本發(fā)明涉及地下礦用鉸接式車輛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種地下礦用鉸接式車輛無(wú)人駕駛控制方法及裝置。

背景技術(shù)：

目前，礦產(chǎn)資源的開(kāi)采逐步轉(zhuǎn)入地下，并向深部延伸，隨著深度的不斷增加，地下的工作環(huán)境越來(lái)越惡劣，同時(shí)還有不確定的冒頂?shù)任ｋU(xiǎn)因素，不可避免的給從事采礦運(yùn)輸裝備工作的人員帶來(lái)了一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，作為地下無(wú)軌采礦工藝中重要的裝備—地下礦用鉸接式車輛的無(wú)人駕駛技術(shù)研究成為趨勢(shì)。

在地下實(shí)際應(yīng)用中，由于巷道環(huán)境彎曲且狹窄，考慮到機(jī)動(dòng)性能，車輛均涉及為前后鉸接式為主，鉸接式車輛的主要行駛環(huán)境為地下巷道環(huán)境，在特殊的裝載點(diǎn)和卸載點(diǎn)之間來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其行駛區(qū)域和路線相對(duì)固定不變，這樣對(duì)于無(wú)人駕駛來(lái)說(shuō)就是重復(fù)性的工作，而現(xiàn)有技術(shù)中缺乏針對(duì)這種無(wú)人駕駛的控制解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種地下礦用鉸接式車輛無(wú)人駕駛控制方法及裝置，利用該方法可以很方便的實(shí)現(xiàn)鉸接式車輛的無(wú)人駕駛控制，能夠在地下礦山中很快實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無(wú)人駕駛工作，控制過(guò)程所涉及的工作裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且工作過(guò)程穩(wěn)定可靠。

一種地下礦用鉸接式車輛無(wú)人駕駛控制方法，所述方法包括：

步驟1、首先由有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員在巷道內(nèi)的鏟裝點(diǎn)和裝卸點(diǎn)之間人工駕駛一遍，在人工駕駛的過(guò)程中，以一定的采樣周期，分別記錄人工駕駛過(guò)程中的速度信息、姿態(tài)信息和位置信息，并存入路徑記憶存儲(chǔ)模塊；

步驟2、對(duì)所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以相鄰兩個(gè)采樣周期內(nèi)的航向角差值為判斷準(zhǔn)則，判斷車輛為轉(zhuǎn)向行駛或直線行駛；

步驟3、以直線和轉(zhuǎn)向?yàn)榉纸缇€，將車輛固定往復(fù)的無(wú)人駕駛路線分割為多個(gè)區(qū)域段；

步驟4、從起始點(diǎn)開(kāi)始，對(duì)分割出的各區(qū)域段進(jìn)行標(biāo)號(hào)，并將所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的速度信息、姿態(tài)信息和位置信息按照各區(qū)域段進(jìn)行分別對(duì)應(yīng)；

步驟5、當(dāng)控制車輛進(jìn)行無(wú)人駕駛時(shí)，從起始點(diǎn)開(kāi)始，由控制處理模塊按照所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的速度信息、姿態(tài)信息和位置信息控制車輛按照相應(yīng)的速度和轉(zhuǎn)向行駛；

步驟6、依次類推，控制所述車輛在每個(gè)區(qū)域段內(nèi)都按照所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊中與之相對(duì)應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行自主行駛，直至抵達(dá)終點(diǎn)完成整個(gè)無(wú)人駕駛過(guò)程。

所述步驟2的具體過(guò)程為：

以相鄰兩個(gè)采樣周期內(nèi)的航向角差值為判斷準(zhǔn)則，預(yù)先設(shè)置差值的閾值；

若前后連續(xù)兩個(gè)采樣周期的差值都超過(guò)閾值，則判斷車輛在進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作，并通過(guò)差值的正負(fù)確認(rèn)車輛左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)；

