一种用于智能推土机的辅助驾驶系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于智能推土机的辅助驾驶系统，包括：设置于云端的平整作业管理平台，其用于实现推土机端平整作业的全局调度与监控，并下发对应的作业任务；设置于推土机端的现场系统，其具备：智能传感系统，其用于实时采集推土机运行过程的全方位环境感知信息；交互终端；辅助作业子系统，其用于根据全方位感知信息对作业现场进行环境增强感知，并完成作业辅助；环境建模子系统，其用于根据全方位感知信息对作业现场进行环境建模与增强现实；安全预警子系统，其用于根据全方位感知信息对安全作业进行预警；生命周期管理系统，其用于作业任务，基于此，通过对各子系统的控制来开展当前作业辅助任务。当前作业辅助任务。当前作业辅助任务。

【技术实现步骤摘要】
一种用于智能推土机的辅助驾驶系统


[0001]本专利技术涉及露天矿用工程
，尤其是涉及一种用于智能推土机的辅助驾驶系统。

技术介绍

[0002]传统露天矿山以由传统型、经验型逐步向自动化、系统化、多元化以及智慧化方向发展，在实践的过程中取得了突破性进展，积累了许多技术和工程经验。露天矿山智能化改造是一个系统工程，需要将矿山现有的设计、生产、经营和管理等各系统整合统一，实现整个矿山系统的信息集成与共享。其中，工程机械的智能化改造是智慧矿山的核心技术支撑，建立智能化的工程机械设备是智能制造的战略方向，是智慧化矿山发展的必经之路。
[0003]传统的工程机械设备需要人为操控，在传统工程机械建设模式下，很容易因为操控失误而引发安全事故，而且运行效率也较低。智能化工程机械不仅可以减少操控人员的数量，还可以降低人为操控发生错误的可能性，提升矿区作业的质量和效率。智能化工程机械通常通过搭载各种传感器感知环境信息，具有自我感知、自主决策、自动控制的功能。
[0004]推土机是一种露天矿区常见的工程机械，常常作业于卸载、装载、修路等场景，驾驶路径循环往复、作业环境恶劣危险，枯燥的工作方式很容易使驾驶员产生倦怠，而疲劳驾驶会进一步增加在高危工作环境的安全风险。并且，由于缺乏全局视角，可能会出现感知盲区、推土路径不合理、推土作业区域重叠、遗漏的情况，风险大、油耗高、效率低。虽然现有推土机也能体现出一部分智能化程度，但难以在减少现场人员、提高施工质量、提高施工智能化程度、提高施工安全性等方面得到兼顾。
专利技术内容
[0005]本专利技术的目的在于，需要提供一种能够在减少现场人员、提高施工质量、提高施工智能化程度、提高施工安全性等方面得到兼顾的智能推土机辅助驾驶系统。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种用于智能推土机的辅助驾驶系统，包括：设置于云端的平整作业管理平台，其用于实现推土机端平整作业的全局调度与监控，并下发对应的作业任务；设置于推土机端的现场系统，其具备：智能传感系统，其用于实时采集推土机运行过程的全方位环境感知信息；交互终端；辅助作业子系统，其用于根据所述全方位感知信息对作业现场进行环境增强感知，并完成作业辅助；环境建模子系统，其用于根据所述全方位感知信息对作业现场进行环境建模与增强现实；安全预警子系统，其用于根据所述全方位感知信息对安全作业进行预警；生命周期管理系统，其搭载在所述交互终端上，并通过所述交互终端同时与各子系统连接，用于获得所述作业任务，基于此，通过对各子系统的控制来开展当前作业辅助任务。
[0007]优选地，所述平整作业管理平台包括：平整作业状态监控模块，其用于实时获取作业现场环境模型和推土机作业完成程度，并监测作业现场的停车位占用信息；平整作业调度模块，其用于根据所述作业现场环境模型、所述推土机作业完成程度和所述停车位占用
信息，构建作业区域全局地理信息并标记相应的调度指令，以对当前推土机的平整作业任务进行调度；平整作业安全监控模块，其用于根据所述作业现场环境模型，对危险作业区域进行标注，并将危险作业区域信息传输至对应的所述推土机端，以通过所述安全预警子系统来预警；平整作业评定模块，其用于根据所述作业现场环境模型和所述推土机作业完成程度，对当前平整作业是否达标进行动态监测。
[0008]优选地，所述辅助作业子系统包括：作业辅助部，所述作业辅助部具备：平整作业辅助模块，其用于根据所述全方位环境感知信息对现场地面进行三维建模，从而在地面三维模型上标记出路面凹凸程度、作业覆盖范围和施工难点，以对平整作业的完成程度进行监控；车身稳定模块，其用于根据车身位姿，对车身角度是否安全进行实时诊断；电子围栏模块，其用于根据来自所述平整作业管理平台的作业区域全局地理信息和所述全方位感知信息，实时规划作业区域边界；作业路径导航模块，其用于基于所述作业区域全局地理信息，构建作业现场可行驶区域地图，结合所述作业区域边界和增强感知结果，为推土机提供实时的路径导航辅助。
