一种矿用轨道车辆无人驾驶控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种矿用轨道车辆无人驾驶控制系统，包括：定位组件，用于检测车辆本体的行驶方向信息和本体位置信息；感知组件，用于对车辆本体的前方进行障碍物检测以获取障碍物信息；轨旁控制装置，用于控制关键节点处的执行机构动作，并生成通行授权信息和状态信息；近距离通信组件，用于与轨旁控制装置通信，获取所述通行授权信息和状态信息；车载控制器，用于基于行车信息与远程调度系统通信，获取控车指令，并基于控车指令控制车辆运行；远程调度系统，用于生成路径信息，以及用于与车载控制器通信，根据所述路径信息和行车信息生成控车指令并发送至车载控制器。本发明专利技术的系统能够提高轨道车辆行驶时的自动化程度。提高轨道车辆行驶时的自动化程度。提高轨道车辆行驶时的自动化程度。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用轨道车辆无人驾驶控制系统


[0001]本专利技术涉及矿井运输
，尤其涉及一种矿用轨道车辆无人驾驶控制系统。

技术介绍

[0002]智能煤矿的建设与应用是基于新兴技术如人工智能、机器人、物联网、大数据等技术，推动煤炭工业技术更新和产业转型升级的重要手段，其具体是从人工化、机械化控制向自动化、信息化、数字化、安全化控制稳步推进，通过“机器换人”来实现煤矿作业“少人则安”和“无人则安”的目的。
[0003]针对煤矿井下使用的轨道车辆主要依赖司机人工驾驶所带来的不足，研发矿用轨道车辆的无人驾驶控制系统有助于降低因调度、操作失误而发生运输事故的概率；同时，矿用轨道车辆的无人驾驶控制系统的使用，能减少井下人员的数量，可以大幅度减少运输事故发生，从而也能减少因其它矿井事故引发的伤亡人数，具有巨大的经济效益和社会效益。然而由于矿用轨道车辆所使用的轨道上通常存在道岔、风门等辅助结构，往往需要驾驶员及时判断道岔、风门的闭合状态来确定能否驾驶轨道车辆通过，有时甚至需要驾驶员下车手动切换道岔、风门的闭合状态后才能安全通过，因而降低了矿用轨道车辆行驶时的自动化程度。

