CN114355944B - 一种矿用工作面双车控制系统 - Google Patents
一种矿用工作面双车控制系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114355944B CN114355944B CN202210007892.2A CN202210007892A CN114355944B CN 114355944 B CN114355944 B CN 114355944B CN 202210007892 A CN202210007892 A CN 202210007892A CN 114355944 B CN114355944 B CN 114355944B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- inertial navigation
- double
- robot
- vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005065 mining Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 80
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 41
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 17
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 6
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 3
- 238000013523 data management Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
- G05D1/0214—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory in accordance with safety or protection criteria, e.g. avoiding hazardous areas
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
- G05D1/0219—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory ensuring the processing of the whole working surface
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
本发明提供了一种矿用工作面双车控制系统,包括以下步骤:S1、用户输入机器人参数,等待执行预设定逻辑;S2、双车机器人执行自动逻辑;S3、实时检测数据,执行双车机器人自动逻辑;S4、执行跟煤机,绘制惯导曲线,进行第一次分析处理;S5、进行二次处理,优化合理数据;S6、将每次测量与上一次测量对比,做出合理分析;S7、立体模型显示以及采高监测。本发明所述的一种矿用工作面双车控制系统通过自动启停机器人、自动识别障碍物、自动调节速度来分别控制机器人达成需求。在巡检机器人跟随煤机运行的过程中,随时查看滚筒的温度、煤壁的状态、煤机的状态,三维机器人在满足条件的情况下测量工作面弯曲程度,给支架推移做指导。
Description
技术领域
本发明属于矿用控制设备技术领域,尤其是涉及一种矿用工作面双车控制系统。
背景技术
工作面中工况复杂,且需求较多,既需要随时查看煤机滚筒的温度、煤壁的状态、煤机的状态,又需要将工作面调直。应对不同的工况,我们采取了两台机器人在同一条轨道运行,双方互不干扰的方式,来满足所有的需求。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种矿用工作面双车控制系统,以解决现有技术的不足。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种矿用工作面双车控制系统,包括以下步骤:
S1、基于矿用工作面双车系统,用户在指定窗口输入机器人自动参数,等待执行预设定逻辑,所述矿用工作面双车系统包括巡检机器人模块、三维机器人模块、无线通信系统和集中控制系统,所述巡检机器人模块、三维机器人模块均通过无线通信系统线路连接至集中控制系统;
S2、步骤S1中的预设定逻辑通过Modbus协议进行机双车机器人与主页面数据显示、双车机器人执行自动逻辑、执行避障保护、双车距离保护;
S3、集中控制系统实时检测数据,根据逻辑执行双车机器人自动逻辑,并判断行驶路况以及机器自身参数状况是否正常;
S4、巡检机器人模块执行跟煤机,三维机器人模块通过惯导采集控制单元绘制惯导曲线,将所得曲线数据进行第一次分析处理;
S5、集中控制系统控制惯导数据进行二次处理,与实际弯曲度对比,优化出最合理数据与支架进行实际推移;
S6、集中控制系统的巡检控制逻辑单元将每次测量与上一次测量进行对比,做出相应合理分析,并判断数据参数是否正常;
S7、集中控制系统的三维点云建模单元获取惯导、雷达数据,进行立体模型显示以及进行采高监测;并进入结束状态。
进一步的,在步骤S2中的所述避障保护的控制方式包括以下步骤:
A1、开启避障功能;
A2、判断巡检机器人模块、三维机器人模块启动时是否触发避障保护,是,则停止启动双车机器人,否,则启动双车机器人;
A3、双车机器人行进过程实时判断避障距离;
A4、当避障距离小于安全距离时,触发急停逻辑;
A5、根据双车机器人当前行进速度做实时调整安全距离;
A6、触发避障保护停车后,判断障碍物是否消失,且消失时间是否大于t时间,是,则双车机器人自动启动,继续执行停车前的逻辑,否则双车机器人停止启动。
进一步的,在步骤S2中的所述双车距离保护的控制方式包括以下步骤:
B1、根据双车机器人的位置检测单元确定机器人当前距离;
B2、判断双车机器人运行过程中的位置距离;
