CN110979315A - 一种露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法及系统，适用于多种路线下的车辆行驶情况，根据车辆自身的速度、制动能力参数、车辆行驶线路以及车辆周围障碍物信息，设置车辆行驶安全的主动保护圈形状及其参数，实时检测车辆之间的距离或者车辆与障碍物之间是否接触以及产生碰撞的可能性，根据车辆行驶参数及线路调整保护圈参数，满足矿山无人车辆的安全性要求。

Description

一种露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法及 系统

技术领域

本发明属于露天矿山无人驾驶技术领域，涉及一种露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法及系统。

背景技术

国内外的露天矿山地处偏远，环境恶劣，矿区运输车辆作业司机老龄化趋势明显，由运输司机疏忽导致的安全事故频出，未来矿区在生产安全、人员投入等方面的经济负担将日益增加，无人化的露天矿山运输解决方案在矿区迫切需求和现代科技发展的推动下，开始崭露头角。然而，露天矿山的作业管理特殊性和复杂性，导致露天矿山无人化系统的实现面临诸多技术挑战，其中，地图管理技术是露天矿山无人化运输技术领域的重要技术之一，需要适应露天矿山作业流程控制要求，即灵活、高效、安全的地图采集、编辑功能和满足露天矿山车辆无人驾驶控制的高精地图的管理能力，传统的露天矿山调度系统无法满足此要求。

中国发明专利CN201680000852.8公开了一种作业机械的控制系统、作业机械以及作业机械的管理系统，采用激光传感器、速度传感器、陀螺传感器、定位装置进行障碍物检测，并在数据处理过程中剔除动态障碍物信息后，生成地图信息。

中国发明专利CN201810365316.9公开了一种基于无人机的露天矿山生产调度指挥方法，采用无人机进行露天矿山的正射影响采集，进行专业化的数据处理后获得露天矿山的数字线划地图和数字表面模型，基于此地图进行三维建模和生产规划，再依据三维模型和生产数据下达生产调度指令。

中国发明专利CN201811202808.2号专利公开了一种面向无人驾驶汽车的高精度语义地图制作方法，采用三维激光雷达、GNSS模块、IMU对数据进行采集，处理后的数据包含丰富的语义信息，如车道线、道路边缘和行驶轨迹等，为无人驾驶汽车的局部路径规划提供了数据基础。

中国发明专利CN201811254199.5号专利公开了一种港口无人驾驶集装箱卡车高精地图生成方法，采用搭载GNSS/IMU设备的有人驾驶卡车，采集港口的道路最左侧道路中心线轨迹，多次重复采集同一条车道的信息，再通过离线数据进行地图的人工绘制，结合卫星地图，根据第一次绘制的轨迹绘制出其他车道的轨迹，然后再编辑道路的其他属性，最终生成港口无人驾驶需要的高精地图。

现有技术存在以下缺陷：CN201680000852.8专利采用的方法并不能保证剔除动态障碍物信息后的数据即为地图信息数据，例如随风摆动的线杆、临时站立的人、浓烈的灰尘等，会出现较大的剔除错误。另外，其生成的地图信息为车辆规划使用的局部地图，并不做全局地图的规划。

CN201810365316.9专利采用的方法只适合粗略的地图模型建立，人为的依据建立的模型进行生产调度的设计，并不能满足无人矿山系统的对地图高精度的要求。

CN201811202808.2专利采用的方法仅适用于特定场景下的无人驾驶车辆，对于露天矿区特殊车辆、特殊作业模式，除了正常的车道边缘、行驶轨迹参数外，还需要进一步的规划作业区、交通路段、路面障碍物等。另外，车辆的行驶轨迹，是按照点云数据的强度直线段绘制直线轨迹，曲线段沿路口的转向方向绘制曲线轨迹，此方法依赖操作员的操作准确性，没有数学模型的强约束，制图效率低并且容易出错。