若連續(xù)兩個(gè)采樣周期的差值都沒(méi)有超過(guò)閾值，則判斷車輛為直線行駛。

在所述步驟5中，由控制處理模塊控制車輛行駛的過(guò)程具體為：

首先利用定位模塊得到車輛的位置信息；

將所得到的位置信息與所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊內(nèi)存儲(chǔ)的位置信息進(jìn)行比較，若兩者差值在設(shè)定的允許范圍內(nèi)，則控制所述車輛按照所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊內(nèi)存儲(chǔ)的相應(yīng)速度和轉(zhuǎn)向行駛；

若兩者差值不在設(shè)定的允許范圍內(nèi)，則繼續(xù)尋找所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊內(nèi)的相鄰定位數(shù)據(jù)，直到兩者差值在設(shè)定的允許范圍內(nèi)；

若遍歷各區(qū)域段內(nèi)的定位數(shù)據(jù)信息，仍然發(fā)現(xiàn)兩者差值不在設(shè)定的允許范圍內(nèi)，則結(jié)束無(wú)人駕駛。

一種地下礦用鉸接式車輛無(wú)人駕駛控制裝置，所述裝置包括定位模塊、車輛信息檢測(cè)模塊、速度模塊、路徑記憶存儲(chǔ)模塊和控制處理模塊，其中：

所述定位模塊設(shè)置在井下巷道中，用于對(duì)鉸接式車輛的位置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；

所述車輛信息檢測(cè)模塊用于在車輛駕駛過(guò)程中，實(shí)時(shí)獲取車體的關(guān)鍵姿態(tài)參數(shù)；

所述速度模塊用于對(duì)車輛的實(shí)時(shí)行駛速度進(jìn)行檢測(cè)；

所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)車輛行駛過(guò)程中各種傳感器的數(shù)據(jù)及位置數(shù)據(jù)信息，并按照一定的組合排列進(jìn)行存儲(chǔ)；

所述控制處理模塊用于按照所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的速度信息、姿態(tài)信息和位置信息控制車輛按照相應(yīng)的速度和轉(zhuǎn)向行駛。

所述位置信息是車輛在巷道中相對(duì)于起始點(diǎn)的位置坐標(biāo)，分為橫向位置和縱向位置坐標(biāo)。

所述關(guān)鍵姿態(tài)參數(shù)包括鉸接車輛前后的鉸接角以及車體航向角。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，利用該方法可以很方便的實(shí)現(xiàn)鉸接式車輛的無(wú)人駕駛控制，控制過(guò)程所涉及的工作裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且工作過(guò)程穩(wěn)定可靠。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供地下礦用鉸接式車輛無(wú)人駕駛控制方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例所提供地下礦用鉸接式車輛無(wú)人駕駛控制方法流程示意圖，所述方法包括：

步驟1、首先由有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員在巷道內(nèi)的鏟裝點(diǎn)和裝卸點(diǎn)之間人工駕駛一遍，在人工駕駛的過(guò)程中，以一定的采樣周期，分別記錄人工駕駛過(guò)程中的速度信息、姿態(tài)信息和位置信息，并存入路徑記憶存儲(chǔ)模塊；

在該步驟中，在人工駕駛的過(guò)程中，駕駛過(guò)程保證速度和轉(zhuǎn)向的控制均處于較優(yōu)的狀態(tài)，也即車輛的工作效率處于較高狀態(tài)。

步驟2、對(duì)所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以相鄰兩個(gè)采樣周期內(nèi)的航向角差值為判斷準(zhǔn)則，判斷車輛為轉(zhuǎn)向行駛或直線行駛；

在該步驟中，具體過(guò)程為：

以相鄰兩個(gè)采樣周期內(nèi)的航向角差值為判斷準(zhǔn)則，預(yù)先設(shè)置差值的閾值；

若前后連續(xù)兩個(gè)采樣周期的差值都超過(guò)閾值，則判斷車輛在進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作，并通過(guò)差值的正負(fù)確認(rèn)車輛左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)；

