CN110745129A - 无人驾驶矿用车辆的控制装置和控制方法 - Google Patents

无人驾驶矿用车辆的控制装置和控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种无人驾驶矿用车辆的控制装置和控制方法。无人驾驶矿用车辆的控制装置包括：线控机构，线控机构与车身控制器连接；机器人机构；线控处理单元，通过至少一个第一接口与线控机构连接，线控处理单元通过线控机构向车身控制器下发指令，线控处理单元通过至少一个第二接口与机器人机构连接，用于控制机器人机构。本发明实施例通过采用线控处理单元控制线控机构以及机器人机构，从而实现在较短的时间内完成对现有的普通矿用车辆的线控化改造，使其具备无人驾驶功能。

Description

无人驾驶矿用车辆的控制装置和控制方法
技术领域
本发明涉及无人驾驶矿用车辆技术领域，具体涉及一种无人驾驶矿用车辆的控制装置和控制方法。
背景技术
随着科技的发展，无人驾驶矿用车辆成为现阶段车辆领域的研究热点。其中，为了能够充分利用普通矿用车辆，使其实现无人驾驶的功能，通常需要主机厂商对普通矿用车辆进行线控改造，而线控改造过程可能需要对车辆本身的大部分机构进行重新设计或改造，需要进行大量的工作才能完成将普通矿用车辆改造成具有无人驾驶功能的矿用车辆，这无疑增加了普通矿用车辆改造成无人驾驶矿用车辆的时间和成本。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种无人驾驶矿用车辆的控制装置和控制方法，能够实现在较短的时间内完成对现有的普通矿用车辆的线控化改造，使其具备无人驾驶功能。
在本发明实施例的第一方面，本发明实施例提供了一种无人驾驶矿用车辆的控制装置，包括：线控机构，线控机构与车身控制器连接；机器人机构；线控处理单元，通过至少一个第一接口与线控机构连接，线控处理单元通过线控机构向车身控制器下发指令，线控处理单元通过至少一个第二接口与机器人机构连接，用于控制机器人机构。
在本发明一实施例中，机器人机构包括机器人机械制动单元、机器人转向单元和机器人倾卸单元中的至少一个，其中线控处理单元通过第一串行接口控制机器人机械制动单元，通过第二串行接口控制机器人转向单元，并通过脉冲宽度调制接口控制机器人倾卸单元。
在本发明一实施例中，机器人机械制动单元包括第一电机控制器、制动电机和制动执行机构，第一电机控制器用于控制制动电机驱动安装在无人驾驶矿用车辆的机械制动踏板上的制动执行机构以进行制动控制，其中，线控处理单元通过第一串行接口向第一电机控制器发送第一控制指令，第一电机控制器根据第一控制指令通过第一控制器局域网络接口控制制动电机以实现机械制动，线控处理单元通过第一串行接口接收第一电机控制器传输的制动电机的状态信息，线控处理单元根据制动电机的状态信息判断制动电机是否实现机械制动。
在本发明一实施例中，机器人转向单元包括第二电机控制器、转向电机、转向执行机构和位移传感器，第二电机控制器用于控制转向电机驱动固定在无人驾驶矿用车辆的方向盘上的转向执行机构以进行方向控制，其中，线控处理单元通过通信接口接收位移传感器检测的无人驾驶矿用车辆的前轮的转角信息，线控处理单元根据转角信息通过第二串行接口向第二电机控制器发送第二控制指令，第二电机控制器根据第二控制指令通过第二控制器局域网络接口控制转向电机以实现方向盘的闭环控制。
在本发明一实施例中，机器人倾卸单元包括舵机、倾卸执行机构和倾角仪，舵机用于控制连接在无人驾驶矿用车辆的倾卸控制手柄上的倾卸执行机构以进行倾卸控制，线控处理单元通过第三控制器局域网络接口接收倾角仪检测的无人驾驶矿用车辆的货箱的倾卸角度信息，线控处理单元根据货箱的倾卸角度信息通过脉冲宽度调制接口向舵机发送第三控制指令，舵机根据第三控制指令控制倾卸执行机构以实现车辆倾卸的闭环控制。
在本发明一实施例中，线控机构包括线控油门单元、线控换挡单元、线控电制动单元和线控驻车制动单元中的至少一个，车身控制器与油门装置、换挡装置、电制动装置和驻车制动装置中的至少一个连接，线控处理单元通过第一模拟-数字/数字-模拟转换接口与线控油门单元连接，通过第二模拟-数字/数字-模拟转换接口与线控电制动单元连接，并通过第一输入/输出接口与线控换挡单元连接，通过第二输入/输出接口与线控驻车制动单元连接。