CN201811254199.5专利采用的方法只适合道路规整简单、卫星地图清晰的区域，对于复杂不规整的道路，无法比对其他道路的路径形状进行绘制，另外，通过车辆多次采集道路中间线轨迹，在实际操作过程中也比较有难度，人工操作很难保证车辆行驶在道路中间线上，这样的地图绘制，精确度不高，而且地图内容较简单，没有道路的边界信息和行驶路径上的静态障碍物信息。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法及系统。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

第一方面，提供一种露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法，包括：

机群调度中心：获取车辆的速度、制动能力参数、车辆行驶线路以及车辆周围障碍物信息，根据车辆自身的速度、制动能力参数、车辆行驶线路以及车辆周围障碍物信息，设置车辆行驶安全的主动保护圈形状及其参数，并将保护圈信息下发给车辆；

车辆：获取车辆周围障碍物信息以及车辆保护圈信息；根据车辆周围障碍物信息以及车辆保护圈信息，判断是否有障碍物进入保护圈，得到判断结果；根据判断结果，启动相应的安全保护动作，并上送给机群调度中心；

所述机群调度中心，获取车辆上送的信息，进行判断，根据判断结果，对保护圈的范围进行调整，或者发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

所述保护圈根据障碍物距离车辆中心的距离和危险系数划分为：包括急停保护圈R1、警报保护圈R2、提示保护圈R3。

根据判断结果，启动相应的安全保护动作，包括：

响应于有障碍物进入提示保护圈R3（障碍物与车辆之间的距离R<R3），车辆管理系统会进行显示提示，并将判断结果上送给机群调度中心；

和/或，响应于有障碍物进入警报保护圈R2（R<R2），车辆管理系统会发出警报（包括显示、声音报警），并将判断结果上送给机群调度中心，机群调度中心进行提示，同时发出指令给车辆管理系统控制车辆减速；

和/或，响应于有障碍物进入急停保护圈R1（R<R1），车辆管理系统会控制车辆紧急停止，并将判断结果上送给机群调度中心，机群调度中心进行提示，同时发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

所述机群调度中心，获取车辆上送的信息，进行判断，根据判断结果，对保护圈的范围进行调整，包括：

机群调度中心，获取矿山作业区域中车辆的心跳信号，判断机群调度中心与该车辆之间的通讯是否正常，如果通讯异常中断或者异常退出，以所述车辆最后退出时的位置点为圆心，随着时间的推移扩大急停保护圈R1，发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止，直到解除警报；

机群调度中心，接收车辆管理系统上报的信息，响应于有障碍物进入急停保护圈R1，机群调度中心进行提示，同时发出指令给车辆管理系统控制急停保护圈范围内的无人车辆紧急停止；

机群调度中心，获取车辆周围障碍物的位置信息以及车辆与障碍物之间的相对运动速度，基于车辆当前的车速，预测车辆与障碍物之间是否存在碰撞风险，得到预测结果，根据预测结果，扩大保护圈；

当有人车辆附近有紧急情况时，驾驶员控制所在车辆紧急停止，并将紧急情况上送给机群调度中心，机群调度中心接收到有人车辆上送的紧急情况进行提示，同时发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

所述保护圈的作用区域会根据行驶道路的线路特征进行调整；行驶线路分为三种情况：单向单行线、双向单行线、双向双行线；在行驶过程中，根据车道的宽度对车辆保护圈进行纵向和横向的拓展，对于单向单行线及双向单行线的行驶线路，车辆保护圈横向拓展到整个道路宽度；对于双向双行线的行驶线路，车辆保护圈横向拓展到道路宽度的一半。

所述障碍物包括静态障碍物和动态障碍物，静态障碍物包括道路边沿和周围停止的车辆；动态障碍物包括周围行驶中的车辆。

第二方面，提供一种露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制系统，包括：机群调度中心和车辆，机群调度中心和车辆之间通信连接，所述车辆包括有人车辆和无人车辆；

