CN111240338A - 无人驾驶矿车自主装卸方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人驾驶矿车自主装卸方法及系统，该无人驾驶矿车自主装卸方法根据所述无人驾驶矿车附近的环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得所述无人驾驶矿车停在装载位置，无人驾驶矿车停在装载位置后，无人驾驶矿车与装载侧通过V2X技术通信连接，控制所述装载侧设备实现自动装载，无人驾驶矿车装载完成后，根据所述无人驾驶矿车附近的环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得无人驾驶矿车停在卸载位置，无人驾驶矿车的电控举升系统控制无人驾驶矿车的货箱实现自动卸载；该无人驾驶矿车自主装卸方法及系统能够实现矿车的自主装卸及运输，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于工程运输技术领域，尤其是涉及一种无人驾驶矿车自主装卸方法及系统。
背景技术
无人驾驶车辆是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的车辆。它是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。
露天采矿使用的无人驾驶非公路矿车能够降低运营成本和提高生产效率，随着人工智能迅速发展，无人驾驶矿车已经成为矿车自动化解决方案中的重要组成部分，无人驾驶矿车的首先需要实现的功能就是实现矿石的自主装卸，现有无人驾驶矿车的装卸都是通过人工完成，效率低、用人成本高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种无人驾驶矿车自主装卸方法，该无人驾驶矿车自主装卸方法能够实现矿车的自主装卸及运输，提高了生产效率。
本发明的了另一目的在于提供一种无人驾驶矿车自主装卸系统，该无人驾驶矿车自主装卸系统能够实现无人驾驶矿车的自主装卸及运输，提高了生产效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明第一方面提供一种无人驾驶矿车自主装卸方法，包括：获取无人驾驶矿车附近的环境信息；
根据所述无人驾驶矿车附近的环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得所述无人驾驶矿车停在装载位置；
在所述无人驾驶矿车停在装载位置后，无人驾驶矿车的V2X车载终端与V2X装载侧设备通过V2X无线通信连接，装载侧设备根据无线通信信息自动装载；
所述无人驾驶矿车装载完成后，根据所述无人驾驶矿车附近的环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得所述无人驾驶矿车停在卸载位置；
所述无人驾驶矿车到达卸载位置后，控制无人驾驶矿车的电控举升系统实现无人驾驶矿车的自动卸载。
如上所述无人驾驶矿车自主装卸方法，在所述无人驾驶矿车到达卸载位置后，控制无人驾驶矿车的电控举升系统实现无人驾驶矿车的自动卸载包括：电控举升系统控制所述无人驾驶矿车的货箱上升、中停或者下降。
如上所述无人驾驶矿车自主装卸方法，所述无人驾驶矿车装载完成后，在所述无人驾驶矿车运输过程中，所述无人驾驶矿车通过V2X技术共享道路、障碍物、行人及其他车辆。
本发明第二方面提供一种无人驾驶矿车自主装卸系统，包括环境感知模块、第一控制模块、第二控制模块、V2X车载终端和V2X装载侧设备，所述V2X装载侧设备与所述V2X车载终端无线通信连接；
所述环境感知模块用于获取无人驾驶矿车附近的环境信息并将所述环境信息传输给所述第一控制模块；
所述第一控制模块用于根据所述环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得所述无人驾驶矿车停在装载位置或者卸载位置；
所述V2X装载侧设备用于在无人驾驶矿车停在装载位置后与所述V2X车载终端无线通讯，所述V2X车载终端用于将无线通讯信息传输至第二控制模块；
所述第二控制模块用于在接收所述无线通讯信息后控制装载侧设备自动装载，所述第二控制模块还用于在所述无人驾驶矿车到达卸载位置后控制无人驾驶矿车的电控举升系统实现无人驾驶矿车的自动卸载。
如上所述无人驾驶矿车自主装卸系统，所述环境感知模块为雷达，所述雷达为激光雷达或者毫米波雷达或者超声波雷达，所述雷达设置于所述无人驾驶矿车上。