技术实现思路

[0004]（一）要解决的技术问题鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种矿用轨道车辆无人驾驶控制系统，其解决了现有技术中矿用轨道车辆行驶时的自动化程度较低的技术问题。
[0005]（二）技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：本专利技术实施例提供一种矿用轨道车辆无人驾驶控制系统，所述控制系统包括：定位组件，用于检测车辆本体的行驶方向信息和本体位置信息；感知组件，设置于车辆本体上，用于对车辆本体的前方进行障碍物检测以获取障碍物信息；轨旁控制装置，设置于轨道关键节点处，用于控制关键节点处的执行机构动作，并根据关键节点可用状态生成通行授权信息，以及用于根据执行机构的当前状态生成状态信息；近距离通信组件，设置于车辆本体上，用于与轨旁控制装置通信，获取所述通行授权信息和状态信息；车载控制器，设置于车辆本体上，用于基于行车信息，通过远距离通信组件与远程调度系统通信，获取控车指令，并基于控车指令控制车辆运行；其中，所述行车信息包括所述行驶方向信息、本体位置信息、障碍物信息、通行授权信息、状态信息中的一种或多种；远程调度系统，用于生成路径信息，以及用于与车载控制器通信，根据所述路径信
息和行车信息生成控车指令，并发送至车载控制器。
[0006]可选地，所述路径信息包括：车辆本体从起点到终点经过的所有关键节点，以及每个关键节点对应的配置信息；所述关键节点包括：道岔、风门、坡道、弯道；当所述关键节点为道岔时，所述配置信息包括道岔目标闭合状态信息和限速信息；当所述关键节点为风门时，所述配置信息包括风门目标闭合状态信息和限速信息；当所述关键节点为坡道或弯道时，所述配置信息包括限速信息。
[0007]可选地，所述定位组件包括：无源电子标签和读卡器，所述无源电子标签和读卡器分别设置于巷道内或车辆本体上，所述读卡器用于读取所述无源电子标签中的编号信息。
[0008]可选地，当所述关键节点为道岔时，所述道岔包括一条轨道主路和至少两条轨道支路，所述轨旁控制装置为道岔控制器；所述读卡器设置于车辆本体上，所述无源电子标签包括多组标签组，且每条所述轨道主路和轨道支路上均设有一组标签组；每组所述标签组包括：与道岔中心的距离不同的无源电子标签一和无源电子标签二；所述无源电子标签一和无源电子标签二中的编号信息包括：道岔编号、主路/支路编号、以及组内编号；所述远程调度系统根据所述道岔编号和主路/支路编号确定车辆本体的本体位置信息，以及，根据读卡器读取所述无源电子标签一和无源电子标签二的先后顺序，确定车辆本体的行驶方向信息；所述道岔控制器根据道岔是否有轨道车辆正在通过来确定可用状态；当道岔的可用状态为可用时，道岔控制器在接收到近距离通信组件发送的通行请求时，返回通行授权信息和状态信息。
[0009]可选地，当车辆本体即将通过道岔时，所述根据所述路径信息和行车信息生成控车指令，包括：所述远程调度系统根据当前道岔的通行授权信息判断车辆本体是否可以通行；若是，所述远程调度系统从本体位置信息中获取当前道岔的编号信息，根据所述编号信息从路径信息中获取当前道岔对应的目标闭合状态信息，并比对当前道岔的状态信息与所述目标闭合状态信息是否一致，若是，生成控车指令控制车辆本体通过当前道岔；若否，生成控车指令控制车辆本体停车，并将目标闭合状态信息发送至道岔控制器，请求道岔控制器按照目标闭合状态信息控制执行机构对道岔进行变道操作，并重新获取当前道岔的状态信息与所述目标闭合状态信息进行比对。
[0010]可选地，当所述关键节点为风门时，所述风门包括第一风门和第二风门，所述轨旁控制装置为风门控制装置；所述无源电子标签包括至少两个，且所述无源电子标签沿同一水平高度设置于车辆本体上，每道风门沿轨道方向的两侧各设置有至少一个读卡器；所述风门控制装置通过读卡器读取到的至少两个无源电子标签的顺序确定车辆
本体的行驶方向信息，并通过读卡器的编号确定车辆本体的本体位置信息；所述风门控制装置获取环境信息判断风门的可用状态，并根据所述风门的可用状态生成某一道风门的通行授权信息，所述环境信息包括：该风门的警戒区域内是否有行人、另一道风门的状态信息。
[0011]可选地，当车辆本体即将通过风门时，所述根据所述路径信息和行车信息生成控车指令，包括：所述远程调度系统根据通行授权信息判断车辆本体是否可以通行；若是，所述远程调度系统获取当前风门的状态信息，并判断当前风门的状态信息是否为开启状态，若是，生成控车指令控制车辆本体通过当前风门；若否，生成控车指令控制车辆本体停车，并请求风门控制器控制执行机构开启当前风门，并重新获取当前风门的状态信息进行比对。