所述机群调度中心包括保护圈设置模块，用于：获取车辆的速度、制动能力参数、车辆行驶线路以及车辆周围障碍物信息，根据车辆自身的速度、制动能力参数、车辆行驶线路以及车辆周围障碍物信息，设置车辆行驶安全的主动保护圈形状及其参数，并将保护圈信息下发给车辆；

所述车辆包括：

数据获取模块，用于：获取车辆周围障碍物信息以及车辆保护圈信息；

判断模块，用于：根据车辆周围障碍物信息以及车辆保护圈信息，判断是否有障碍物进入保护圈，得到判断结果；

输出模块，根据判断结果，启动相应的安全保护动作，并上送给机群调度中心；

所述机群调度中心，获取车辆上送的信息，进行判断，根据判断结果，对保护圈的范围进行调整，并将调整后的保护圈信息下发给车辆，或者发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

所述保护圈的作用区域会根据行驶道路的线路特征进行调整；行驶线路分为三种情况：单向单行线、双向单行线、双向双行线；在行驶过程中，根据车道的宽度对车辆保护圈进行纵向和横向的拓展，对于单向单行线及双向单行线的行驶线路，车辆保护圈横向拓展到整个道路宽度；对于双向双行线的行驶线路，车辆保护圈横向拓展到道路宽度的一半。

有益效果：本发明提供的露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法及系统，具有以下优点：

（1）考虑行驶过程或者作业过程中面临的风险，根据车辆自身的速度、制动能力等参数设置车辆行驶安全的主动保护圈，降低行驶过程或者作业过程中车辆碰撞的风险，减少事故损失，提高生产效率；（2）根据车辆在行驶区不同的线路特点和风险，设置不同的保护圈参数；（3）能够检测车辆之间的保护圈或者车辆与障碍物之间是否接触以及产生碰撞的可能性，对于可能要发生碰撞的情况，会通过车载管理系统上报至机群调度中心，接受机群调度中心实时发送警告、降速或者急停命令，紧急停止车辆。

附图说明

图1为实施例的车辆保护圈安全控制系统示意图；

图2为实施例中车辆保护圈范围设置示意图；

图3为实施例中单向单线、双向单线行驶情况下的保护圈示意图；

图4为实施例中双向双线行驶情况下的保护圈示意图；

图5为实施例中保护圈在有人车辆情况下的安全控制流程图；

图6为实施例中保护圈在无人车辆情况下的安全控制流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

实施例1

一种露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法，包括：

机群调度中心：获取车辆的速度、制动能力参数、车辆行驶线路以及车辆周围障碍物信息，根据车辆自身的速度、制动能力参数、车辆行驶线路以及车辆周围障碍物信息，设置车辆行驶安全的主动保护圈形状及其参数，并将保护圈信息下发给车辆；

车辆：获取车辆周围障碍物信息以及车辆保护圈信息；根据车辆周围障碍物信息以及车辆保护圈信息，判断是否有障碍物进入保护圈，得到判断结果；根据判断结果，启动相应的安全保护动作，并上送给机群调度中心；

所述机群调度中心，获取车辆上送的信息，进行判断，根据判断结果，对保护圈的范围进行调整，并将调整后的保护圈信息下发给车辆，或者发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

所述保护圈根据障碍物距离车辆中心的距离和危险系数划分为：包括急停保护圈R1、警报保护圈R2、提示保护圈R3。

在一些实施例中，根据判断结果，启动相应的安全保护动作，包括：

响应于有障碍物进入提示保护圈R3（障碍物与车辆之间的距离R<R3），车辆管理系统会进行显示提示，并将判断结果上送给机群调度中心；

响应于有障碍物进入警报保护圈R2（R<R2），车辆管理系统会发出警报（包括显示、声音报警），并将判断结果上送给机群调度中心，机群调度中心进行提示，同时发出指令给车辆管理系统控制车辆减速；

响应于有障碍物进入急停保护圈R1（R<R1），车辆管理系统会控制车辆紧急停止，并将判断结果上送给机群调度中心，机群调度中心进行提示，同时发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

