CN111634706A - 一种自动放矿控制系统与方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种自动放矿控制系统及方法，属于放矿技术领域，自动放矿控制系统包括：矿车；电机车；电机车配置有车载控制系统，车载控制系统包括控制器；放矿装置配置有现场控制系统和就地执行系统；信息采集系统包括监测系统和视频监控系统，监测系统实时采集电机车和矿车的位置信息和状态信息，以及矿车的装矿状态信息并传送至现场控制系统，视频监控系统实时采集放矿装置的图像信息并传送至现场控制系统，现场控制系统根据监测系统和视频监控系统的反馈信息控制放矿装置；远端操控装置实时接收现场控制系统传送的信息，并通过控制器控制电机车，通过就地执行系统控制放矿装置。本公开有利于提高矿车定位的准确度和装矿效率。

Description

一种自动放矿控制系统与方法

技术领域

本公开属于放矿技术领域，具体涉及一种自动放矿控制系统与方法。

背景技术

随着金属非金属地下矿山资源开采难度加大，深部开采将成为矿山的主要发展趋势。科技的发展推动传统行业升级转型，智能化和无人化已成为深部资源开发过程中的技术发展趋势。目前，矿山有轨运输无人驾驶系统成为当前智能矿山建设的关键技术。在整个有轨运输系统的远程驾驶或者无人化过程中，实现振动放矿机自动放矿成为矿山有轨运输无人驾驶系统智能化程度提高的关键。振动放矿机装矿一般都通过现场工作人员控制或者远程控制，其主要的难点在于溜井中矿山块度不均匀，出现大块会导致放矿和装车过程不受控，另外，矿车与振动放矿机的对齐的问题，也是自动化放矿实现的主要难题，远程遥控放矿或者就地人工控制放矿，经常会导致装矿效率或者出现撒矿、漏矿，造成放矿效率降低，更无法实现有轨运输无人驾驶系统全流程的自动化和无人干预运行。

中国专利CN208345352U公开一种遥控自动放矿系统，通过摄像头和红外传感器等现场就地控制放矿作业，该专利中放矿作业可由运输车辆司机独立完成，并未考虑通过激光雷达进行自动化放矿和装矿系统，也未与无人驾驶电机的列控系统集成。。中国专利CN105383952B公开一种基于工业在线监测的矿车自动装矿方法及系统，通过激光雷达对矿车装矿状态进行扫描监测并与无人驾驶电机车实现联动，现场无需人员看管即可完成放矿作业，并未考虑电机车和矿车特征识别、矿石块度识别及通信网络的延迟造成撒矿、漏矿的问题。上述技术中，对放矿状态监测不够全面，会出现放矿效率不高，造成撒矿或者漏矿等现象。

所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种自动放矿控制系统及方法，使得整个装矿过程都处在实时监控状态下，有利于提高装矿的准确度和效率，实现有轨运输无人驾驶系统全流程的自动化和无人干预运行。

为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的第一个方面，提供一种自动放矿控制系统，包括：

矿车，用于承载矿石；

电机车，所述电机车用于向所述矿车提供牵引力和制动功能，所述电机车配置有车载控制系统，所述车载控制系统包括控制器；

放矿装置，所述放矿装置配置有现场控制系统和就地执行系统；

信息采集系统，所述信息采集系统安装于装载站的巷道顶部，所述信息采集系统与所述现场控制系统通讯连接，所述信息采集系统包括监测系统和视频监控系统，所述监测系统用于实时采集所述电机车和所述矿车的位置信息和状态信息，以及所述矿车的装矿状态信息并传送至所述现场控制系统；所述视频监控系统用于实时采集所述放矿装置的图像信息并传送至所述现场控制系统；所述现场控制系统根据所述监测系统和所述视频监控系统的反馈信息控制所述放矿装置；

远端操控装置，所述远端操控装置分别与所述电机车和所述放矿装置无线通讯连接，所述远端操控装置实时接收所述现场控制系统传送的信息，并通过所述控制器控制所述电机车，通过所述就地执行系统控制所述放矿装置。

