一种露天矿山无人驾驶系统的地图创建方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种露天矿山无人驾驶系统的地图创建方法及系统，方法包括：原始地图文件的采集、获取、编辑和管理，为露天矿山无人化系统的控制提供高精地图，解决露天矿山地形环境变化下的地图实时更新问题。进一步的将露天矿山无人化运行的任务流程和交通安全保护机制融入到地图的管理系统中，大大简化露天矿山无人化系统的复杂程度。

A map creation method and system of open pit mine driverless system

【技术实现步骤摘要】
一种露天矿山无人驾驶系统的地图创建方法及系统
本专利技术属于露天矿山无人驾驶
，涉及一种露天矿山无人驾驶系统的地图创建方法及系统。
技术介绍
国内外的露天矿山地处偏远，环境恶劣，矿区运输车辆作业司机老龄化趋势明显，由运输司机疏忽导致的安全事故频出，未来矿区在生产安全、人员投入等方面的经济负担将日益增加，无人化的露天矿山运输解决方案在矿区迫切需求和现代科技发展的推动下，开始崭露头角。然而，露天矿山的作业管理特殊性和复杂性，导致露天矿山无人化系统的实现面临诸多技术挑战，其中，地图管理技术是露天矿山无人化运输
的重要技术之一，需要适应露天矿山作业流程控制要求，即灵活、高效、安全的地图采集、编辑功能和满足露天矿山车辆无人驾驶控制的高精地图的管理能力，传统的露天矿山调度系统无法满足此要求。中国专利技术专利CN201680000852.8公开了一种作业机械的控制系统、作业机械以及作业机械的管理系统，采用激光传感器、速度传感器、陀螺传感器、定位装置进行障碍物检测，并在数据处理过程中剔除动态障碍物信息后，生成地图信息。<br>中国专利技术专本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种露天矿山无人驾驶系统的地图创建方法，其特征在于，包括：/n服务器装置，接收移动采集装置发送的原始地图文件，以文件的形式保存到本地；/n通过地图编辑软件创建原始数据图层，将原始地图文件导入，并对原始地图数据进行编辑，得到编辑后的原始数据图层；/n基于编辑后的原始数据图层创建点数据图层，在点数据图层对点数据进行编辑，并进行坐标系统编辑，得到编辑后的点数据图层；生成三维原始点云数据地图；/n基于编辑后的点数据图层创建线面数据图层，在线面数据图层，对点数据进行连接成线面操作，勾勒出露天矿山地图的轮廓，得到编辑后的线面数据图层；生成三维原始矿山地图；/n基于编辑后的线面数据图层创建区域数据图层，...

【技术特征摘要】
1.一种露天矿山无人驾驶系统的地图创建方法，其特征在于，包括：
服务器装置，接收移动采集装置发送的原始地图文件，以文件的形式保存到本地；
通过地图编辑软件创建原始数据图层，将原始地图文件导入，并对原始地图数据进行编辑，得到编辑后的原始数据图层；
基于编辑后的原始数据图层创建点数据图层，在点数据图层对点数据进行编辑，并进行坐标系统编辑，得到编辑后的点数据图层；生成三维原始点云数据地图；
基于编辑后的点数据图层创建线面数据图层，在线面数据图层，对点数据进行连接成线面操作，勾勒出露天矿山地图的轮廓，得到编辑后的线面数据图层；生成三维原始矿山地图；
基于编辑后的线面数据图层创建区域数据图层，在区域数据图层，将矿山作业区域进行划分为若干区域，并对区域进行对应属性编辑，得到编辑后的区域数据图层；
基于编辑后的区域数据图层创建道路数据图层，在道路数据图层，对道路区域进行路段分割，并对每一个路段的属性进行编辑，生成符合属性限制的无人驾驶车辆行驶路径，得到编辑后的道路数据图层；
基于编辑后的区域数据图层创建固定物数据图层，在固定物数据图层，对露天矿山区域内的固定物进行创建和属性编辑，得到编辑后的固定物数据图层；
基于编辑后的区域数据图层、道路数据图层和固定物数据图层创建任务数据图层，对矿山地图进行任务属性和触发范围编辑，对交通路口进行规则编辑，生成交通路口的控制规则，得到编辑后的任务数据图层；
对编辑后的原始数据图层、点数据图层、线面数据图层、区域数据图层、道路数据图层、固定物数据图层、任务数据图层进行校验，生成露天矿山无人驾驶系统的地图文件。