在一些实施例中，所述机群调度中心，获取车辆上送的信息，进行判断，根据判断结果，对保护圈的范围进行调整，包括：

机群调度中心，获取矿山作业区域中车辆的心跳信号，判断机群调度中心与该车辆之间的通讯是否正常，如果通讯异常中断或者异常退出，以所述车辆最后退出时的位置点为圆心，随着时间的推移扩大急停保护圈R1，发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止，直到解除警报；

机群调度中心，接收车辆管理系统上报的信息，响应于有障碍物进入急停保护圈R1，机群调度中心进行提示，同时发出指令给车辆管理系统控制急停保护圈范围内的无人车辆紧急停止；

机群调度中心，获取车辆周围障碍物的位置信息以及车辆与障碍物之间的相对运动速度，基于车辆当前的车速，预测车辆与障碍物之间是否存在碰撞风险，得到预测结果，根据预测结果，扩大保护圈；

当有人车辆附近有紧急情况时，驾驶员控制所在车辆紧急停止，并将紧急情况上送给机群调度中心，机群调度中心接收到有人车辆上送的紧急情况进行提示，同时发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

所述保护圈的作用区域会根据行驶道路的线路特征进行调整；行驶线路分为三种情况：单向单行线、双向单行线、双向双行线；在行驶过程中，根据车道的宽度对车辆保护圈进行纵向和横向的拓展，对于单向单行线及双向单行线的行驶线路，车辆保护圈横向拓展到整个道路宽度；对于双向双行线的行驶线路，车辆保护圈横向拓展到道路宽度的一半。

在一些实施例中，所述障碍物包括静态障碍物和动态障碍物，静态障碍物包括道路边沿和周围停止的车辆；动态障碍物包括周围行驶中的车辆。

实施例2

一种露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制系统，包括机群调度中心和车辆，机群调度中心和车辆之间通信连接，所述车辆包括有人车辆和无人车辆；

所述机群调度中心包括保护圈设置模块，用于：获取车辆的速度、制动能力参数、车辆行驶线路以及车辆周围障碍物信息，根据车辆自身的速度、制动能力参数、车辆行驶线路以及车辆周围障碍物信息，设置车辆行驶安全的主动保护圈形状及其参数，并将保护圈信息下发给车辆；

所述车辆包括：

数据获取模块，用于：获取车辆周围障碍物信息以及车辆保护圈信息；

判断模块，用于：根据车辆周围障碍物信息以及车辆保护圈信息，判断是否有障碍物进入保护圈，得到判断结果；

输出模块，根据判断结果，启动相应的安全保护动作，并上送给机群调度中心；

所述机群调度中心，获取车辆上送的信息，进行判断，根据判断结果，对保护圈的范围进行调整，并将调整后的保护圈信息下发给车辆，或者发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

所述机群调度中心，获取车辆上送的信息，进行判断，根据判断结果，对保护圈的范围进行调整，包括：

机群调度中心，获取矿山作业区域中车辆的心跳信号，判断机群调度中心与该车辆之间的通讯是否正常，如果通讯异常中断或者异常退出，以所述车辆最后退出时的位置点为圆心，随着时间的推移扩大急停保护圈R1，发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止，直到解除警报；

机群调度中心，接收车辆管理系统上报的信息，响应于有障碍物进入急停保护圈R1，机群调度中心进行提示，同时发出指令给车辆管理系统控制急停保护圈范围内的无人车辆紧急停止；

机群调度中心，获取车辆周围障碍物的位置信息以及车辆与障碍物之间的相对运动速度，基于车辆当前的车速，预测车辆与障碍物之间是否存在碰撞风险，得到预测结果，根据预测结果，扩大保护圈；

和/或，机群调度中心接收到有人车辆上送的紧急情况进行提示，同时发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