在本公开的一种示例性实施例中，所述车载控制系统还包括安全监测系统，所述安全监测系统用于实时采集轨道状态信息、巷道状态信息以及所述电机车的自身状态信息并传送至所述控制器，所述控制器根据所述安全监测系统传送的信息控制所述电机车。

在本公开的一种示例性实施例中，所述安全监测系统包括激光雷达导航避障传感器，所述激光雷达导航避障传感器设置于所述电机车前进方向的头部。

在本公开的一种示例性实施例中，所述监测系统包括激光雷达装置和激光雷达控制器，所述激光雷达装置设置于装载站的巷道顶部，所述激光雷达装置实时监测所述矿车的装矿状态信息并传送至所述激光雷达控制器；所述激光雷达控制器与所述激光雷达装置通讯连接，所述激光雷达控制器用于接收所述激光雷达装置传送的信息并进一步传送至所述现场控制系统；所述现场控制系统根据所述激光雷达控制器反馈的装矿状态信息控制所述放矿装置的启动或停止。

在本公开的一种示例性实施例中，所述现场控制系统包括雷达处理单元和控制单元，所述雷达处理单元处理所述激光雷达控制器反馈的装矿状态信息并输出处理结果，所述控制单元依据所述处理结果控制所述放矿装置的启动或停止，或所述控制单元依据所述处理结果向所述远端操控装置发出控制所述电机车的指令，所述远端操控装置根据所述指令控制所述电机车。

在本公开的一种示例性实施例中，所述雷达处理单元根据所述激光雷达控制器反馈的装矿状态信息获取所述矿车内矿石的料位信息并传送至所述控制单元，所述控制单元依据所述雷达处理单元传送的矿石的料位信息控制所述放矿装置的启动或停止。

在本公开的一种示例性实施例中，所述雷达处理单元根据所述激光雷达控制器反馈的装矿状态信息获取所述矿车内矿石的分布信息并传送至所述控制单元，所述控制单元依据所述雷达处理单元传送的矿石的分布信息，向所述远端操控装置发出控制所述电机车的指令，所述远端操控装置根据所述指令控制所述电机车的移动方向。

在本公开的一种示例性实施例中，所述视频监控系统包括设置于装载站的巷道顶部的视频监控装置，所述视频监控装置用于实时采集所述放矿装置的矿石图像信息并传送至所述现场控制系统。

在本公开的一种示例性实施例中，所述现场控制系统还包括图像处理单元和比较单元，所述图像处理单元根据所述视频监控装置传送的图像信息识别所述放矿装置的矿石的块度大小，当矿石的块度大小大于预设值时，所述图像处理单元将矿石的块度大小信息传送至所述比较单元，所述雷达处理单元根据所述激光雷达控制器反馈的装矿状态信息获取所述矿车内还可容纳的矿石信息并传送至所述比较单元，所述比较单元比较所述图像处理单元传送的所述放矿装置的矿石的块度大小信息和所述激光雷达处理单元传送的所述矿车内还可容纳的矿石信息并输出比较结果，所述控制单元依据所述比较结果控制所述放矿装置启动或停止。