若連續(xù)兩個(gè)采樣周期的差值都沒(méi)有超過(guò)閾值，則判斷車輛為直線行駛。

步驟3、以直線和轉(zhuǎn)向?yàn)榉纸缇€，將車輛固定往復(fù)的無(wú)人駕駛路線分割為多個(gè)區(qū)域段；

步驟4、從起始點(diǎn)開(kāi)始，對(duì)分割出的各區(qū)域段進(jìn)行標(biāo)號(hào)(例如標(biāo)記為1…，n)，并將所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的速度信息、姿態(tài)信息和位置信息按照各區(qū)域段進(jìn)行分別對(duì)應(yīng)；

步驟5、當(dāng)控制車輛進(jìn)行無(wú)人駕駛時(shí)，從起始點(diǎn)開(kāi)始，由控制處理模塊按照所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的速度信息、姿態(tài)信息和位置信息控制車輛按照相應(yīng)的速度和轉(zhuǎn)向行駛；

在該步驟中，由控制處理模塊控制車輛行駛的過(guò)程具體為：

首先利用定位模塊得到車輛的位置信息；

將所得到的位置信息與所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊內(nèi)存儲(chǔ)的位置信息進(jìn)行比較，若兩者差值在設(shè)定的允許范圍內(nèi)，則控制所述車輛按照所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊內(nèi)存儲(chǔ)的相應(yīng)速度和轉(zhuǎn)向行駛；

若兩者差值不在設(shè)定的允許范圍內(nèi)，則繼續(xù)尋找所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊內(nèi)的相鄰定位數(shù)據(jù)，直到兩者差值在設(shè)定的允許范圍內(nèi)；

若遍歷各區(qū)域段內(nèi)的定位數(shù)據(jù)信息，仍然發(fā)現(xiàn)兩者差值不在設(shè)定的允許范圍內(nèi)，則結(jié)束無(wú)人駕駛。

步驟6、依次類推，控制所述車輛在每個(gè)區(qū)域段內(nèi)都按照所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊中與之相對(duì)應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行自主行駛，直至抵達(dá)終點(diǎn)完成整個(gè)無(wú)人駕駛過(guò)程。

基于上述的方法，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種地下礦用鉸接式車輛無(wú)人駕駛控制裝置，如圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例所提供裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，所述裝置包括定位模塊、車輛信息檢測(cè)模塊、速度模塊、路徑記憶存儲(chǔ)模塊和控制處理模塊，其中：

所述定位模塊設(shè)置在井下巷道中，用于對(duì)鉸接式車輛的位置信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)；

所述車輛信息檢測(cè)模塊用于在車輛駕駛過(guò)程中，實(shí)時(shí)獲取車體的關(guān)鍵姿態(tài)參數(shù)；

所述速度模塊用于對(duì)車輛的實(shí)時(shí)行駛速度進(jìn)行檢測(cè)；主要通過(guò)安裝在傳動(dòng)軸上的里程計(jì)來(lái)計(jì)算獲??；

所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)車輛行駛過(guò)程中各種傳感器的數(shù)據(jù)及位置數(shù)據(jù)信息，并按照一定的組合排列進(jìn)行存儲(chǔ)；具體實(shí)現(xiàn)中，還可以結(jié)合相鄰采樣周期的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)路徑的分割處理；

所述控制處理模塊用于按照所述路徑記憶存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的速度信息、姿態(tài)信息和位置信息控制車輛按照相應(yīng)的速度和轉(zhuǎn)向行駛。

具體實(shí)現(xiàn)中，上述位置信息是車輛在巷道中相對(duì)于起始點(diǎn)的位置坐標(biāo)，分為橫向位置和縱向位置坐標(biāo)。

所述關(guān)鍵姿態(tài)參數(shù)包括鉸接車輛前后的鉸接角(在鉸接點(diǎn)處安裝鉸接傳感器)，以及車體航向角(陀螺儀直接計(jì)算或通過(guò)其他方式反推計(jì)算)。

綜上所述，按照本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法及裝置，就可以方便的實(shí)現(xiàn)鉸接式車輛的無(wú)人駕駛控制，且裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作過(guò)程穩(wěn)定可靠。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。