如上所述无人驾驶矿车自主装卸系统，所述环境感知模块包括摄像头以及图像处理模块，所述摄像头安装于所述无人驾驶矿车上，所述图像处理模块对所述摄像头获取的无人驾驶矿车附近环境的图像进行处理。
如上所述无人驾驶矿车自主装卸系统，还包括V2X路侧设备，所述V2X路侧设备的数量为多个，所述V2X路侧设备在路段交叉口以及路段内按照预设间距间隔设置，所述V2X路侧设备与所述V2X车载终端无线通信连接。
如上所述无人驾驶矿车自主装卸系统，所述电控举升系统包括电磁阀，所述电磁阀与所述第二控制模块电连接。
如上所述无人驾驶矿车自主装卸系统，所述无人驾驶矿车的驾驶室内设置有举升手柄，所述举升手柄用于手动控制货箱的上升、下降以及中停。
如上所述无人驾驶矿车自主装卸系统，所述电控举升系统设置有举升到位接近开关以及下降到位接近开关。
本发明的无人驾驶矿车自主装卸方法，根据所述无人驾驶矿车附近的环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得所述无人驾驶矿车停在装载位置，无人驾驶矿车与装载侧通过V2X技术通信实现自动装载，无人驾驶矿车自动装载完成后，根据所述无人驾驶矿车附近的环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得所述无人驾驶矿车停在卸载位置，无人驾驶矿车到达卸载位置后，控制无人驾驶矿车的电控举升系统使得无人驾驶矿车的货箱实现自动卸载，该无人驾驶矿车自主装卸方法能够实现矿车的自主装卸及运输，提高了生产效率。
本发明的无人驾驶矿车自主装卸系统包括环境感知模块、第一控制模块、第二控制模块、V2X车载终端和V2X装载侧设备，所述V2X装载侧设备与所述V2X车载终端无线通信连接，第一控制模块根据环境感知模块获取的无人驾驶矿车附近的环境信息，控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得无人驾驶矿车停在装载位置以及卸载位置，无人驾驶矿车停在装载位置后，无人驾驶矿车与装载侧设备通过V2X技术无线通信连接，第二控制模块在接收所述无线通信信息后控制装载侧设备自动装载，无人驾驶矿车到达卸载位置后，第二控制模块控制无人驾驶矿车的电控举升系统以使得无人驾驶矿车的货箱实现自动卸载，该无人驾驶矿车自主装卸系统能够替代人工操作，安全可靠地实现矿区的无人运输任务，提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的无人驾驶矿车自主装卸方法的工作过程示意图；
图2为本发明实施例提供的无人驾驶矿车自主装卸系统提供的电控举升系统的工作原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
下面结合具体实施例对本发明提供的无人驾驶矿车自主装卸方法及系统进行详细介绍。
实施例一：
图1为本发明实施例提供的无人驾驶矿车自主装卸方法的工作过程示意图，请参阅图1所示，本实施例的无人驾驶矿车自主装卸方法包括：
S101、获取无人驾驶矿车附近的环境信息；
具体地，所述无人驾驶矿车附近的环境信息包括获取无人驾驶矿车附近目标的距离、速度、方位、高度信息，获取方式包括：通过雷达探测技术获得所述无人驾驶矿车附近目标的距离、速度、方位、高度信息，或者通过机器视觉技术获得所述无人驾驶矿车附近目标的距离、速度、方位、高度信息。
其中机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品(即图像摄取装置)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征。
S102、根据所述无人驾驶矿车附近的环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得所述无人驾驶矿车停在装载位置；
具体地，无人驾驶矿车的控制模块根据无人驾驶矿车附近目标的距离、速度、方位、高度信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹将无人驾驶矿车停在装载位置。
S103、在所述无人驾驶矿车停在装载位置后，无人驾驶矿车的V2X车载终端与V2X装载侧设备通过V2X无线通信连接，装载侧根据无线通信信息自动装载；
具体地，本实施例的无人驾驶矿车上安装有V2X车载终端，装载侧安装有V2X装载侧设备，本实施例的装载侧为电铲，电铲用于向无人驾驶矿车的货箱装载矿物，无人驾驶矿车与电铲通过V2X技术进行无线通讯，电铲的控制端接收无线通讯信息后控制电铲实现自动装载。
V2X技术借助车与车，车与路测基础设施、车与路人之间的无线通信，实时感知车辆周边状况进行及时预警。本实施例中，无人驾驶矿车停在装载位置后，无人驾驶矿车上的V2X车载终端与电铲通过V2X技术进行无线通讯。