在本公开的一种示例性实施例中，所述激光雷达装置包括激光雷达和用于安装所述激光雷达的雷达支架，所述雷达支架可调节所述激光雷达扫描的角度和方向。

在本公开的一种示例性实施例中，所述激光雷达装置还包括防水保护壳。

在本公开的一种示例性实施例中，所述视频监控装置包括摄像机和用于安装所述摄像机的视频监控支架，所述视频监控支架可调节所述摄像机的可视角度和方向。

根据本公开的第二个方面，提供一种自动放矿控制方法，采用上述所述的自动放矿控制系统，所述自动放矿控制方法包括：

所述监测系统实时采集所述电机车和所述矿车的位置信息和状态信息，以及所述矿车的装矿状态信息并传送至所述现场控制系统；

所述视频监控系统实时采集所述放矿装置的图像信息并传送至所述现场控制系统；

所述现场控制系统根据所述监测系统和所述视频监控系统的反馈信息控制所述放矿装置；

所述远端操控装置实时接收所述现场控制系统传送的信息，并通过所述控制器控制所述电机车，通过所述就地执行系统控制所述放矿装置。

本公开提供的自动放矿控制系统，包括矿车、电机车、放矿装置、信息采集系统和远端操控装置，其中，电机车配置有车载控制系统，远端操控装置可通过车载控制系统中的控制器控制电机车，实现装矿过程中的无人驾驶。放矿装置配置有就地执行系统和现场控制系统，远端操控装置可通过就地执行系统远程控制放矿装置，现场控制系统可接收信息采集系统传送的信息，并根据所传送的信息控制放矿装置。现场控制系统可以直接控制放矿装置，实现放矿装置的自动装矿控制，达到在非特殊情况下不利用远端操控装置进行远程人工干预的目的。信息采集系统包括监测系统和视频监控系统，监测系统采集电机车、矿车的位置信息，以及矿车内矿石的装矿状态信息，视频监控系统采集放矿装置的图像信息，将电机车、矿车、放矿装置的信息结合，使得整个装矿过程都处在实时监控状态下，有利于提高装矿的准确度和效率，实现有轨运输无人驾驶系统全流程的自动化和无人干预运行。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1示出本公开示例性实施例中自动放矿作业状态图；

图2示出本公开示例性实施例中自动放矿作业另一角度状态图；

图3示出本公开示例性实施例中自动放矿控制系统结构示意图；

图4示出本公开示例性实施例中车载控制系统结构示意图；

图5示出示出本公开示例性实施例中现场控制系统结构示意图。

符号说明

矿车100、电机车200、车载控制系统300、控制器310、安全监测系统320、激光雷达导航避障传感器321、放矿装置300、现场控制系统400、雷达处理单元410、图像处理单元420、控制单元430、比较单元440、就地执行系统500、信息采集系统600、监测系统610、激光雷达装置611、视频监控系统620、视频监控装置621、远端操控装置700。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。

用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制，图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

如图1、图2及图3所示，本公开提供一种自动放矿控制系统，包括矿车100、电机车200、放矿装置300、信息采集系统600和远端操控装置700。矿车100用于承载矿石；电机车200用于向矿车100提供牵引力和制动功能，电机车200配置有车载控制系统300，车载控制系统300包括控制器310；放矿装置300配置有现场控制系统400和就地执行系统500；信息采集系统600安装于巷道，信息采集系统600与现场控制系统400通讯连接，信息采集系统600包括监测系统610和视频监控系统620，监测系统610用于实时采集电机车200和矿车100的位置信息和状态信息，以及矿车100的装矿状态信息并传送至现场控制系统400；视频监控系统620用于实时采集放矿装置300的图像信息并传送至现场控制系统400；现场控制系统400根据监测系统610和视频监控系统620的反馈信息控制放矿装置300；远端操控装置700分别与电机车200和放矿装置300无线通讯连接，远端操控装置700实时接收现场控制系统400传送的信息，并通过控制器310控制电机车200，通过就地执行系统500控制放矿装置300。

本公开提供的自动放矿控制系统，包括矿车100、电机车200、放矿装置300、信息采集系统600和远端操控装置700，其中，电机车200配置有车载控制系统300，远端操控装置700可通过车载控制系统300中的控制器310控制电机车200，实现装矿过程中的无人驾驶。放矿装置300配置有就地执行系统500和现场控制系统400，远端操控装置700可通过就地执行系统500远程控制放矿装置300，现场控制系统400可接收信息采集系统600传送的信息，并根据所传送的信息控制放矿装置300。现场控制系统400可以直接控制放矿装置300，实现放矿装置300的自动装矿控制，达到在非特殊情况下不利用远端操控装置700进行远程人工干预的目的。本公开中信息采集系统600采集的信息传送至现场控制系统400，由现场控制系统400控制放矿装置300，相比相关技术中将信息无线通讯传递到远程终端设备而言，本公开的此种传送方式，可以避免由于数据通过网络传输的延迟而造成撒矿、漏矿现象。信息采集系统600包括监测系统610和视频监控系统620，监测系统610采集电机车200、矿车100的位置信息和状态信息，以及矿车100内矿石的装矿状态信息，视频监控系统620采集放矿装置300的图像信息，将电机车200、矿车100、放矿装置300的信息结合，使得整个装矿过程都处在实时监控状态下，有利于提高装矿的准确度和效率，实现有轨运输无人驾驶系统全流程的自动化和无人干预运行。