所述保护圈的作用区域会根据行驶道路的线路特征进行调整；行驶线路分为三种情况：单向单行线、双向单行线、双向双行线；在行驶过程中，根据车道的宽度对车辆保护圈进行纵向和横向的拓展，对于单向单行线及双向单行线的行驶线路，车辆保护圈横向拓展到整个道路宽度；对于双向双行线的行驶线路，车辆保护圈横向拓展到道路宽度的一半。

根据判断结果，启动相应的安全保护动作，包括：

响应于有障碍物进入提示保护圈R3（障碍物与车辆之间的距离R<R3），车辆管理系统会进行显示提示，并将判断结果上送给机群调度中心；

和/或，响应于有障碍物进入警报保护圈R2（R<R2），车辆管理系统会发出警报（包括显示、声音报警），并将判断结果上送给机群调度中心，机群调度中心进行提示，同时发出指令给车辆管理系统控制车辆减速；

和/或，响应于有障碍物进入急停保护圈R1（R<R1），车辆管理系统会控制车辆紧急停止，并将判断结果上送给机群调度中心，机群调度中心进行提示，同时发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

在一些实施例中，车辆保护圈的设计方法，包括保护圈范围设置、保护圈作用区域、保护圈安全控制。具体如下：

所述保护圈范围设置用于考虑作业车辆、辅助车辆在结构化道路中行驶所面临的风险，设置合理的安全保护范围。根据机型特点，进行与其他车辆的碰撞风险分析，根据车辆自身的速度、制动能力、危险系数等参数设置车辆行驶安全的主动保护圈形状及其参数。

所述保护圈根据距离车辆中心的距离和危险系数划分为四块区域：包括车辆、急停保护圈R1、警报保护圈R2、提示保护圈R3，当有车辆进入提示保护圈R3（车辆与车辆距离R<R3）时，会提示车辆管理系统；当车辆进入警报保护圈R2（R<R2）时，车辆管理系统会发出警报，并将信号实时发送到机群调度中心进行提示；当车辆进入急停保护圈R1（R<R1）时，车辆管理系统会紧急停止车辆，并将信息发送至机群调度中心处理。

所述保护圈的作用区域会根据行驶道路的线路特征进行调整。行驶线路分为三种情况：单向单行线、双向单行线、双向双行线。在行驶过程中，根据车道的宽度进行纵向和横向的拓展，对于单向单行线及双向单行线的情况，车辆保护圈横向拓展到整个道路宽度，对于双向双行线，车辆保护圈横向拓展到道路宽度的一半。

所述保护圈安全控制是指保护圈能够检测车辆之间的保护圈或者车辆与障碍物之间是否接触以及产生碰撞的可能性，根据有人车辆和无人车辆的行驶特点和安全性分别进行控制处理流程分析。

保护圈在机群调度中心进行仲裁，采用登录认证机制，当这种登录认证通过后，机群调度中心与车辆进行连接，实时获取车辆的心跳信号，如果通讯异常中断或者异常退出，以最后退出时的位置点为圆心，随着时间的推移扩大急停保护圈R1，急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止，直到解除警报。

实施例3

本实施例提供一种露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法和系统，详细步骤如下：

结合图1，为了实现露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈设计方法，保护圈系统包括机群调度中心和车辆，车辆上硬件至少包括GPS定位装置、毫米波雷达、激光雷达、报警装置等设备。所述GPS定位装置用于采集车辆的位置信息，毫米波雷达、激光雷达用于采集车辆周围的环境信息，包括障碍物信息。车辆上还装载有车辆管理系统，用于获取位置信息、车辆周围的环境信息，以及控制车辆的行驶等管理工作；并与机群调度中心之间信息交互。机群调度中心中设置有保护圈设置模块，用于设置或根据情况调整车辆的保护圈参数范围。

结合图2，所述保护圈根据距离车辆中心的距离和危险系数划分为四块区域：包括车辆、急停保护圈R1、警报保护圈R2、提示保护圈R3，当有车辆进入提示保护圈R3（车辆与车辆距离R<R3）时，会提示车辆管理系统；当车辆进入警报保护圈R2（R<R2）时，车辆管理系统会发出警报，并将信号实时发送到机群调度中心进行提示；当车辆进入急停保护圈R1（R<R1）时，车辆管理系统会紧急停止车辆，并将信息发送至机群调度中心处理。