S104、所述无人驾驶矿车装载完成后，根据所述无人驾驶矿车附近的环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得所述无人驾驶矿车停在卸载位置；
具体地，所述获取无人驾驶矿车附近目标的距离、速度、方位、高度信息包括：通过雷达探测技术获得所述无人驾驶矿车附近目标的距离、速度、方位、高度信息，或者通过机器视觉技术获得所述无人驾驶矿车附近目标的距离、速度、方位、高度信息。
S105、所述无人驾驶矿车到达卸载位置后，无人驾驶矿车的电控举升系统控制无人驾驶矿车实现自动卸载。
具体地，无人驾驶矿车停在卸载位置后，无人驾驶矿车的控制器控制电控举升系统工作，从而使得无人驾驶矿车的货箱实现上升、下降或者中停。
本发明的无人驾驶矿车自主装卸方法，根据所述无人驾驶矿车附近的环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得所述无人驾驶矿车停在装载位置，装载侧设备通过V2X无线通信连接实现无人驾驶矿车自动装载，无人驾驶矿车装载完成后，根据所述无人驾驶矿车附近的环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得无人驾驶矿车停在卸载位置，无人驾驶矿车到达卸载位置后，控制无人驾驶矿车的电控举升系统使得无人驾驶矿车的货箱实现自动卸载，该无人驾驶矿车自主装卸方法能够实现矿车的自主装卸及运输，提高了生产效率。
实施例二：
本实施例提供一种无人驾驶矿车自主装卸系统，包括环境感知模块、第一控制模块、第二控制模块、V2X车载终端和V2X装载侧设备，所述V2X装载侧设备与所述V2X车载终端无线通信连接；
所述环境感知模块用于获取无人驾驶矿车附近的环境信息并将所述环境信息传输给所述第一控制模块；
所述第一控制模块用于根据所述环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得所述无人驾驶矿车停在装载位置或者卸载位置；
所述V2X装载侧设备用于在无人驾驶矿车停在装载位置后与所述V2X车载终端无线通讯，所述V2X车载终端用于将无线通讯信息传输至第二控制模块；
所述第二控制模块用于在接收所述无线通讯信息后控制装载侧自动装载，所述第二控制模块还用于在所述无人驾驶矿车到达卸载位置后控制无人驾驶矿车的电控举升系统实现无人驾驶矿车的自动卸载。
本实施例的V2X车载终端安装于无人驾驶矿车上，V2X装载侧设备安装于装载侧设备上，本实施例中装载侧设备为电铲。
本实施例的无人驾驶矿车自主装卸系统通过环境感知模块获取周围环境信息，第一控制模块根据环境感知模块获取的信息将无人驾驶矿车停在电铲旁边正确的装载位置以及作业面准确的卸载位置，通过V2X技术实现无人驾驶矿车与电铲的无线通信交互，与电铲协同工作来实现自主装载，在矿车到达卸载位置后，第二控制模块控制无人驾驶矿车的电控举升系统实现自主卸载。
可选地，所述环境感知模块为雷达，所述雷达为激光雷达或者毫米波雷达或者超声波雷达，所述雷达设置于所述无人驾驶矿车上。
可选地，本实施例的环境感知模块可以通过机器视觉技术对无人驾驶矿车的外部环境进行感知，本实施例中所述环境感知模块还包括摄像头以及图像处理模块，所述摄像头安装于所述无人驾驶矿车上，所述图像处理模块对所述摄像头获取的图像进行处理，从而获取无人驾驶矿车附近目标的距离、速度、方位、高度信息。
优选地，还包括V2X路侧设备，所述V2X路侧设备的数量为多个，所述V2X路侧设备在路段交叉口以及路段内按照预设间距间隔设置，所述V2X路侧设备与所述V2X车载终端无线通信连接。无人驾驶矿车在行驶过程中通过V2X技术使得无人驾驶矿车共享道路、障碍物及行人、其他车辆等多种外部信息，进一步提高无人驾驶的安全性。
优选地，所述电控举升系统包括电磁阀1，所述电磁阀1与所述第二控制模块电连接，本实施例通过第二控制模块控制电磁阀1实现货箱的卸载，实现方式简单。
图2为本发明实施例提供的无人驾驶矿车自主装卸系统提供的电控举升系统的工作原理图，请参阅图2所示，本实施例中，电控举升系统为气控液系统，在气控先导阀2上增加电磁阀1，通过电磁阀1通断控制气路切换，从而控制油缸3油路的切换实现无人驾驶矿车货箱的上升、下降和中停。当无人驾驶矿车到达卸载位置时，第二控制模块接收举升/下降请求，第二控制模块控制电磁阀1的通断。优选地，所述人驾驶矿车的驾驶室内设置有举升手柄，所述举升手柄用于手动控制货箱的举升、下降和中停。同时驾驶室内布置举升手柄，驾驶员可手动控制货箱举升、下降和中停。本实施例中的电控举升系统设置有举升到位接近开关以及下降到位接近开关，举升到位接近开关以及下降到位接近开关被触发后，触发信号远程传输到服务器能够远程识别货厢举升到位和下降到位状态。