如图1至图3所示，在实际放矿作业中，电机车200牵引矿车100进入巷道，由信息采集系统600在巷道内完成信息采集，并由此前安装在巷道内的放矿装置300完成放矿作业。电机车200为矿车100，如电机车。矿车100可以为任何具有承载功能的设备，如矿车。在本公开示例性实施例中，矿车100数量为多个。电机车可牵引矿车进行移动，当一个矿车装满时，电机车牵引矿车移动，对下一个矿车进行装矿，直至全部矿车完成装矿。放矿装置300为出矿设备，用于往矿车100内装矿，放矿装置300可以选用振动放矿机。振动放矿机是以振动电机为动力源，利用安装在振动电机主轴两端的偏心块在旋转运动中所产生的离心力来得到激振力，驱使振动放矿机台面和物料做周期直线往复振动，当放矿机体振动的加速度垂直大于重力加速度时，机体中的物料被抛起,并按照抛物线的轨迹向前跳跃运动，抛起和下落在瞬间完成，由于振动电机的连续振动，放矿机体也连续振动，机体中的物料连续向前跳跃，这样就达到放矿和输送矿石的目的。

如图3所示，自动放矿控制系统包括矿车100，用于承载矿石，在本公开示例性实施例中，矿车100为矿车，矿车有多个车厢均可以承载矿石；电机车200用于向矿车100提供牵引力，电机车200配置有车载控制系统300，车载控制系统300包括控制器310；放矿装置300配置有现场控制系统400和就地执行系统500；信息采集系统600安装于装载站的巷道顶部，信息采集系统600与现场控制系统400通讯连接，信息采集系统600包括监测系统610和视频监控系统620，监测系统610用于实时采集电机车200和矿车100的位置信息和状态信息，以及矿车100的装矿状态信息并传送至现场控制系统400；视频监控系统620用于实时采集放矿装置300的图像信息并传送至现场控制系统400；现场控制系统400根据监测系统610和视频监控系统620的反馈信息控制放矿装置300；远端操控装置700分别与电机车200和放矿装置300无线通讯连接，远端操控装置700实时接收现场控制系统400传送的信息，并通过控制器310控制电机车200，通过就地执行系统500控制放矿装置300。

如图3、图4所示，电机车200配置有车载控制系统300，车载控制系统300用于实现电机车200的无人驾驶。为进一步实现电机车200的自动驾驶，车载控制系统300还包括安全监测系统320，安全监测系统320用于实时采集轨道状态信息、巷道状态信息以及电机车200的自身状态信息并传送至控制器310。控制器310依据传送的信息对电机车200的运行轨迹或运行状态做出调整，保证电机车200的安全运行。在本公开示例性实施例中，安全监测系统320包括激光雷达导航避障传感器321，用于电机车200的导航和避障。请参见图1，在本公开示例性实施例中，激光雷达导航避障传感器321设置于电机车200前进方向的头部。激光雷达导航避障传感器321对电机车200运行前方进行扫描，扫描区域可根据实际需求进行设定。本公开实施例中，激光雷达导航避障传感器321基于二维激光雷达扫描技术，实现避障功能。在一些实施例中，安全监测系统320还可以包括多个传感器，如距离传感器、倾角传感器等，距离传感器可用于测量电机车200两侧距离巷道内壁的距离，倾角传感器可用于测量电机车200相对轨道等的倾角，具体安全监测系统320所包含的传感器在此不受限制，本领域技术人员可根据实际需求选择不同的传感器。

