一种露天矿山卸载区分配卸载点的方法及系统技术方案

本发明专利技术属于工程运输技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种露天矿山卸载区分配卸载点的方法及系统


[0001]本专利技术属于工程运输

、
智慧矿山领域
、
自动驾驶
，具体涉及一种无人驾驶矿用卡车卸载过程中分配卸载点的方法
。

技术介绍

[0002]近年来，无人驾驶技术在矿山等应用场景被广泛的投入使用
。
无人驾驶矿用卡车
(
简称无人矿卡
)
可以减少剥离
、
装卸
、
运输等露天矿山上关键生产环节的人工需求，并实现生产环节之间的高效协同
。
同时，可以解决矿用卡车司机需要长时间面对噪声
、
浮尘
、
振动等的问题；另一方面，减少甚至杜绝相关环节因人为因素导致的安全生产事故，并降低司机用工及车辆维护成本，提升矿山整体的作业效率
。
[0003]在无人矿卡的卸载过程这一场景中，需要对将要进行卸载作业的卸载点进行提前分配，以向无人驾驶的路径规划模块提供规划路线的端点
。
具体而言，无人矿卡需在进入卸载场地之前获得卸载点位的位姿
(
即卸载点的地理位置信息与车辆在该点卸载时应保持的姿态
)
，随后获得卸载区的行驶路线，包括车辆的入场路线与出场路线
。
无人矿卡将从卸载场地的入口沿入场路线行驶至卸载点位，完成举斗
‑
卸料
‑
落斗的卸载流程后，沿出场路线行驶至卸载场地的出口，方完成一次完整的卸载流程
。
[0004]在分配卸载点时，有诸多需要考虑的约束条件：首先，卸载点的可用次数是有限的
。
卸载点通常为卸载区边界上垂直于边界挡墙的位姿点，矿卡需倒车至贴靠挡墙，将物料卸载至挡墙外部
。
一个点位经过一定次数的卸载后，就不再具有可卸载的条件，需要推土机进行修整
。
其次，当卸载区内有推土机作业时，推土机所干扰的卸载点不应被分配给无人矿卡
。
另外，当多台无人矿卡同时进入卸载区进行卸载作业时，需考虑多台无人矿卡之间的协同，提高卸载效率
。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术
。
本专利技术原创的卸载点选择算法，此方法特别针对无人矿山的卸载区，可在无人工干预情况下自动完成无人矿卡卸载点的合理分配；考虑到了露天矿山卸载区的推土机作业流程；考虑到了多车协同卸载的需求
。
[0006]因此，提供了一种露天矿山卸载区分配卸载点的方法
。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案，一种露天矿山卸载区分配卸载点的方法，包括：
[0008]采集地图边界生成卸载点，接收无人矿卡的入场申请；根据无人矿山机群调度系统的设备信息筛选可用卸载点；基于筛选的可用卸载点，根据卸载区的几何形状和卸载点的占用情况选择合适的卸载点位
。
[0009]作为本专利技术所述的露天矿山卸载区分配卸载点的方法的一种优选方案，其中：所述生成卸载点包括根据采集数据计算卸载点间隔距离，计算卸载点方向角，具体步骤如下：
[0010]在卸载区边界上随机生成一个卸载点，作为初始卸载点，以初始卸载点为起点，沿
着卸载点间隔的方向，计算出下一个卸载点的位置，沿着垂直于地图边界的方向，旋转一定角度，得到下一个卸载点的方向角：
[0011]计算起点与地图边界的夹角：
[0012]α
＝
tan
‑1(
起点纵坐标
/
起点横坐标
)
[0013]计算卸载点间隔对应的角度：
[0014]β
＝
tan
‑1(
卸载点间隔
/
地图边界的长
)
[0015]计算卸载点的方向角：
[0016]γ
＝
α
+
β
[0017]将计算得到的卸载点坐标与卸载区边界进行比较，当卸载点超出边界，则调整卸载点位置，使其位于卸载区边界上，重复计算方向角至生成足够数量的卸载点
。
[0018]作为本专利技术所述的露天矿山卸载区分配卸载点的方法的一种优选方案，其中：所述可用卸载点包括筛除无可用次数卸载点
、
筛除被作业的推土机干扰卸载点
、
筛除卸载点挡墙塌陷以及露天矿山规定筛除
。
[0019]所述无可用次数卸载点包括设置卸载点上限次数，当每次无人矿卡成功完成卸载后，则减少可用次数，当可用次数减少至0时推土机入场修整，并在筛选可用卸载点时筛除卸载点可用次数为0的卸载点
。