在本发明一实施例中，线控处理单元通过第一模拟-数字/数字-模拟转换接口中的数字-模拟转换模块及线控油门单元向车身控制器下发控制油门装置将油门的原状态量调至第一控制量的第四控制指令，线控处理单元通过第一模拟-数字/数字-模拟转换接口中的模拟-数字转换模块接收油门装置通过车身控制器及线控油门单元传输的油门的当前状态量，线控处理单元通过比较油门的当前状态量和第一控制量对油门装置进行故障诊断；线控处理单元通过第一模拟-数字/数字-模拟转换接口中的数字-模拟转换模块及线控电制动单元向车身控制器下发控制电制动装置将电制动的原状态量调至第二控制量的第五控制指令，线控处理单元通过第一模拟-数字/数字-模拟转换接口中的模拟-数字转换模块接收电制动装置通过车身控制器及线控电制动单元传输的电制动的当前状态量，线控处理单元通过比较电制动的当前状态量和第二控制量对电制动装置进行故障诊断；线控处理单元通过第一输入/输出接口及线控换挡单元向车身控制器下发控制换挡装置将原档位调至控制档位的第六控制指令，线控处理单元通过第一输入/输出接口接收线换挡装置通过车身控制器和线控换挡单元传输的换挡装置的当前档位，线控处理单元通过比较控制档位和当前档位对换挡装置进行故障检测；线控处理单元通过第二输入/输出接口及线控驻车制动单元向车身控制器下发控制驻车制动装置进行驻车制动的第七控制指令，线控处理单元通过第二输入/输出接口接收驻车制动装置通过车身控制器和线控驻车制动单元传输的当前驻车制动状态，线控处理单元根据当前驻车制动状态判断驻车制动装置是否进行驻车制动。
在本发明一实施例中，线控机构还包括无人驾驶/人工驾驶切换单元，其中，线控处理单元通过第三输入/输出接口与无人驾驶/人工驾驶切换单元连接，线控处理单元通过第三输入/输出接口及无人驾驶/人工驾驶切换单元以控制无人驾驶矿用车辆在无人驾驶模式和人工驾驶模式之间进行切换。
在本发明一实施例中，线控处理单元包括切换继电器，无人驾驶矿用车辆为普通矿用车辆改造而成，车身控制器、油门装置、换挡装置、电制动装置和驻车制动装置为普通矿用车辆中的一部分，无人驾驶/人工驾驶切换单元通过第四输入/输出接口控制继电器接通普通矿用车辆的控制回路或线控处理单元的控制回路。
在本发明实施例的第二方面，本发明实施例提供一种无人驾驶矿用车辆的控制方法，包括：线控处理单元通过至少一个第一接口及线控机构向车身控制器下发指令；线控处理单元通过至少一个第二接口向机器人机构发送第八控制指令，以控制机器人机构。
根据本发明实施例提供的技术方案，通过设置线控机构，线控机构与车身控制器连接；机器人机构；线控处理单元，通过至少一个第一接口与线控机构连接，线控处理单元通过线控机构向车身控制器下发指令；线控处理单元通过至少一个第二接口与机器人机构连接，用于控制机器人机构，从而实现在较短的时间内完成对现有的普通矿用车辆的线控化改造，使其具备无人驾驶功能。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种无人驾驶矿用车辆的控制装置的结构示意图。
图2是本发明另一实施例提供的一种无人驾驶矿用车辆的控制装置的结构示意图。
图3是本发明一实施例提供的一种无人驾驶矿用车辆的控制方法的流程示意图。
图4是本发明一实施例提供的一种无人驾驶矿用车辆的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中所需要使用的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显而易见地，下面描述的附图仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有相关实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中提供了一种无人驾驶矿用车辆的控制装置和控制方法，以下分别进行详细说明。
图1是本发明一实施例提供的一种无人驾驶矿用车辆的控制装置100的结构示意图。该控制装置100包括：线控机构110，线控机构110与车身控制器120连接；机器人机构130；线控处理单元140通过至少一个第一接口10与线控机构110连接，线控处理单元140通过线控机构110向车身控制器120下发指令，线控处理单元140通过至少一个第二接口20与机器人机构130连接，用于控制机器人机构130。