如图1至图3所示，信息采集系统600包括监测系统610和视频监控系统620。监测系统610包括激光雷达装置611和激光雷达控制器。激光雷达装置611设置于装载站巷道顶部，用于实时监测矿车100的装矿状态信息，进一步地，在本公开示例性实施例中，激光雷达装置611设置于正对放矿装置300的装载站巷道顶部。激光雷达装置611包括激光雷达和用于安装激光雷达的雷达支架(图未示)，雷达支架可调节激光雷达扫描的角度和方向。在本公开示例性实施例中，激光雷达的扫描范围竖直视场角可以达到30°，水平视场角可以达到120°，可实现对电机车200和矿车100位置信息和状态信息等的识别。激光雷达可选用固态激光雷达、单线激光雷达或多线激光雷达。当然，激光雷达还可以替换为红外等具有监测功能的其他监测设备。在本公开示例性实施例中，激光雷达选用固态激光雷达，具体采用激光等级为CLASS 1，波长905nm，探测距离10m，探测精度5cm，水平视场角，11°～120°，等效线数16，尺寸大小110mm×100mm×56mm的小型固态雷达。在本公开示例性实施例中，固态激光雷达包含激光测距系统和角度控制系统，激光测距系统利用激光来测量激光雷达与周围环境的距离，角度控制系统通过控制电机来控制激光与周围环境的角度，从而通过距离测量值和角度值来确定周围环境的扫描面，扫描面的范围可根据实际情况进行调整。在本公开示例性实施例中，激光雷达装置611还包括防水保护壳，用于保护激光雷达不受损坏。激光雷达控制器与激光雷达通讯连接，激光雷达控制器用于接收激光雷达装置611传送的信息并进一步传送至现场控制系统400，现场控制系统400根据激光雷达控制器反馈的装矿信息控制放矿装置300的启动或停止。

视频监控系统620包括设置于装载站巷道顶部的视频监控装置621，视频监控装置621用于实时采集放矿装置300的矿石图像信息并传送至现场控制系统400。视频监控装置621获取的图像信息可通过有线网络传输至现场控制系统400。在本公开示例性实施例中，视频监控装置621包括摄像机和用于安装摄像机的视频监控支架，视频监控支架可调节摄像机的可视角度和方向。在本公开示例性实施例中，摄像机采用工业视频摄像头，摄像头的分辨率(Resolution)：PAL制为768×576，NTSC制为640×480。摄像头的像素深度(PixelDepth)：即每像素数据的位数，一般常用的是8Bit，数字工业相机也可以采用10Bit、12Bit。摄像头的最大帧率(Frame Rate)/行频(Line Rate)：对于面阵相机机一般为每秒采集的帧数(Frames/Sec.)，对于线阵相机为每秒采集的行数(Hz)。摄像头的像元尺寸(PixelSize)：相机像元尺寸一般为3μm-10μm。摄像头的曝光方式(Exposure)和快门速度(Shutter)：对于线阵相机机都是逐行曝光的方式，可以选择固定行频和外触发同步的采集方式，曝光时间可以与行周期一致，也可以设定一个固定的时间，相机提供外触发采图的功能，快门速度10微秒或更快。摄像头的光谱响应特性(Spectral Range)：是指该像元传感器对不同光波的敏感特性，响应范围350nm-1000nm。在本公开示例性实施例中，视频监控装置621还包括防水保护壳，用于保护视频监控装置621不受损坏。

如图3及图5所示，现场控制系统400包括雷达处理单元410和控制单元430，雷达处理单元410处理激光雷达控制器反馈的装矿状态信息并输出处理结果。控制单元430依据处理结果控制放矿装置300的启动或停止，或控制单元430依据处理结果向远端操控装置700发出控制电机车200的指令，远端操控装置700根据指令控制电机车200。在本公开示例性实施例中，雷达处理单元410根据激光雷达控制器反馈的装矿状态信息获取矿车100内矿石的料位信息并传送至控制单元430，控制单元430依据雷达处理单元410传送的矿石的料位信息控制放矿装置300的启动或停止，当矿车100内矿石装满时，控制单元430控制放矿装置300停止作业，当矿车100内矿石为空或未装满时，控制单元430控制放矿装置300启动，开始放矿作业，同时，控制单元430可向远端操控装置700发出放矿装置300的作业状态。