[0009]优选地，所述辅助作业子系统还包括：增强感知部，所述增强感知部具备：传感器融合感知模块，其用于对所述全方位感知信息中的各类信息进行融合并建模，形成环境融合模型；盲区预警模块，其用于根据所述环境融合模型，对推土机进行全方位的障碍物距离与语义检测，识别环境障碍物的距离与类别；后视影像模块，其用于基于所述环境融合模型为驾驶员提供倒车辅助和距离预警；扬尘预警模块，其用于根据所述全方位环境感知信息，分析作业现场的扬尘信息，并利用所述扬尘信息为所述智能传感系统内的激光雷达和相机提供置信度分析，以向用户提供扬沙预警。
[0010]优选地，所述环境建模子系统，其用于根据所述全方位环境感知信息，利用定位与建图技术、语义分割技术，构建动态的三维语义地图模型，以及将所述三维语义地图模型与推土机三维车辆模型和环境融合模型结合，完成对真实物理环境的数字化建模，实现增强现实，其中，基于真实环境的数字化环境模型包含动态交通参与者、静态环境信息、车道信息、车辆位置与位姿和交通控制信息。
[0011]优选地，所述智能传感系统，其还用于基于推土机定位信息的变化来触发所述全方位环境感知信息的采集流程。
[0012]优选地，安全预警子系统，其还用于对作业区域边界、车身姿态、障碍物位置及距离、推土机到达位置和视野可见度进行实时诊断与预警提示。
[0013]优选地，所述智能传感系统设置于所述推土机的顶部，包括：激光雷达、视觉相机、毫米波雷达、超声波雷达、组合惯导设备和UWB定位模块；所述平整作业管理平台与所述生命周期管理系统通过5G无线网络实现通信。
[0014]优选地，所述辅助作业子系统、所述环境建模子系统和所述安全预警子系统分别能够通过搭载在所述交互终端的所述生命周期管理系统与所述平整作业管理平台的交互，而实现各子系统与所述平整作业管理平台的交互功能。
[0015]优选地，所述交互终端，其用于通过所述生命周期管理系统来接收用户指令，从而根据所述用户指令来调节所述辅助作业子系统、所述环境建模子系统和所述安全预警子系统的任务进程，以在所述生命周期管理系统上展示的表征相应子系统任务进程的可视影像。
[0016]与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
[0017]本专利技术提出了一种用于智能推土机的辅助驾驶系统，具体包括：智能传感系统、辅助作业子系统、环境建模子系统、安全预警子系统、生命周期管理系统、交互终端和平整作业管理平台的完整方案。本专利技术所述的智能推土机辅助驾驶系统，可以有效促进露天矿用推土机的智能化改造，助力露天矿工程机械的智能化转型。
[0018]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0019]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于智能推土机的辅助驾驶系统，其特征在于，包括：设置于云端的平整作业管理平台，其用于实现推土机端平整作业的全局调度与监控，并下发对应的作业任务；设置于推土机端的现场系统，其具备：智能传感系统，其用于实时采集推土机运行过程的全方位环境感知信息；交互终端；辅助作业子系统，其用于根据所述全方位感知信息对作业现场进行环境增强感知，并完成作业辅助；环境建模子系统，其用于根据所述全方位感知信息对作业现场进行环境建模与增强现实；安全预警子系统，其用于根据所述全方位感知信息对安全作业进行预警；生命周期管理系统，其搭载在所述交互终端上，并通过所述交互终端同时与各子系统连接，用于获得所述作业任务，基于此，通过对各子系统的控制来开展当前作业辅助任务。2.根据权利要求1所述的辅助驾驶系统，其特征在于，所述平整作业管理平台包括：平整作业状态监控模块，其用于实时获取作业现场环境模型和推土机作业完成程度，并监测作业现场的停车位占用信息；平整作业调度模块，其用于根据所述作业现场环境模型、所述推土机作业完成程度和所述停车位占用信息，构建作业区域全局地理信息并标记相应的调度指令，以对当前推土机的平整作业任务进行调度；平整作业安全监控模块，其用于根据所述作业现场环境模型，对危险作业区域进行标注，并将危险作业区域信息传输至对应的所述推土机端，以通过所述安全预警子系统来预警；平整作业评定模块，其用于根据所述作业现场环境模型和所述推土机作业完成程度，对当前平整作业是否达标进行动态监测。3.根据权利要求1或2所述的辅助驾驶系统，其特征在于，所述辅助作业子系统包括：作业辅助部，所述作业辅助部具备：平整作业辅助模块，其用于根据所述全方位环境感知信息对现场地面进行三维建模，从而在地面三维模型上标记出路面凹凸程度、作业覆盖范围和施工难点，以对平整作业的完成程度进行监控；车身稳定模块，其用于根据车身位姿，对车身角度是否安全进行实时诊断；电子围栏模块，其用于根据来自所述平整作业管理平台的作业区域全局地理信息和所述全方位感知信息，实时规划作业区域边界；作业路径导航模块，其用于基于所述作业区域全局地理信息，构建作业现场可行驶区域地图，结合所述作业区域边界和增强感知结果，为推土机提供实时的路径导航辅助。4.根据权利要求3所述的辅助驾驶系统，其特征在于，所述辅助作业子系统还包括：增强感知部，所述增...

【专利技术属性】
技术研发人员：要婷婷，朱亚琛，王俊辉，周彤，潘子宇，
申请(专利权)人：青岛慧拓智能机器有限公司，
类型：发明
国别省市：