车身控制器120可以为无人驾驶矿用车辆中的一部分，也可以为普通矿用车辆中的一部分，本发明实施例对此不做具体限定。
线控机构110包括使用线控方式控制的机构，具体可以包括线控油门单元、线控换挡单元、线控电制动单元和线控驻车制动单元中的一个或多个，线控机构110可以由一些电器元件如接线、电阻、电容等组成，凡是可以实现以下发电信号的形式给车身控制器下发各种指令如控制油门的指令、控制换挡的指令等的结构都可以属于线控机构的结构，本发明实施例对此不做具体限定。
机器人机构130可以包括机器人机械制动单元、机器人转向单元和机器人倾卸单元中的一个或多个，本发明实施例对此不做具体限定。
至少一个第一接口10可以为用于在线控处理单元140和线控机构110之间传输信号或数据的任何一种接口，具体可根据线控机构110的类型选择对应的接口，本发明实施例对此不做具体限定。
至少一个第二接口20可以为用于在线控处理单元140和机器人机构130之间传输信号或数据的任何一种接口，具体可根据机器人机构130的类型选择对应的接口，本发明实施例对此不做具体限定。
线控处理单元140可以接收线控机构110和/或机器人机构130传输的信号或数据，也可以通过线控机构110向车身控制器120下发指令和/或控制机器人机构130，本发明实施例对此不做具体限定。
根据本发明实施例提供的技术方案，通过设置线控机构，线控机构与车身控制器连接；机器人机构；线控处理单元，通过至少一个第一接口与线控机构连接，线控处理单元通过线控机构向车身控制器下发指令，线控处理单元通过至少一个第二接口与机器人机构连接，用于控制机器人机构，从而以半线控、半机器人的方式实现了在短时间内对普通矿用车辆进行改造，使普通矿用车辆具有无人驾驶功能，且该控制装置易于安装，线控化接口简单，使普通矿用车辆的改造成本低、难度小、周期短。
图2是本发明另一实施例提供的一种无人驾驶矿用车辆的控制装置200的结构示意图。图2所示为图1实施例的一变型例。如图2所示，该控制装置200包括图1实施例中的结构，其中，机器人机构130包括机器人机械制动单元131、机器人转向单元132和机器人倾卸单元133中的至少一个，其中线控处理单元140通过第一串行接口控制机器人机械制动单元131，通过第二串行接口控制机器人转向单元132，并通过脉冲宽度调制接口控制机器人倾卸单元133。
机器人机构130可以为机器人机械制动单元131、机器人转向单元132和机器人倾卸单元133中的一个或多个，本发明实施例对此不做具体限定。
第一串行接口和第二串行接口可以为同一个接口，也可以为不同的接口，本发明实施例对此不做具体限定。
机器人机械制动单元131、机器人转向单元132和机器人倾卸单元133可以分别为独立的单元，也可以为任意两者或者三者集成于一体的单元，本发明实施例对此不做具体限定。
根据本发明实施例提供的技术方案，通过机器人机构包括机器人机械制动单元、机器人转向单元和机器人倾卸单元中的至少一个，线控处理单元通过第一串行接口控制机器人机械制动单元，通过第二串行接口控制机器人转向单元，并通过脉冲宽度调制接口控制机器人倾卸单元，从而通过机器人机构实现无人驾驶矿用车辆在机械制动、转向和/或倾卸功能的自动化。
在本发明一实施例中，机器人机械制动单元131包括第一电机控制器1311、制动电机1312和制动执行机构1313，第一电机控制器1311用于控制制动电机1312驱动安装在无人驾驶矿用车辆的机械制动踏板上的制动执行机构1313以进行制动控制，其中，线控处理单元140通过第一串行接口向第一电机控制器1311发送第一控制指令，第一电机控制器1311根据第一控制指令通过第一控制器局域网络接口控制制动电机1312以实现机械制动，线控处理单元140通过第一串行接口接收第一电机控制器1311传输的制动电机1312的状态信息，线控处理单元140根据制动电机的状态信息判断制动电机是否实现机械制动。
应当理解，当第一电机控制器控制制动电机实现机械制动时，制动电机的状态信息可以为正在运行，则线控处理单元根据制动电机正在运行的状态信息判断出制动电机已实现机械制动，即可以确定了线控处理单元、第一电机控制器及制动电机之间的运行正常；当第一电机控制器控制制动电机未实现机械制动时，制动电机的状态信息可以为故障或未运行，则线控处理单元根据制动电机故障或未运行的状态信息判断出制动电机未实现机械制动，即可以确定线控处理单元、第一电机控制器及制动电机之间的运行不正常，有可能是线控处理单元、第一电机控制器及制动电机中任何部件或连接方式出现问题。
