机车运行控制方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本申请提供一种机车运行控制方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：通过安装在机车两端的激光雷达获取机车前方路段的轨道坡度数据；基于轨道坡度数据，计算机车运行参数；基于机车运行参数，对机车进行运行控制。通过不依赖定位和高精度地图信息，利用激光雷达的高精度、高速度和长测距能力，对机车前方的道路坡度进行检测和测量，提前感知前方轨道坡度信息，从而为机车编组的驱动功率和制动力提供判断数据，实现了预先检测机车行径前方的坡度，并提前进行行车控制，提高了机车的编组运行安全能力。全能力。全能力。

【技术实现步骤摘要】
机车运行控制方法、装置、设备及存储介质


[0001]本申请涉及机车控制
，具体而言，涉及一种机车运行控制方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]轨道运输运用于多种工业
，而对轨道机车的控制是提高轨道运输效率以及相关生产效率的重点。
[0003]例如，在钢铁行业中的智慧铁水无人运输中，高炉冶炼的高温铁水由自动驾驶的无人机车牵引一至多个铁水罐车，运送到炼钢厂倒罐站进行精炼。无人机车编组在高炉与炼钢厂之间的轨道往返行驶，由于地形地貌等客观因素，部分轨道区段存在较大坡度，重载的机车编组在雨雪湿滑天气行驶容易打滑失控导致安全事故，现有的解决手段并不能提前感知机车行径方向的轨道坡度状态。
[0004]目前，由于轨道机车在自动行驶中未对轨道坡度进行提前检测，机车编组在重载的情况下遇到坡度较大的湿滑路段容易出现车轮打滑的现象，从而影响行驶安全，甚至安全事故。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请实施例的目的在于提供一种机车运行控制方法、装置、设备及存储介质，通过不依赖定位和高精度地图信息，利用激光雷达的高精度、高速度和长测距能力，对机车前方的道路坡度进行检测和测量，提前感知前方轨道坡度信息，从而为机车编组的驱动功率和制动力提供判断数据，实现了预先检测机车行径前方的坡度，并提前进行行车控制，提高了机车的编组运行安全能力，从而解决上述技术问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种机车运行控制方法，所述方法包括：通过安装在机车两端的激光雷达获取机车前方路段的轨道坡度数据；基于所述轨道坡度数据，计算机车运行参数；基于所述机车运行参数，对机车进行运行控制。
[0007]在上述实现过程中，通过不依赖定位和高精度地图信息，利用激光雷达的高精度、高速度和长测距能力，对道路坡度进行检测和测量，提前感知前方轨道坡度信息，从而为机车编组的驱动功率和制动力提供判断数据，实现了预先检测机车行径前方的坡度，提前进行行车控制，提高了机车的编组运行安全能力。
[0008]可选地，所述通过安装在机车两端的激光雷达获取所述机车前方路段的轨道坡度数据，包括：通过安装在机车两端的激光雷达扫描所述机车前方路段的轨道，获得三维点云数据；基于所述三维点云数据，构建轨道平面模型；基于所述轨道平面模型，计算所述轨道的平面斜率，以获得轨道坡度数据。
[0009]在上述实现过程中，通过将利用激光雷达采集的三维点云数据构建轨道平面模型，并计算轨道的平面斜率，进而确定轨道坡度数据，结合了激光雷达的高精度、高速度和长测距优势，提高了坡道数据计算的准确性。
[0010]可选地，所述基于所述轨道平面模型，计算所述轨道的平面斜率，以获得轨道坡度数据，包括：基于所述轨道平面模型方程，计算每个点到轨道平面的直线距离；根据所述直线距离，确定平面上的内点；其中，所述内点的直线距离小于预设阈值；计算所述内点的平均值，获得平面法向量；计算所述平面法向量在三维坐标轴上的分量比，获得轨道坡度数据。
[0011]在上述实现过程中，通过将激光雷达采集的三维点云数据基于随机采样一致性算法构建轨道平面模型，确定内点获取平面法向量，利用法向量之比计算出轨道的角度，结合了激光雷达的高精度、高速度和长测距优势，提高了坡道数据计算的准确性。
[0012]可选地，所述机车运行参数包括：目标输出功率和目标制动力；所述基于所述轨道坡度数据，计算机车运行参数，包括：根据机车空载能力系数、牵引力系数、机车质量和轨道坡度数据中的坡度角度，计算牵引力；根据所述牵引力和机车速度，计算目标输出功率；和/或，根据摩擦系数、机车质量和重力加速度，计算水平面制动力；根据所述水平面制动力、轨道坡度角度，计算目标制动力。
[0013]在上述实现过程中，通过利用轨道坡度数据和预设公式，计算出目标输出功率和目标制动力等机车运行参数，提高了机车控制的效率。