结合图3，所述保护圈在单向单行线和双向单行线的线路下，车辆保护圈横向拓展到整个道路宽度，用于检测道路边沿、障碍物以及其他车辆。

结合图4，所述保护圈在双向双行线的路线下，车辆保护圈的范围横向拓展到道路宽度的一半左右，保护圈不仅检测道路边沿、障碍物，在车辆交汇时的实时检测车辆之间的距离保证安全。

结合图5、图6，所述保护圈安全控制是指保护圈系统能够检测车辆之间的保护圈或者车辆与障碍物之间是否接触以及产生碰撞的可能性，从而实现车辆的安全控制处理流程。由于有人车辆和无人车辆在安全控制模块上存在很多不同之处，因此分开进行安全控制处理流程描述。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法，其特征在于，包括：

机群调度中心：获取车辆的速度、制动能力参数、车辆行驶线路以及车辆周围障碍物信息，根据车辆自身的速度、制动能力参数、车辆行驶线路以及车辆周围障碍物信息，设置车辆行驶安全的主动保护圈形状及其参数，并将保护圈信息下发给车辆；

车辆：获取车辆周围障碍物信息以及车辆保护圈信息；根据车辆周围障碍物信息以及车辆保护圈信息，判断是否有障碍物进入保护圈，得到判断结果；根据判断结果，启动相应的安全保护动作，并上送给机群调度中心；

所述机群调度中心，获取车辆上送的信息，进行判断，根据判断结果，对保护圈的范围进行调整，并将调整后的保护圈信息下发给车辆，或者发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

2.根据权利要求1所述的露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法，其特征在于，所述保护圈根据障碍物距离车辆中心的距离和危险系数划分为：包括急停保护圈R1、警报保护圈R2、提示保护圈R3。

3.根据权利要求2所述的露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法，其特征在于，根据判断结果，启动相应的安全保护动作，包括：

响应于有障碍物进入提示保护圈R3，车辆管理系统会进行显示提示，并将判断结果上送给机群调度中心；

和/或，响应于有障碍物进入警报保护圈R2，车辆管理系统会发出警报，并将判断结果上送给机群调度中心，机群调度中心进行提示，同时发出指令给车辆管理系统控制车辆减速；

和/或，响应于有障碍物进入急停保护圈R1，车辆管理系统会控制车辆紧急停止，并将判断结果上送给机群调度中心，机群调度中心进行提示，同时发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

4.根据权利要求2所述的露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法，其特征在于，所述机群调度中心，获取车辆上送的信息，进行判断，根据判断结果，对保护圈的范围进行调整，包括：

机群调度中心，获取矿山作业区域中车辆的心跳信号，判断机群调度中心与该车辆之间的通讯是否正常，如果通讯异常中断或者异常退出，以所述车辆最后退出时的位置点为圆心，随着时间的推移扩大急停保护圈R1，发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止，直到解除警报；

和/或，机群调度中心，接收车辆管理系统上报的信息，响应于有障碍物进入急停保护圈R1，机群调度中心进行提示，同时发出指令给车辆管理系统控制急停保护圈范围内的无人车辆紧急停止；

和/或，机群调度中心，获取车辆周围障碍物的位置信息以及车辆与障碍物之间的相对运动速度，基于车辆当前的车速，预测车辆与障碍物之间是否存在碰撞风险，得到预测结果，根据预测结果，扩大保护圈；

和/或，当有人车辆附近有紧急情况时，驾驶员控制所在车辆紧急停止，并将紧急情况上送给机群调度中心，机群调度中心接收到有人车辆上送的紧急情况进行提示，同时发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