本发明实施例中，通过设置机器人机械制动单元包括第一电机控制器、制动电机和制动执行机构，线控处理单元通过第一串行接口向第一电机控制器发送第一控制指令以使第一电机控制器根据第一控制指令控制制动电机以实现机械制动，同时，线控处理单元根据接收到的制动电机的状态信息判断制动电机是否实现机械制动，从而确保制动电机正常运行，使无人驾驶矿用车辆实现机械制动。
在本发明一实施例中，机器人转向单元132包括第二电机控制器1321、转向电机1322、转向执行机构1323和位移传感器1324，第二电机控制器1321用于控制转向电机1322驱动固定在无人驾驶矿用车辆的方向盘上的转向执行机构1323以进行方向控制，其中，线控处理单元140通过通信接口接收位移传感器检测的无人驾驶矿用车辆的前轮的转角信息，线控处理单元140根据转角信息通过第二串行接口向第二电机控制器1321发送第二控制指令，第二电机控制器1321根据第二控制指令通过第二控制器局域网络接口控制转向电机1322以实现方向盘的闭环控制。
位移传感器1324可以为磁致伸缩位移传感器，也可以为其他可检测无人驾驶矿用车辆的前轮的转角信息的位移传感器如拉杆位移传感器，通信接口与位移传感器的类型相对应，本发明实施例对位移传感器的类型及通信接口的类型不做具体限定。
本发明实施例中，通过机器人转向单元中的第二电机控制器、转向电机和位移传感器的协同作用，从而实现通过机器人对无人驾驶矿用车辆使用过程中的方向进行自动化控制。
在本发明一实施例中，机器人倾卸单元133包括舵机1331、倾卸执行机构1332和倾角仪1333，舵机1331用于控制连接在无人驾驶矿用车辆的倾卸控制手柄上的倾卸执行机构1332以进行倾卸控制，线控处理单元140通过第三控制器局域网络接口接收倾角仪1333检测的无人驾驶矿用车辆的货箱的倾卸角度信息，线控处理单元140根据货箱的倾卸角度信息通过脉冲宽度调制接口向舵机1331发送第三控制指令，舵机1331根据第三控制指令控制倾卸执行机构1332以实现车辆倾卸的闭环控制。
本发明实施例中，通过机器人倾卸单元中的舵机、倾卸执行机构和倾角仪的协同作用，从而实现通过机器人对无人驾驶矿用车辆使用过程中的车辆倾卸的自动化控制。
在本发明一实施例中，线控机构110包括线控油门单元111、线控换挡单元112、线控电制动单元113和线控驻车制动单元114中的至少一个，车身控制器120与油门装置150、换挡装置160、电制动装置170和驻车制动装置180中的至少一个连接，线控处理单元140通过第一模拟-数字/数字-模拟转换接口与线控油门单元111连接，通过第二模拟-数字/数字-模拟转换接口与线控电制动单元113连接，并通过第一输入/输出接口与线控换挡单元112连接，通过第二输入/输出接口与线控驻车制动单元114连接。
线控油门单元111、线控换挡单元112、线控电制动单元113和线控驻车制动单元114可以分别为独立的单元，也可以为任意两者或者三者集成于一体的单元，还可以是将线控油门单元111、线控换挡单元112、线控电制动单元113和/或线控驻车制动单元114集成到车身控制器120中，本发明实施例对此不做具体限定。
本发明实施例中，通过设置线控机构包括线控油门单元、线控换挡单元、线控电制动单元和线控驻车制动单元中的至少一个，车身控制器与油门装置、换挡装置、电制动装置和驻车制动装置中的至少一个连接，从而实现线控处理单元与线控机构中各单元之间实现数据或信号交互，以便线控处理单元通过线控机构中的各单元向车身控制器下发指令以控制油门装置、换挡装置、电制动装置和驻车制动装置自动化工作。