此外，雷达处理单元410还可根据激光雷达控制器反馈的装矿状态信息，获取矿车100内矿石的分布信息并传送至控制单元430，分布信息即矿车100内矿石的位置信息，控制单元430依据雷达处理单元410传送的矿石的分布信息，向远端操控装置700发出控制电机车200的指令，远端操控装置700依据指令控制电机车200的移动方向。具体地，分布信息主要体现为矿车100内每个位置矿石的装载状态，具体体现在某个位置装载的矿石数量是否过多，某个位置装载的矿石数量是否过少，以及矿车100内装载的矿石相对矿车前后、左右偏载的数据等。控制单元430根据获取的分布信息，向远端操控装置700发出控制电机车200的指令，远端操控装置700依据指令控制电机车200前进或后退或左右移动，从而带动矿车100进行移动，以保证放矿作业过程中，矿车100内矿石的合理分布，实现矿车100满载运行。本公开对矿车100内矿石的分布信息进行监测，可以减少装矿作业中由于偏载影响运输效率低下并有可能造成安全事故，提高有轨运输系统的安全系数。

如图5所示，在本公开示例性实施例中，现场控制系统400还包括图像处理单元420和比较单元440，图像处理单元420根据视频监控装置621传送的图像信息识别放矿装置300的矿石的块度大小，当矿石的块度大小大于预设值时，图像处理单元420将矿石的块度大小信息传送至比较单元440，雷达处理单元410根据激光雷达控制器反馈的装矿状态信息获取矿车100内还可容纳的矿石信息并传送至比较单元440，比较单元440比较图像处理单元420传送的放矿装置300的矿石的块度大小信息和激光雷达处理单元410传送的矿车100内还可容纳的矿石信息并输出比较结果，控制单元430依据比较结果控制放矿装置300启动或停止。具体地，块度大小可用体积进行判断，预设值可根据实际放矿作业中矿石的块度大小进行设定，如0.5m³、0.8m³、1m³等。需注意的是，此处数值只为举例说明，并不对预设值造成限制。当然，块度大小也可用长度、宽度或高度等信息进行判断。图像处理单元420也可包含一体积比较单元，用于比较矿石的块度与预设值的大小。比较单元440比较图像处理单元420传送的放矿装置300的矿石的块度大小信息和激光雷达处理单元410传送的矿车100内还可容纳的矿石信息。矿车100内还可容纳的矿石信息，可以是体积信息或料位信息。当放矿装置300内的矿石的块度大小超过矿车100内还可容纳的矿石的体积或料位时，控制单元430控制放矿装置300停止放矿作业，当放矿装置300内的矿石的块度大小未超过矿车100内还可容纳的矿石的体积或料位时，控制单元430控制放矿装置300继续放矿作业。在实际作业过程中，经常会遇到块度很大的矿石，在监测不完全的情况下，常常会将块度很大的矿石装入矿车中，造成装矿超限。本公开对块度较大的矿石进行特别处理，避免装矿过程中由于块度过大而导致装矿超限的问题，为装矿作业的安全运行提供保障。

本公开还提供一种自动放矿控制方法，采用上述自动放矿控制系统，自动放矿控制方法包括：

监测系统610实时采集电机车200和矿车100的位置信息和状态信息，以及矿车100的装矿状态信息并传送至现场控制系统400；

视频监控系统620实时采集放矿装置300的图像信息并传送至现场控制系统400；

现场控制系统400根据监测系统610和视频监控系统620的反馈信息控制放矿装置300；

远端操控装置700实时接收现场控制系统400传送的信息，并通过控制器310控制电机车200，通过就地执行系统500控制放矿装置300。

接下来，将具体说明本公开自动放矿控制方法包含的具体步骤。

(1)启动电机车200，电机车200牵引矿车100进入装载站；

(2)信息采集系统600启动，其中，监测系统610采集电机车200和矿车100的位置信息、状态信息和矿车100的装矿状态信息，并发送至现场控制系统400，现场控制系统400依据监测系统610发送的信息，判断矿车100内矿石的料位信息；

