人環(huán)境，然當(dāng)有考察人員進(jìn)入或檢修人員進(jìn)入運(yùn)輸車隊(duì)附近時(shí)，或礦區(qū)的其它設(shè)備進(jìn)入運(yùn)輸車隊(duì)附近時(shí)，為防止發(fā)生意外。頭車10和跟車20還安裝有RFID識別模塊3(射頻識別模塊)，RFID識別模塊3讀取到具有RFID標(biāo)簽的移動物靠近時(shí)，控制頭車10和跟車20停止前行。具有RFID標(biāo)簽的移動物有很多，比如安裝有RFID標(biāo)簽的安全帽或身份標(biāo)示牌等，進(jìn)入的人員均需佩戴具有RFID標(biāo)簽的物品。安裝有RFID標(biāo)簽的移動物也可以為礦區(qū)的其它作業(yè)設(shè)備。

為了防止無關(guān)人員或動物誤闖入運(yùn)輸車隊(duì)，頭車10和跟車20還安裝有紅外識別模塊4，紅外識別模塊4探測到人或動物靠近時(shí)，控制頭車10和跟車20停止前行。

礦區(qū)的道路還有可能存在意外滾落的大石頭、樹木或其它車隊(duì)無法通行的大型障礙物，為了防止車隊(duì)撞上這些大型障礙物，頭車10還安裝有識別四周障礙用的聲吶識別模塊5。聲吶識別模塊5檢測到前方有大型障礙物時(shí)，控制頭車10和跟車20停止前行，并向主控制室發(fā)送障礙報(bào)警信息，等待搶修人員。搶修人員搬離大型障礙物后，即可通過上述的報(bào)警解除裝置向主控制室發(fā)送報(bào)警解除信號。

對于小障礙，通過在頭車10前端安裝的除障推土板6，即可自行解除障礙。

為了避免系統(tǒng)發(fā)生始料未及的意外故障，導(dǎo)致頭車10或跟車20未按安全行駛路徑行駛，發(fā)生駛離路面的情況發(fā)生，進(jìn)行如下補(bǔ)救安全設(shè)置。如圖1所示，即在頭車10和跟車20行駛道路兩側(cè)的路邊間隔安裝信標(biāo)7。如圖4所示，每個(gè)信標(biāo)7均安裝有控制信號發(fā)射器71、紅外發(fā)射器72和紅外接收器73，信標(biāo)7之間通過安裝紅外發(fā)射器72和紅外接收器73連接。頭車10或跟車20碰觸紅外發(fā)射器72發(fā)射的紅外線8時(shí)，具有接收該紅外線8的信標(biāo)7通過其控制信號發(fā)射器71向該頭車10或跟車20發(fā)送遠(yuǎn)離控制信號，該頭車10或跟車20接收到該遠(yuǎn)離控制信號時(shí)向遠(yuǎn)離該路邊的方向偏離行駛，防止頭車10或跟車20駛離路面，發(fā)生傾翻的危險(xiǎn)。

以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍的限定。凡依本案的設(shè)計(jì)思路所做的等同變化，均落入本案的保護(hù)范圍。