在本发明一实施例中，线控处理单元140通过第一模拟-数字/数字-模拟转换接口中的数字-模拟转换模块及线控油门单元111向车身控制器120下发控制油门装置150将油门的原状态量调至第一控制量的第四控制指令，线控处理单元140通过第一模拟-数字/数字-模拟转换接口中的模拟-数字转换模块接收油门装置150通过车身控制器120及线控油门单元111传输的油门的当前状态量，线控处理单元140通过比较油门的当前状态量和第一控制量对油门装置进行故障诊断；线控处理单元140通过第一模拟-数字/数字-模拟转换接口中的数字-模拟转换模块及线控电制动单元113向车身控制器120下发控制电制动装置170将电制动的原状态量调至第二控制量的第五控制指令，线控处理单元140通过第一模拟-数字/数字-模拟转换接口中的模拟-数字转换模块接收电制动装置170通过车身控制器120及线控电制动单元113传输的电制动的当前状态量，线控处理单元140通过比较电制动的当前状态量和第二控制量对电制动装置170进行故障诊断；线控处理单元140通过第一输入/输出接口及线控换挡单元112向车身控制器120下发控制换挡装置160将原档位调至控制档位的第六控制指令，线控处理单元140通过第一输入/输出接口接收线换挡装置160通过车身控制器120和线控换挡单元112传输的换挡装置的当前档位，线控处理单元140通过比较控制档位和当前档位对换挡装置进行故障检测；线控处理单元140通过第二输入/输出接口及线控驻车制动单元114向车身控制器120下发控制驻车制动装置180进行驻车制动的第七控制指令，线控处理单元140通过第二输入/输出接口接收驻车制动装置180通过车身控制器120和线控驻车制动单元114传输的当前驻车制动状态，线控处理单元根据当前驻车制动状态判断驻车制动装置180是否进行驻车制动。
本发明实施例中，线性处理单元通过各接口及线控机构中的各单元向车身控制器下发指令，以控制无人驾驶矿用车辆中的油门装置、换挡装置、驻车制动装置等，实现对油门装置、换挡装置、驻车制动装置等的自动化控制。另外，线控处理单元比较油门的当前状态量和第一控制量对油门装置进行故障诊断，通过比较电制动的当前状态量和第二控制量对电制动装置进行故障诊断，通过比较控制档位和当前档位对换挡装置进行故障检测，并根据当前驻车制动状态判断驻车制动装置是否进行驻车制动，从而实现线性处理单元对线控机构的有效控制，使得无人驾驶矿用车辆中线控机构的各部分的工作状态根据实际情况做相应的调整，同时通过线控处理机构判断无人驾驶矿用车辆中的各种故障，以便及时对各故障进行处理。
在本发明一实施例中，线控机构110还包括无人驾驶/人工驾驶切换单元115，其中，线控处理单元150通过第三输入/输出接口与无人驾驶/人工驾驶切换单元115连接，线控处理单元140通过第三输入/输出接口及无人驾驶/人工驾驶切换单元115以控制无人驾驶矿用车辆在无人驾驶模式和人工驾驶模式之间的切换。
无人驾驶/人工驾驶切换单元115中可以包括开关，若需要人工驾驶时，可以人工开启该开关，以进入人工驾驶模式，本发明实施例对此不做具体限定。
本发明实施例中，通过增设无人驾驶/人工驾驶切换单元，使得无人驾驶矿用车辆具有无人驾驶以及人工驾驶的功能，可以根据实际需求实现无人驾驶矿用车辆在无人驾驶模式和人工驾驶模式之间的自由切换。
在本发明一实施例中，线控处理单元140包括切换继电器141，无人驾驶矿用车辆为普通矿用车辆改造而成，车身控制器、油门装置、换挡装置、电制动装置和驻车制动装置为普通矿用车辆中的一部分，无人驾驶/人工驾驶切换单元115通过第四输入/输出接口控制继电器141接通普通矿用车辆的控制回路或线控处理单元140的控制回路。
本发明实施例中，通过在线控处理单元中增设切换继电器，使得无人驾驶/人工驾驶切换单元能够通过第三输入/输出接口控制继电器接通普通矿用车辆的控制回路或线控处理单元的控制回路。
图3是本发明一实施例提供的一种无人驾驶矿用车辆的控制方法的流程示意图。图3实施例中的控制方法对应于图1或图2实施例中的控制装置。如图3所示，该控制方法包括如下步骤。
S310：线控处理单元通过至少一个第一接口及线控机构向车身控制器下发指令。
S320：线控处理单元通过至少一个第二接口向机器人机构发送第八控制指令，以控制机器人机构。
根据本发明实施例提供的技术方案，线控处理单元通过至少一个第一接口及线控机构向车身控制器下发指令，并通过至少一个第二接口向机器人机构发送第八控制指令，以控制机器人机构，从而实现对线控机构和机器人机构的控制，并实现将普通矿用车辆改造为无人驾驶矿用车辆。
图4是本发明一实施例提供的一种无人驾驶矿用车辆的控制系统400的结构示意图。