(3)当矿车100内矿石为空或未装满时，现场控制系统400控制放矿装置300启动，开始装矿；

(4)视频监控系统620实时采集放矿装置300上的图像信息并发送至现场控制系统400，现场控制系统400对放矿装置300上的矿石块度进行识别，当出现大块时，判断矿车100内是否可以放入该矿石块度，如可以放入，则控制放矿装置300继续放矿，如不可以放入，则控制放矿装置300停止放矿；

(5)在装矿过程中，现场控制系统400依据监测系统610发送的信息，判断矿车100内矿石的分布信息；当矿石不均匀时，现场控制系统400向远端操控装置700发出控制电机车200的指令，远端操控装置700控制电机车200前进或后退或左右移动；

(6)当矿车100内矿石装满时，现场控制系统400控制放矿装置300停止放矿，同时向远端操控装置700发出装矿完成指令，远端操控装置700控制电机车200移出。

本公开提供的自动放矿控制系统，电机车200配置有车载控制系统300，远端操控装置700可通过车载控制系统300中的控制器310控制电机车200，实现装矿过程中的无人驾驶。放矿装置300配置有就地执行系统500和现场控制系统400，远端操控装置700可通过就地执行系统500远程控制放矿装置300，现场控制系统400可接收信息采集系统600传送的信息，并根据所传送的信息控制放矿装置300。现场控制系统400可以直接控制放矿装置300，实现放矿装置300的自动装矿控制，达到在非特殊情况下不利用远端操控装置700进行远程人工干预的目的。本公开中信息采集系统600采集的信息传送至现场控制系统400，由现场控制系统400控制放矿装置300，相比相关技术中将信息无线通讯传递到远程终端设备而言，本公开的此种传送方式，可以避免由于数据通过网络传输的延迟，造成撒矿、漏矿现象。信息采集系统600包括监测系统610和视频监控系统620，监测系统610采集电机车200、矿车100的位置信息，以及矿车100内矿石的装矿状态信息，视频监控系统620采集放矿装置300的图像信息，将电机车200、矿车100、放矿装置300的信息结合，使得整个装矿过程都处在实时监控状态下，有利于提高装矿的准确度和效率，实现有轨运输无人驾驶系统全流程的自动化和无人干预运行。

需要说明的是，尽管在文字中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等，均应视为本公开的一部分。

应可理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施例，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书的实施例说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。

Claims (13)

1.一种自动放矿控制系统，其特征在于，包括：

矿车，用于承载矿石；

电机车，所述电机车用于向所述矿车提供牵引力和制动功能，所述电机车配置有车载控制系统，所述车载控制系统包括控制器；

放矿装置，所述放矿装置配置有现场控制系统和就地执行系统；

信息采集系统，所述信息采集系统安装于装载站巷道顶部，所述信息采集系统与所述现场控制系统通讯连接，所述信息采集系统包括监测系统和视频监控系统，所述监测系统用于实时采集所述电机车和所述矿车的位置信息和状态信息，以及所述矿车的装矿状态信息并传送至所述现场控制系统；所述视频监控系统用于实时采集所述放矿装置的图像信息并传送至所述现场控制系统；所述现场控制系统根据所述监测系统和所述视频监控系统的反馈信息控制所述放矿装置；

远端操控装置，所述远端操控装置分别与所述电机车和所述放矿装置无线通讯连接，所述远端操控装置实时接收所述现场控制系统传送的信息，并通过所述控制器控制所述电机车，通过所述就地执行系统控制所述放矿装置。

2.根据权利要求1所述的自动放矿控制系统，其特征在于，所述车载控制系统还包括安全监测系统，所述安全监测系统用于实时采集轨道状态信息、巷道状态信息以及所述电机车的自身状态信息并传送至所述控制器，所述控制器根据所述安全监测系统传送的信息控制所述电机车。