5.根据权利要求1所述的露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法，其特征在于，所述保护圈的作用区域会根据行驶道路的线路特征进行调整；行驶线路分为三种情况：单向单行线、双向单行线、双向双行线；在行驶过程中，根据车道的宽度对车辆保护圈进行纵向和横向的拓展，对于单向单行线及双向单行线的行驶线路，车辆保护圈横向拓展到整个道路宽度；对于双向双行线的行驶线路，车辆保护圈横向拓展到道路宽度的一半。

6.根据权利要求1所述的露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制方法，其特征在于，所述障碍物包括静态障碍物和动态障碍物，静态障碍物包括道路边沿和周围停止的车辆；动态障碍物包括周围行驶中的车辆。

7.一种露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制系统，其特征在于，包括机群调度中心和车辆，机群调度中心和车辆之间通信连接，所述车辆包括有人车辆和无人车辆；

所述机群调度中心包括保护圈设置模块，用于：获取车辆的速度、制动能力参数、车辆行驶线路以及车辆周围障碍物信息，根据车辆自身的速度、制动能力参数、车辆行驶线路以及车辆周围障碍物信息，设置车辆行驶安全的主动保护圈形状及其参数，并将保护圈信息下发给车辆；

所述车辆包括：

数据获取模块，用于：获取车辆周围障碍物信息以及车辆保护圈信息；

判断模块，用于：根据车辆周围障碍物信息以及车辆保护圈信息，判断是否有障碍物进入保护圈，得到判断结果；

输出模块，根据判断结果，启动相应的安全保护动作，并上送给机群调度中心；

所述机群调度中心，获取车辆上送的信息，进行判断，根据判断结果，对保护圈的范围进行调整，并将调整后的保护圈信息下发给车辆，或者发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

8.根据权利要求7所述的露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制系统，其特征在于，所述机群调度中心，获取车辆上送的信息，进行判断，根据判断结果，对保护圈的范围进行调整，包括：

机群调度中心，获取矿山作业区域中车辆的心跳信号，判断机群调度中心与该车辆之间的通讯是否正常，如果通讯异常中断或者异常退出，以所述车辆最后退出时的位置点为圆心，随着时间的推移扩大急停保护圈R1，发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止，直到解除警报；

和/或，机群调度中心，接收车辆管理系统上报的信息，响应于有障碍物进入急停保护圈R1，机群调度中心进行提示，同时发出指令给车辆管理系统控制急停保护圈范围内的无人车辆紧急停止；

和/或，机群调度中心，获取车辆周围障碍物的位置信息以及车辆与障碍物之间的相对运动速度，基于车辆当前的车速，预测车辆与障碍物之间是否存在碰撞风险，得到预测结果，根据预测结果，扩大保护圈；

和/或，机群调度中心接收到有人车辆上送的紧急情况进行提示，同时发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

9.根据权利要求7所述的露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制系统，其特征在于，所述保护圈的作用区域会根据行驶道路的线路特征进行调整；行驶线路分为三种情况：单向单行线、双向单行线、双向双行线；在行驶过程中，根据车道的宽度对车辆保护圈进行纵向和横向的拓展，对于单向单行线及双向单行线的行驶线路，车辆保护圈横向拓展到整个道路宽度；对于双向双行线的行驶线路，车辆保护圈横向拓展到道路宽度的一半。

10.根据权利要求8所述的露天矿山无人化运输系统的车辆保护圈安全控制系统，其特征在于，根据判断结果，启动相应的安全保护动作，包括：

响应于有障碍物进入提示保护圈R3，车辆管理系统会进行显示提示，并将判断结果上送给机群调度中心；

和/或，响应于有障碍物进入警报保护圈R2，车辆管理系统会发出警报，并将判断结果上送给机群调度中心，机群调度中心进行提示，同时发出指令给车辆管理系统控制车辆减速；

和/或，响应于有障碍物进入急停保护圈R1，车辆管理系统会控制车辆紧急停止，并将判断结果上送给机群调度中心，机群调度中心进行提示，同时发出指令控制急停保护圈范围内的无人车辆全部紧急停止。

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