参照图4，控制系统400包括处理组件410，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器420所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件410执行的指令，例如应用程序。存储器420中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件410被配置为执行指令，以执行上述无人驾驶矿用车辆的控制方法。
控制系统400还可以包括一个电源组件被配置为执行控制系统400的电源管理，一个有线或无线网络接口被配置为将控制系统400连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口。控制系统400可以操作基于存储在存储器420的操作系统，例如Windows ServerTM，Mac OSXTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM或类似。
一种非临时性计算机可读存储介质，当存储介质中的指令由上述控制系统400的处理器执行时，使得上述控制系统400能够执行一种无人驾驶矿用车辆的控制方法，包括：线控处理单元通过至少一个第一接口及线控机构向车身控制器下发指令，并通过至少一个第二接口向机器人机构发送第八控制指令，以控制机器人机构。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再做过多描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置、系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序校验码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无人驾驶矿用车辆的控制装置，其特征在于，包括：
线控机构，所述线控机构与车身控制器连接；
机器人机构；
线控处理单元，通过至少一个第一接口与所述线控机构连接，所述线控处理单元通过所述线控机构向所述车身控制器下发指令，
所述线控处理单元通过至少一个第二接口与所述机器人机构连接，用于控制所述机器人机构。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述机器人机构包括机器人机械制动单元、机器人转向单元和机器人倾卸单元中的至少一个，其中所述线控处理单元通过第一串行接口控制所述机器人机械制动单元，通过第二串行接口控制所述机器人转向单元，并通过脉冲宽度调制接口控制所述机器人倾卸单元。
3.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述机器人机械制动单元包括第一电机控制器、制动电机和制动执行机构，所述第一电机控制器用于控制所述制动电机驱动安装在所述无人驾驶矿用车辆的机械制动踏板上的所述制动执行机构以进行制动控制，
其中，所述线控处理单元通过所述第一串行接口向所述第一电机控制器发送第一控制指令，所述第一电机控制器根据所述第一控制指令通过第一控制器局域网络接口控制所述制动电机以实现机械制动，
所述线控处理单元通过所述第一串行接口接收所述第一电机控制器传输的所述制动电机的状态信息，
所述线控处理单元根据所述制动电机的状态信息判断所述制动电机是否实现机械制动。
4.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述机器人转向单元包括第二电机控制器、转向电机、转向执行机构和位移传感器，所述第二电机控制器用于控制所述转向电机驱动固定在所述无人驾驶矿用车辆的方向盘上的所述转向执行机构以进行方向控制，
其中，所述线控处理单元通过通信接口接收所述位移传感器检测的无人驾驶矿用车辆的前轮的转角信息，
所述线控处理单元根据所述转角信息通过所述第二串行接口向所述第二电机控制器发送第二控制指令，所述第二电机控制器根据所述第二控制指令通过第二控制器局域网络接口控制所述转向电机以实现所述方向盘的闭环控制。
5.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，所述机器人倾卸单元包括舵机、倾卸执行机构和倾角仪，所述舵机用于控制连接在所述无人驾驶矿用车辆的倾卸控制手柄上的倾卸执行机构以进行倾卸控制，