3.根据权利要求2所述的自动放矿控制系统，其特征在于，所述安全监测系统包括激光雷达导航避障传感器，所述激光雷达导航避障传感器设置于所述电机车前进方向的头部。

4.根据权利要求1所述的自动放矿控制系统，其特征在于，所述监测系统包括激光雷达装置和激光雷达控制器，所述激光雷达装置设置于装载站的巷道顶部，所述激光雷达装置实时监测所述矿车的装矿状态信息并传送至所述激光雷达控制器；所述激光雷达控制器与所述激光雷达装置通讯连接，所述激光雷达控制器用于接收所述激光雷达装置传送的信息并进一步传送至所述现场控制系统；所述现场控制系统根据所述激光雷达控制器反馈的装矿状态信息控制所述放矿装置的启动或停止。

5.根据权利要求4所述的自动放矿控制系统，其特征在于，所述现场控制系统包括雷达处理单元和控制单元，所述雷达处理单元处理所述所述激光雷达控制器反馈的装矿状态信息并输出处理结果，所述控制单元依据所述处理结果控制所述放矿装置的启动或停止，或所述控制单元依据所述处理结果向所述远端操控装置发出控制所述电机车的指令，所述远端操控装置根据所述指令控制所述电机车。

6.根据权利要求5所述的自动放矿控制系统，其特征在于，所述所述雷达处理单元根据所述激光雷达控制器反馈的装矿状态信息获取所述矿车内矿石的料位信息并传送至所述控制单元，所述控制单元依据所述雷达处理单元传送的矿石的料位信息控制所述放矿装置的启动或停止。

7.根据权利要求5所述的自动放矿控制系统，其特征在于，所述雷达处理单元根据所述激光雷达控制器反馈的装矿状态信息获取所述矿车内矿石的分布信息并传送至所述控制单元，所述控制单元依据所述雷达处理单元传送的矿石的分布信息，向所述远端操控装置发出控制所述电机车的指令，所述远端操控装置根据所述指令控制所述电机车的移动方向。

8.根据权利要求5所述的自动放矿控制系统，其特征在于，所述视频监控系统包括设置于装载站巷道顶部的视频监控装置，所述视频监控装置用于实时采集所述放矿装置的矿石图像信息并传送至所述现场控制系统。

9.根据权利要求8所述的自动放矿控制系统，其特征在于，所述现场控制系统还包括图像处理单元和比较单元，所述图像处理单元根据所述视频监控装置传送的图像信息识别所述放矿装置的矿石的块度大小，当矿石的块度大小大于预设值时，所述图像处理单元将矿石的块度大小信息传送至所述比较单元，所述雷达处理单元根据所述激光雷达控制器反馈的装矿状态信息获取所述矿车内还可容纳的矿石信息并传送至所述比较单元，所述比较单元比较所述图像处理单元传送的所述放矿装置的矿石的块度大小信息和所述激光雷达处理单元传送的所述矿车内还可容纳的矿石信息并输出比较结果，所述控制单元依据所述比较结果控制所述放矿装置启动或停止。

10.根据权利要求4所述的自动放矿控制系统，其特征在于，所述激光雷达装置包括激光雷达和用于安装所述激光雷达的雷达支架，所述雷达支架可调节所述激光雷达扫描的角度和方向。

11.根据权利要求10所述的自动放矿控制系统，其特征在于，所述激光雷达装置还包括防水保护壳。

12.根据权利要求8所述的自动放矿控制系统，其特征在于，所述视频监控装置包括摄像机和用于安装所述摄像机的视频监控支架，所述视频监控支架可调节所述摄像机的可视角度和方向。

13.一种自动放矿控制方法，其特征在于，采用如权利要求1～12任一项所述的自动放矿控制系统，所述自动放矿控制方法包括：

所述监测系统实时采集所述电机车和所述矿车的位置信息和状态信息，以及所述矿车的装矿状态信息并传送至所述现场控制系统；

所述视频监控系统实时采集所述放矿装置的图像信息并传送至所述现场控制系统；

所述现场控制系统根据所述监测系统和所述视频监控系统的反馈信息控制所述放矿装置；

所述远端操控装置实时接收所述现场控制系统传送的信息，并通过所述控制器控制所述电机车，通过所述就地执行系统控制所述放矿装置。

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