[0012]可选地，所述感知组件包括：用于获取车辆本体前方的点云数据的激光雷达装置、用于获取车辆本体前方的光学图像的摄像装置；所述车载控制器还包括AI计算模块，所述AI计算模块用于融合所述点云数据和光学图像，以获取车辆本体前方的障碍物信息，使车载控制器根据所述障碍物信息生成避障指令。
[0013]可选地，所述获取车辆本体前方的障碍物信息并生成避障指令，使车载控制器根据所述障碍物信息生成避障指令，包括：所述AI计算模块基于图像识别神经网络模型，识别所述光学图像中的轨道区域和障碍物，并根据所述轨道区域在光学图像中划分安全分级区域；其中，所述安全分级区域包括：危险区域、警戒区域和安全区域；所述AI计算模块获取车辆本体的本体位置信息和行驶方向信息，根据所述本体位置信息和行驶方向信息确定车辆本体所在的场景类别；其中，所述场景类别包括：直行道、过弯道、上坡道、下坡道、过道岔、过风门；所述AI计算模块获取点云数据，并将所述点云数据转化为深度图像；所述AI计算模块根据所述场景类别确定预设的像素位置映射关系，根据所述像素位置映射关系，将所述深度图像中每个像素点的距离信息赋予光学图像中对应的像素点，得到光学图像中障碍物的位置、尺寸和距离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用轨道车辆无人驾驶控制系统，其特征在于，包括：定位组件，用于检测车辆本体的行驶方向信息和本体位置信息；感知组件，设置于车辆本体上，用于对车辆本体的前方进行障碍物检测以获取障碍物信息；轨旁控制装置，设置于轨道关键节点处，用于控制关键节点处的执行机构动作，并根据关键节点的可用状态生成通行授权信息，以及用于根据执行机构的当前状态生成状态信息；近距离通信组件，设置于车辆本体上，用于与轨旁控制装置通信，获取所述通行授权信息和状态信息；车载控制器，设置于车辆本体上，用于基于行车信息，通过远距离通信组件与远程调度系统通信，获取控车指令，并基于控车指令控制车辆运行；其中，所述行车信息包括所述行驶方向信息、本体位置信息、障碍物信息、通行授权信息、状态信息中的一种或多种；远程调度系统，用于生成路径信息，以及用于与车载控制器通信，根据所述路径信息和行车信息生成控车指令，并发送至车载控制器。2.根据权利要求1所述的矿用轨道车辆无人驾驶控制系统，其特征在于，所述路径信息包括：车辆本体从起点到终点经过的所有关键节点，以及每个关键节点对应的配置信息；所述关键节点包括：道岔、风门、坡道、弯道；当所述关键节点为道岔时，所述配置信息包括道岔目标闭合状态信息和限速信息；当所述关键节点为风门时，所述配置信息包括风门目标闭合状态信息和限速信息；当所述关键节点为坡道或弯道时，所述配置信息包括限速信息。3.根据权利要求2所述的矿用轨道车辆无人驾驶控制系统，其特征在于，所述定位组件包括：无源电子标签和读卡器，所述无源电子标签和读卡器分别设置于巷道内或车辆本体上，所述读卡器用于读取所述无源电子标签中的编号信息。4.根据权利要求3所述的矿用轨道车辆无人驾驶控制系统，其特征在于，当所述关键节点为道岔时，所述道岔包括一条轨道主路和至少两条轨道支路，所述轨旁控制装置为道岔控制器；所述读卡器设置于车辆本体上，所述无源电子标签包括多组标签组，且每条所述轨道主路和轨道支路上均设有一组标签组；每组所述标签组包括：与道岔中心的距离不同的无源电子标签一和无源电子标签二；所述无源电子标签一和无源电子标签二中的编号信息包括：道岔编号、主路/支路编号、以及组内编号；所述远程调度系统根据所述道岔编号和主路/支路编号确定车辆本体的本体位置信息，以及，根据读卡器读取所述无源电子标签一和无源电子标签二的先后顺序，确定车辆本体的行驶方向信息；所述道岔控制器根据道岔是否有轨道车辆正在通过来确定可用状态；当道岔的可用状态为可用时，道岔控制器在接收到近距离通信组件发送的通行请求时，返回通行授权信息和状态信息。5.根据权利要求4所述的矿用轨道车辆无人驾驶控制系统，其特征在于，当车辆本体即将通过道岔时，所述根据所述路径信息和行车信息生成控车指令，包括：
所述远程调度系统根据当前道岔的通行授权信息判断车辆本体是否可以通行；若是，所述远程调度系统从本体位置信息中获取当前道岔的编号信息，根据所述编号信息从路径信息中获取当前道岔对应的目标闭合状态信息，并比对当前道岔的状态信息与所述目标闭合状态信息是否一致，若是，生成控车指令控制车辆本体通过当前道岔；若否，生成控车指令控制车辆本体停车，并将目标闭合状态信息发送至道岔控制器，请求道岔控制器按照目标闭合状态信息控制执行机构对道岔进行变道操作，并重新获取当前道岔的状态信息与所述目标闭合状态信息进行比对。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁永宏，段亚鑫，陈诚，孙范园，李斌，王大伟，侯国泽，
申请(专利权)人：山西云井数通智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：