【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及露天矿山无人驾驶，更具体的说，涉及一种露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统。
技术介绍
1、目前，露天矿山无人驾驶技术正在飞速发展，国内外多家公司均进行了矿山土方机械的无人驾驶系统的研发和试验，部分企业已有产品投入初期的运营。但是，现有技术的矿山土方机械的无人驾驶系统，普遍存在停靠挡墙不够精准和车辆排土点选择不够智能的问题。
2、排土场，又称废石场，是指矿山采矿排弃物集中排放的场所。排土是指向排土场排卸剥离物的作业。
3、在排土场排土时，无人驾驶车辆有时不能很好地靠上挡墙跟，造成排土时不能将货斗内的岩石(或土方等排弃物)完全排弃在挡墙外，部分或者大部分货物落在挡墙上，然后返溜回挡墙内，影响效率的同时给推土机增加了工作量，究其原因，一是对排土场挡墙的检测不够精准，二是对排土场挡墙的变化更新不够及时。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，解决现有技术中无人驾驶车辆排土不精准的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，包括无人驾驶车载子系统、通信子系统、图像视频监控子系统和无人驾驶地面子系统：
3、所述无人驾驶车载子系统，接收无人驾驶地面子系统的车辆作业任务与路径信息指令，解析所需要执行的任务和目标路径，控制车辆执行任务，感知周围地形和障碍物信息，向无人驾驶地面子系统发送车辆的运行状态及挡墙的形态；
4、所述图像视频监
5、所述无人驾驶地面子系统，根据无人驾驶车载子系统、无人机地图采集子系统、图像视频监控子系统的反馈数据，建立排土场地图并对挡墙形态信息进行更新；
6、所述通信子系统，与驾驶车载子系统、图像视频监控子系统、无人驾驶地面子系统构建网络连接，提供各个子系统之间的数据交互与数据管理。
7、在一实施例中，挡墙形态信息包括挡墙的高度、厚度、位置和方向角信息。
8、在一实施例中，还包括无人机地图采集子系统，根据设定的飞行路线完成巡航和挡墙形态图像采集，并将采集结果反馈给无人驾驶地面子系统。
9、在一实施例中，在排土场首次使用时，通过无人机地图采集子系统，采集排土场图像，获得排土场地图雏形。
10、在一实施例中，设置有无人驾驶车载子系统的无人驾驶车辆沿着排土场的边沿行驶过程中，无人驾驶地面子系统实时接收车辆的定位位置信息和检测到的挡墙形态信息，将所接收到的定位位置信息进行处理形成排土场的初版地图。
11、在一实施例中，所述图像视频监控子系统，对规划的排土区域按照排土先后顺序逐一进行扫描拍摄图像信息，通过图像识别算法对排土区域挡墙的形态进行计算和建模，并结合图像视频监控子系统的定位位置信息算出挡墙在地图上的相对坐标信息，计算获取挡墙形态信息并发送给无人驾驶地面子系统。
12、在一实施例中，所述图像识别算法包括挡墙模板库，所述挡墙模板库通过机器视觉深度学习训练获得；
13、所述图像视频监控子系统，通过图像识别算法对排土区域挡墙的形态进行计算和建模，进一步包括：
14、对采集的图像的距离、高度和宽度信息进行标定，建立图像信息的相对坐标系；
15、调用挡墙模板库识别所采集图像中的挡墙，并对识别到的挡墙进行标记；
16、根据标定时建立的相对坐标系，对标记的挡墙进行计算，得出所标记挡墙的轮廓大小、方向和相对坐标位置；
17、以定位设备的经纬度坐标系为基础，对计算完成的挡墙根据定位坐标系进行三维建图，得到挡墙的实际位置和形态信息。
18、在一实施例中，无人驾驶车辆排土时，首次排土的停靠位置和方位以图像视频监控子系统采集到的挡墙位置和方位角为依据；
19、车辆抵进挡墙时，无人驾驶车载子系统采集获得挡墙的形态信息，根据更新的挡墙的形态信息调整车辆轨迹。
20、在一实施例中，车辆卸载完成后，在向前提车过程中，无人驾驶车载子系统采集获得挡墙的形态信息，与卸载前的挡墙的形态信息相比较，判断挡墙的厚度和方向角是否有变化，如果有变化，则将新获得的挡墙形态信息发送给无人驾驶地面子系统进行挡墙形态信息更新。
21、在一实施例中，在车辆排土的同时，无人驾驶地面子系统采集所有车辆停靠排土点的位姿信息，更新排土场的地图边界及挡墙信息。
22、在一实施例中，无人驾驶车载子系统通过挡墙的变化率，判断挡墙对应的排土点是否可用，如果不可用，则将当前使用的排土点已不能再次排土的信息发送给无人驾驶地面子系统，无人驾驶地面子系统实时更新排土场的挡墙信息，并将所述该排土点封锁。
23、在一实施例中，所述无人驾驶地面子系统，根据整个排土场的使用情况和车辆运输情况发送清理排土场挡墙需求指令至推土机，推土机进行清理排土场和修整挡墙；
24、图像视频监控子系统，实时更新排土场的地图边界和挡墙信息。
25、在一实施例中，所述图像视频监控子系统，判断挡墙对应的排土点是否可用，如果不可用，则将当前使用的排土点已不能再次排土的信息发送给无人驾驶地面子系统。
26、本专利技术提供的一种露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，对排土场挡墙进行实时更新，增加排土场地图的准确性，进而有助于提高无人驾驶车辆排土时停靠挡墙的精度，提高排土点的利用率，降低推土机修整挡墙的作业量。
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1.一种露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，包括无人驾驶车载子系统、通信子系统、图像视频监控子系统和无人驾驶地面子系统：