本发明的无人驾驶矿车自主装卸系统包括环境感知模块、第一控制模块、第二控制模块、V2X车载终端和V2X装载侧设备，所述V2X装载侧设备与所述V2X车载终端无线通信连接，第一控制模块根据环境感知模块获取的无人驾驶矿车附近目标的距离、速度、方位、高度信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得无人驾驶矿车停在装载位置以及卸载位置，无人驾驶矿车停在装载位置后，无人驾驶矿车与装载侧通过V2X技术无线通信连接，第二控制模块在接收所述无线通信信息后控制装载侧自动装载，无人驾驶矿车到达卸载位置后，第二控制模块控制无人驾驶矿车的电控举升系统以使得无人驾驶矿车的货箱实现自动卸载，该无人驾驶矿车自主装卸系统能够替代人工操作，安全可靠地实现矿区的无人运输任务，提高了生产效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种无人驾驶矿车自主装卸方法，其特征在于，包括：
获取无人驾驶矿车附近的环境信息；
根据所述无人驾驶矿车附近的环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得所述无人驾驶矿车停在装载位置；
在所述无人驾驶矿车停在装载位置后，无人驾驶矿车的V2X车载终端与V2X装载侧设备通过V2X无线通信连接，装载侧设备根据无线通信信息自动装载；
所述无人驾驶矿车装载完成后，根据所述无人驾驶矿车附近的环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得所述无人驾驶矿车停在卸载位置；
所述无人驾驶矿车到达卸载位置后，控制无人驾驶矿车的电控举升系统实现无人驾驶矿车的自动卸载。
2.根据权利要求1所述的无人驾驶矿车自主装卸方法，其特征在于，在所述无人驾驶矿车到达卸载位置后，控制无人驾驶矿车的电控举升系统实现无人驾驶矿车的自动卸载包括：电控举升系统控制所述无人驾驶矿车的货箱上升、中停或者下降。
3.根据权利要求1所述的无人驾驶矿车自主装卸方法，其特征在于：所述无人驾驶矿车装载完成后，在所述无人驾驶矿车运输过程中，所述无人驾驶矿车通过V2X共享道路、障碍物、行人及其他车辆信息。
4.一种无人驾驶矿车自主装卸系统，其特征在于：
包括环境感知模块、第一控制模块、第二控制模块、V2X车载终端和V2X装载侧设备，所述V2X装载侧设备与所述V2X车载终端无线通信连接；
所述环境感知模块用于获取无人驾驶矿车附近的环境信息并将所述环境信息传输给所述第一控制模块；
所述第一控制模块用于根据所述环境信息控制无人驾驶矿车的行进轨迹，以使得所述无人驾驶矿车停在装载位置或者卸载位置；
所述V2X装载侧设备用于在无人驾驶矿车停在装载位置后与所述V2X车载终端无线通讯，所述V2X车载终端用于将无线通讯信息传输至第二控制模块；
所述第二控制模块用于在接收所述无线通讯信息后控制装载侧设备自动装载，所述第二控制模块还用于在所述无人驾驶矿车到达卸载位置后控制无人驾驶矿车的电控举升系统实现无人驾驶矿车的自动卸载。
5.根据权利要求4所述的无人驾驶矿车自主装卸系统，其特征在于：所述环境感知模块为雷达，所述雷达为激光雷达、毫米波雷达或者超声波雷达，所述雷达设置于所述无人驾驶矿车上。
6.根据权利要求4所述的无人驾驶矿车自主装卸系统，其特征在于：所述环境感知模块包括摄像头以及图像处理模块，所述摄像头安装于所述无人驾驶矿车上，所述图像处理模块对所述摄像头获取的无人驾驶矿车附近环境的图像进行处理。
7.根据权利要求4所述的无人驾驶矿车自主装卸系统，其特征在于：还包括V2X路侧设备，所述V2X路侧设备的数量为多个，所述V2X路侧设备在路段交叉口以及路段内按照预设间距间隔设置，所述V2X路侧设备与所述V2X车载终端无线通信连接。
8.根据权利要求4所述的无人驾驶矿车自主装卸系统，其特征在于：所述电控举升系统包括电磁阀，所述电磁阀与所述第二控制模块电连接。
9.根据权利要求4-8中任一项所述的无人驾驶矿车自主装卸系统，其特征在于：所述无人驾驶矿车的驾驶室内设置有举升手柄，所述举升手柄用于手动控制无人驾驶矿车的货箱上升、下降以及中停。
10.根据权利要求4-8中任一项所述的无人驾驶矿车自主装卸系统，其特征在于：所述电控举升系统设置有举升到位接近开关以及下降到位接近开关。
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