所述线控处理单元通过第三控制器局域网络接口接收所述倾角仪检测的所述无人驾驶矿用车辆的货箱的倾卸角度信息，
所述线控处理单元根据所述货箱的倾卸角度信息通过所述脉冲宽度调制接口向所述舵机发送第三控制指令，所述舵机根据第三控制指令控制所述倾卸执行机构以实现所述无人驾驶矿用车辆倾卸的闭环控制。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的控制装置，其特征在于，所述线控机构包括线控油门单元、线控换挡单元、线控电制动单元和线控驻车制动单元中的至少一个，所述车身控制器与油门装置、换挡装置、电制动装置和驻车制动装置中的至少一个连接，所述线控处理单元通过第一模拟-数字/数字-模拟转换接口与所述线控油门单元连接，通过第二模拟-数字/数字-模拟转换接口与所述线控电制动单元连接，并通过第一输入/输出接口与所述线控换挡单元连接，通过第二输入/输出接口与所述线控驻车制动单元连接。
7.如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，
所述线控处理单元通过所述第一模拟-数字/数字-模拟转换接口中的数字-模拟转换模块及所述线控油门单元向所述车身控制器下发控制所述油门装置将油门的原状态量调至第一控制量的第四控制指令，
所述线控处理单元通过所述第一模拟-数字/数字-模拟转换接口中的模拟-数字转换模块接收所述油门装置通过所述车身控制器及所述线控油门单元传输的所述油门的当前状态量，
所述线控处理单元通过比较所述油门的当前状态量和第一控制量对所述油门装置进行故障诊断；
所述线控处理单元通过所述第一模拟-数字/数字-模拟转换接口中的数字-模拟转换模块及所述线控电制动单元向所述车身控制器下发控制所述电制动装置将电制动的原状态量调至第二控制量的第五控制指令，
所述线控处理单元通过所述第一模拟-数字/数字-模拟转换接口中的模拟-数字转换模块接收所述电制动装置通过所述车身控制器及所述线控电制动单元传输的所述电制动的当前状态量，
所述线控处理单元通过比较所述电制动的当前状态量和第二控制量对所述电制动装置进行故障诊断；
所述线控处理单元通过所述第一输入/输出接口及所述线控换挡单元向所述车身控制器下发控制所述换挡装置将原档位调至控制档位的第六控制指令，
所述线控处理单元通过所述第一输入/输出接口接收所述换挡装置通过所述车身控制器和所述线控换挡单元传输的所述换挡装置的当前档位，
所述线控处理单元通过比较所述控制档位和所述当前档位对所述换挡装置进行故障检测；
所述线控处理单元通过所述第二输入/输出接口及所述线控驻车制动单元向所述车身控制器下发控制所述驻车制动装置进行驻车制动的第七控制指令，
所述线控处理单元通过所述第二输入/输出接口接收所述驻车制动装置通过所述车身控制器和所述线控驻车制动单元传输的当前驻车制动状态，
所述线控处理单元根据所述当前驻车制动状态判断所述驻车制动装置是否进行驻车制动。
8.如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述线控机构还包括无人驾驶/人工驾驶切换单元，
其中，所述线控处理单元通过第三输入/输出接口与所述无人驾驶/人工驾驶切换单元连接，所述线控处理单元通过所述第三输入/输出接口及所述无人驾驶/人工驾驶切换单元以控制所述无人驾驶矿用车辆在无人驾驶模式和人工驾驶模式之间进行切换。
9.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述线控处理单元包括切换继电器，所述无人驾驶矿用车辆为普通矿用车辆改造而成，所述车身控制器、所述油门装置、所述换挡装置、所述电制动装置和所述驻车制动装置为所述普通矿用车辆中的一部分，所述无人驾驶/人工驾驶切换单元通过第四输入/输出接口控制所述继电器接通所述普通矿用车辆的控制回路或所述线控处理单元的控制回路。
10.一种无人驾驶矿用车辆的控制方法，其特征在于，包括：
线控处理单元通过至少一个第一接口及线控机构向车身控制器下发指令；
线控处理单元通过至少一个第二接口向机器人机构发送第八控制指令，以控制所述机器人机构。
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