2.根据权利要求1所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，还包括无人机地图采集子系统，根据设定的飞行路线完成巡航和挡墙形态图像采集，并将采集结果反馈给无人驾驶地面子系统。
3.根据权利要求2所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，在排土场首次使用时，通过无人机地图采集子系统，采集排土场图像，获得排土场地图雏形。
4.根据权利要求1所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，设置有无人驾驶车载子系统的无人驾驶车辆沿着排土场的边沿行驶过程中，无人驾驶地面子系统实时接收车辆的定位位置信息，将所接收到的定位位置信息进行处理形成排土场的初版地图。
5.根据权利要求1所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，所述图像视频监控子系统，对规划的排土区域按照排土先后顺序逐一进行扫描拍摄图像信息，通过图像识别算法对排土区域挡墙的形态进行计算和建模，并结
6.根据权利要求5所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，所述图像识别算法包括挡墙模板库，所述挡墙模板库通过机器视觉深度学习训练获得；
7.根据权利要求1所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，无人驾驶车辆排土时，首次排土的停靠位置和方位以图像视频监控子系统采集到的挡墙位置和方位角为依据；
8.根据权利要求7所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，车辆卸载完成后，在向前提车过程中，无人驾驶车载子系统采集获得挡墙的形态信息，与卸载前的挡墙的形态信息相比较，判断挡墙的厚度和方向角是否有变化，如果有变化，则将新获得的挡墙形态信息发送给无人驾驶地面子系统进行挡墙形态信息更新。
9.根据权利要求7所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，在车辆排土的同时，无人驾驶地面子系统采集所有车辆停靠排土点的位姿信息，更新排土场的地图边界及挡墙信息。
10.根据权利要求8所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，无人驾驶车载子系统通过挡墙的变化率，判断挡墙对应的排土点是否可用，如果不可用，则将当前使用的排土点已不能再次排土的信息发送给无人驾驶地面子系统，无人驾驶地面子系统实时更新排土场的挡墙信息，并将所述排土点封锁。
11.根据权利要求8所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，所述无人驾驶地面子系统，根据整个排土场的使用情况和车辆运输情况发送清理排土场挡墙需求指令至推土机，推土机进行清理排土场和修整挡墙；
12.根据权利要求11所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，所述图像视频监控子系统，判断挡墙对应的排土点是否可用，如果不可用，则将当前使用的排土点已不能再次排土的信息发送给无人驾驶地面子系统。
...【技术特征摘要】
1.一种露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，包括无人驾驶车载子系统、通信子系统、图像视频监控子系统和无人驾驶地面子系统：
2.根据权利要求1所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，还包括无人机地图采集子系统，根据设定的飞行路线完成巡航和挡墙形态图像采集，并将采集结果反馈给无人驾驶地面子系统。
3.根据权利要求2所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，在排土场首次使用时，通过无人机地图采集子系统，采集排土场图像，获得排土场地图雏形。
4.根据权利要求1所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，设置有无人驾驶车载子系统的无人驾驶车辆沿着排土场的边沿行驶过程中，无人驾驶地面子系统实时接收车辆的定位位置信息，将所接收到的定位位置信息进行处理形成排土场的初版地图。
5.根据权利要求1所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，所述图像视频监控子系统，对规划的排土区域按照排土先后顺序逐一进行扫描拍摄图像信息，通过图像识别算法对排土区域挡墙的形态进行计算和建模，并结合图像视频监控子系统的定位位置信息算出挡墙在地图上的相对坐标信息，计算获取挡墙形态信息并发送给无人驾驶地面子系统。
6.根据权利要求5所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征在于，所述图像识别算法包括挡墙模板库，所述挡墙模板库通过机器视觉深度学习训练获得；
7.根据权利要求1所述的露天矿山无人驾驶排土场挡墙实时更新系统，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，刘智聪，罗羽，李程，蓝德劭，黄佳德，谢细金，何海兴，郜永涛，刘烨轩，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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