[0020]作为本专利技术所述的露天矿山卸载区分配卸载点的方法的一种优选方案，其中：所述推土机干扰卸载点包括设置第一安全距离值
S1和第二安全距离值
S2：
[0021]当
Q
post
≤S1时，自动卸载点删除
。
[0022]当
Q
post
>S1，但
Q
min
≤S2时，筛除卸载点
。
[0023]当
Q
post
>S1且
Q
min
>S2时，保留卸载点并分配给无人矿卡进行卸载
。
[0024]其中，
Q
post
为载点距离推土机定位距离，
Q
min
为卸载点所在卸载区入场出场路线上离推土机最近的点距离
。
[0025]作为本专利技术所述的露天矿山卸载区分配卸载点的方法的一种优选方案，其中：所述选择合适的卸载点位包括分配卸载点时，设置前后入场的无人矿卡保持
15
米的安全距离，根据分配方法分配卸载点
。
[0026]所述几何形状包括多车卸载时，无人矿卡沿区域边界以环状路线行驶，减少入场车辆与出场车辆的会车冲突，后入场的无人矿卡所分配的卸载点在区域边界上距离入场点近
。
[0027]作为本专利技术所述的露天矿山卸载区分配卸载点的方法的一种优选方案，其中：所述卸载点的占用情况包括根据收集的数据，识别使用频繁的卸载点使用动态策略增加卸载区的移动式卸载点数量分流车辆，在实施动态策略的过程中，实时监测卸载点的使用情况，以及调整后的效果
。
[0028]作为本专利技术所述的露天矿山卸载区分配卸载点的方法的一种优选方案，其中：所述分配方法包括将可用卸载点根据沿边界视角离卸载区出场点的距离进行排序，存储在列表中，维护所有分配出去的卸载点集合
S
与最后一次分配出去的卸载点
p
，当无人矿山机群收到无人矿卡的入场新请求时，从最后一次分配出去的卸载点
p
开始向列表尾本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种露天矿山卸载区分配卸载点的方法，其特征在于：包括，采集地图边界生成卸载点，接收无人矿卡的入场申请；根据无人矿山机群调度系统的设备信息筛选可用卸载点；基于筛选的可用卸载点，根据卸载区的几何形状和卸载点的占用情况选择合适的卸载点位
。2.
如权利要求1所述的一种露天矿山卸载区分配卸载点的方法，其特征在于：所述生成卸载点包括根据采集数据计算卸载点间隔距离，计算卸载点方向角，具体步骤如下：在卸载区边界上随机生成一个卸载点，作为初始卸载点，以初始卸载点为起点，沿着卸载点间隔的方向，计算出下一个卸载点的位置，沿着垂直于地图边界的方向，旋转一定角度，得到下一个卸载点的方向角：计算起点与地图边界的夹角：
α
＝
tan
‑1(
起点纵坐标
/
起点横坐标
)
计算卸载点间隔对应的角度：
β
＝
tan
‑1(
卸载点间隔
/
地图边界的长
)
计算卸载点的方向角：
γ
＝
α
+
β
将计算得到的卸载点坐标与卸载区边界进行比较，当卸载点超出边界，则调整卸载点位置，使其位于卸载区边界上，重复计算方向角至生成足够数量的卸载点
。3.
如权利要求2所述的一种露天矿山卸载区分配卸载点的方法，其特征在于：所述可用卸载点包括筛除无可用次数卸载点
、
筛除被作业的推土机干扰卸载点
、
筛除卸载点挡墙塌陷以及露天矿山规定筛除；所述无可用次数卸载点包括设置卸载点上限次数，当每次无人矿卡成功完成卸载后，则减少可用次数，当可用次数减少至0时推土机入场修整，并在筛选可用卸载点时筛除卸载点可用次数为0的卸载点
。4.
如权利要求3所述的一种露天矿山卸载区分配卸载点的方法，其特征在于：所述推土机干扰卸载点包括设置第一安全距离值
S1和第二安全距离值
S2：当
Q
post
≤S1时，自动卸载点删除；当
Q
post
>S1，但
Q
min
≤S2时，筛除卸载点；当
Q
post
>S1且
Q
min
>S2时，保留卸载点并分配给无人矿卡进行卸载；其中，
Q
post
为载点距离推土机定位距离，
Q
min
为卸载点所在卸载区...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，李宝国，贾中元，姜旭，江万里，朱洪禹，赵塨，王轶群，
申请(专利权)人：华能伊敏煤电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：