2.根据权利要求1所述的露天矿山无人驾驶系统的地图创建方法，其特征在于，原始地图文件保存到服务器装置的命名规则为“时间戳+采集车ID+任务描述符”。


3.根据权利要求1所述的露天矿山无人驾驶系统的地图创建方法，其特征在于，原始数据图层、点数据图层、线面数据图层、区域数据图层、道路数据图层、固定物数据图层、任务数据图层，每一层都有其独立的编辑功能和操作权限；
所述原始数据图层，为地图的基本层级，是点数据图层级的必备层级；在原始数据图层，能够进行多个数据文件的叠加导入的数据，或是指定多次或一定时间内通过无线通信设备接收的地形信息，也可以是基于数据文件导入数据，并进一步叠加指定多次或一定时间内通过无线通信设备接收的地形信息；在原始数据图层，只针对原始数据进行批量级导入、叠加、消除操作；
所述点数据图层，为基于原始数据图层建立的层级，是线数据图层级的必备层级；在点数据图层，能够手动或自动消除、添加、编辑每一个点，另外，还能够建立地图系统的局部坐标系，使得编辑后的点和原始数据的点的坐标属性遵循所述局部坐标系的相对变换关系；
所述线面数据图层，为基于点数据图层建立的层级，是区域数据图层级的必备层级；在线面数据图层，能够手动或自动的将指定的点数据图层的点连接成线、线交叠成面，通过添加、删除指定线面的操作，实现地图轮廓的编辑；
所述区域数据图层，为基于线面数据图层建立的层级，是道路数据图层和固定物数据图层的必备层级；在区域数据图层，针对露天矿山作业的区域规划，区域规划包括装载区、卸载区、行驶区，通过对线面数据图层产生的地图轮廓的区域数据编辑，实现露天矿山作业地图的区域划分；
所述道路数据图层，为基于区域数据图层建立的层级，是任务数据图层的必备层级；在道路数据图层，针对区域数据图层创建的道路区域进行编辑；道路数据图层的主要任务是创建符合矿区车辆行驶的常规道路和交通管制道路；通过添加道路单双车道、行车方向、曲率限制属性，手动或自动的通过曲线拟合、样条插值的方法生成可用于无人驾驶车辆行驶的中心行车线，进一步的创建道路分割表，指定道路的固定分割点或自动分割原则，将道路进行路段分割和编号；
所述固定物数据图层，为基于区域数据图层建立的层级；在固定物数据图层，能够在露天矿山地图区域内创建静态固定物，所述静态固定物大小、位置可编辑，其坐标属性基于点数据图层创建的局部坐标系，静态固定物为车辆不可达区域或为车辆可达区域，会影响道路数据图层的道路路权相关属性；
所述任务数据图层，为基于固定物数据图层和道路数据图层建立的层级；在任务数据图层，主要进行露天矿山作业任务和交通规则任务的创建和编辑；每一个区域、每一个路段、每一个固定物都能够编辑其多个参数级别的外扩、内缩的包络范围，并在指定的区域、路段、固定物的范围内建立多个任务属性，指定无人驾驶车辆或有人驾驶车辆在触发特定区域时所需要执行的任务；对于交通管制区域，除了上述任务的属性编辑外，还能够通过导入交通管制规则文件或手动输入的方式创建特定交通管制区域的管制规则，为交通管理装置提供交通规则输出。


4.根据权利要求1所述的露天矿山无人驾驶系统的地图创建方法，其特征在于，对编辑后的原始数据图层、点数据图层、线面数据图层、区域数据图层、道路数据图层、固定物数据图层、任务数据图层进行校验，包括：人工校验和系统自动校验，并将操作人员的登录信...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，周长成，唐建林，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32