[0014]可选地，基于所述机车运行参数，对机车进行运行控制，包括：基于所述目标输出功率，通过PID控制器的输出信号控制机车执行机构完成前方路段的机车运行；其中，所述机车执行机构包括：发动机。
[0015]在上述实现过程中，通过调整牵引力，使得机车的输出功率与轨道坡度之间达到最优，利用PID控制器的输出信号控制执行机构，使得机车的运动符合目标要求，提高了机车的安全性和运行效率。
[0016]可选地，基于所述机车运行参数，对机车进行运行控制，包括：基于所述目标制动力，通过PID控制器的输出信号控制机车执行机构完成前方路段的机车运行；其中，所述机车执行机构包括：制动器。
[0017]在上述实现过程中，通过调整制动力，使得机车运行与轨道坡度之间达到最优，利用控制器的输出信号控制执行机构，使得机车的运动符合目标要求，提高了机车的安全性和运行效率。
[0018]可选地，所述基于所述机车运行参数，对机车进行运行控制之后，所述方法还包括：根据PID控制器的输出信号的反馈信号，判断所述机车运行参数是否需要修正；基于模糊控制算法和神经网络控制算法，对所述机车运行参数进行修正调整。
[0019]在上述实现过程中，通过调整输出功率和/或制动力等运行参数，使得机车运行与轨道坡度之间达到最优，并通过反馈信号判断是否需要进行修正调整，利用模糊控制算法和神经网络控制算法进行实时修正，提高了机车运行控制的准确性和控制精度。
[0020]第二方面，本申请实施例提供了一种机车运行控制装置，所述装置包括：激光雷达传感器、数据处理模块和机车控制系统；所述激光雷达传感器与数据处理模块电性连接，所述数据处理模块与所述机车控制系统电性连接；所述激光雷达传感器用于通过安装在机车两端的激光雷达获取所述机车前方路段的轨道坡度数据；所述数据处理模块用于基于所述轨道坡度数据，计算机车运行参数；所述机车控制系统用于基于所述机车运行参数，对机车进行运行控制。
[0021]第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行上述的方法的步骤。
[0022]第四方面，本申请实施例提供一种存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述的方法的步骤。
[0023]为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0025]图1为本申请实施例提供的一种机车运行控制方法的流程图；
[0026]图2为本申请实施例提供的一种PID控制器结构；
[0027]图3为本申请实施例提供的机车运行控制装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机车运行控制方法，其特征在于，所述方法包括：通过安装在机车两端的激光雷达获取机车前方路段的轨道坡度数据；基于所述轨道坡度数据，计算机车运行参数；基于所述机车运行参数，对机车进行运行控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过安装在机车两端的激光雷达获取机车前方路段的轨道坡度数据，包括：通过安装在机车两端的激光雷达扫描机车前方路段的轨道，获得三维点云数据；基于所述三维点云数据，构建轨道平面模型；基于所述轨道平面模型，计算所述轨道的平面斜率，以获得轨道坡度数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述轨道平面模型，计算所述轨道的平面斜率，以获得轨道坡度数据，包括：基于所述轨道平面模型方程，计算每个点到轨道平面的直线距离；根据所述直线距离，确定平面上的内点；其中，所述内点的直线距离小于预设阈值；计算所述内点的平均值，获得平面法向量；计算所述平面法向量在三维坐标轴上的分量比，获得轨道坡度数据。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述机车运行参数包括：目标输出功率和目标制动力；所述基于所述轨道坡度数据，计算机车运行参数，包括：根据机车空载能力系数、牵引力系数、机车质量和轨道坡度数据中的坡度角度，计算牵引力；根据所述牵引力和机车速度，计算目标输出功率；和/或，根据摩擦系数、机车质量和重力加速度，计算水平面制动力；根据所述水平面制动力、轨道坡度角度，计算目标制动力。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述机车运行参数，对机车进行运行控制，包括：基于所述目...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志勇，杨赛，陈凌云，
申请(专利权)人：重庆赛迪奇智人工智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：