B3、判断双车机器人位置是否逐渐接近,是,则调整双车车速,否,则保持双车原车速;
B4、判断双车机器人距离是否小于X;是,则触发双车防碰撞逻辑,前车继续行走,后车停止启动,并执行步骤B5,否,则保持双车原车速;
B5、判断双车机器人距离是否大于X;是,则,后车自动启动;否,则后车保持停止状态。
进一步的,在步骤S3中的判断行驶路况以及机器自身参数状况是否正常包括以下步骤:
C1、判断双车机器人是否遇到障碍物或者轨道不通,是,则返回开始端;否,则执行步骤C2;
C2、判断双车机器人的电量是否过低、网络信号是否过低、自动逻辑是否中止,是,则返回开始端;否,则执行步骤S4。
进一步的,所述惯导采集控制单元包括惯导测量单元和惯导单元,所述惯导测量单元和惯导单元之间全双工连接,所述惯导测量单元信号连接至无线通信系统;
所述惯导测量单元包括外部接口、测量控制、数据上报、惯导数据缓存、数据计算和生成、惯导数据通信和数据保存,所述惯导数据通信与惯导单元之间全双工连接,所述外部接口用于接收指令和上报模块运行状态,所述测量控制用于完成惯导测量功能,所述数据上报用于将测量结果数据上传至无线通信系统,所述惯导数据缓存用于缓存惯导数据,所述数据计算和生成用于计算测量数据和生成惯导曲线,所述数据保存用于保存测量结果数据。
进一步的,在步骤S4中的惯导采集控制单元绘制惯导曲线包括以下步骤:
D1、初始化惯导数据通信、外部接口和惯导单元;
D2、测量控制接收到测量开始指令,三维机器人开始运行;
D3、惯导数据通信接收惯导单元的实时测量数据,并通过惯导数据缓存进行数据缓存;
D4、测量控制接收到测量结束指令,三维机器人停止运行;
D5、数据计算和生成计算并生成惯导曲线数据;
D6、数据上报将惯导曲线数据上报至无线通信系统,并进入结束状态。
进一步的,在步骤S7中的三维点云建模单元获取惯导、雷达数据,进行立体模型显示包括以下步骤:
E1、三维点云监听机器人工作面状态;
E2、激光雷达采集单元扫描工作面地形,生成原始数据文件;
E3、通过ftp将多个数据文件同步至本地;
E4、三维建模软件处理原始数据文件,生成三维点云模型;
E5、查看工作面三维点云建模;
E6、进入结束状态,返回步骤E1。
进一步的,在步骤S7中的所述采高监测包括以下步骤:
F1、运行工作面监测集中控制系统;
F2、三维机器人运行并采集整个工作面采高数据;
F3、将数据同步至本地,并进行数据处理;
F4、分别生成工作面煤壁走势柱状图、支架顶梁走势柱状图、煤壁顶点走势曲线图;
F5、判断工作面煤壁走势柱状图、支架顶梁走势柱状图、煤壁顶点走势曲线图是否生成成功,是,则生成成功,进入步骤F6,否,则生成失败;
F6、客户端绘制出图像,并得到采高数据图表;
F7、对比历史监测数据;
F8、根据步骤S1中的用户在指定窗口输入的预设参数,得到监测模型,将对比分析的结果与采煤机自动化系统对接,指导采煤机下一刀生产的运行,并进入结束状态。
相对于现有技术,本发明所述的一种矿用工作面双车控制系统具有以下优势:
(1)本发明所述的一种矿用工作面双车控制系统,通过自动启停机器人、自动识别障碍物、自动调节速度来分别控制机器人达成需求。在巡检机器人跟随煤机运行的过程中,随时查看滚筒的温度、煤壁的状态、煤机的状态,三维机器人在满足条件的情况下测量工作面弯曲程度,给支架推移做指导。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例所述的整体控制系统流程图;
图2为本发明实施例所述的整体系统模块框图;
图3为本发明实施例所述的工作面巡检系统示意图;
图4为本发明实施例所述的避障保护流程图;
图5为本发明实施例所述的距离保护流程图;
图6为本发明实施例所述的惯导测量单元框图;
图7为本发明实施例所述的惯导数据测量逻辑流程图;
图8为本发明实施例所述的三维点云建模流程图;
图9为本发明实施例所述的采高监测流程图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的,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。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
名词解释:
Modbus协议:Modbus是一种串行通信协议,是Modicon公司(现在的施耐德电气Schneider Electric)于1979年为使用可编程逻辑控制器(PLC)通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准(De facto),并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。
ftp:FTP的中文意思是文件传输协议,是英文File Protocol的缩写,主要是用于Internet上的控制文件的双向传输,使用客户或者是服务器模式,FTP主要属于网络传输协议的应用层,是电脑文件传输中很重要的一部分。FTP是英特尔网络上历史最悠久的网络工具,凭借独特的优势一直是因特网中最重要最广泛的服务之一,FTP是用于在网络上进行文件传输的一套标准协议,它是一个八位的客户端服务器协议,能够操作任何类型的文件,而不需要进一步处理,用户可以通过它把自己的计算机,与世界各地所有运行FTP协议的服务器相连,访问服务器上的大量程序和信息。
如图1至图9所示,一种矿用工作面双车控制系统,包括以下步骤:
S1、基于矿用工作面双车系统,用户在指定窗口输入机器人自动参数,等待执行预设定逻辑,所述矿用工作面双车系统包括巡检机器人模块、三维机器人模块、无线通信系统和集中控制系统,所述巡检机器人模块、三维机器人模块均通过无线通信系统线路连接至集中控制系统;
S2、步骤S1中的预设定逻辑通过Modbus协议进行机双车机器人与主页面数据显示、双车机器人执行自动逻辑、执行避障保护、双车距离保护;
S3、集中控制系统实时检测数据,根据逻辑执行双车机器人自动逻辑,并判断行驶路况以及机器自身参数状况是否正常;
S4、巡检机器人模块执行跟煤机,三维机器人模块通过惯导采集控制单元绘制惯导曲线,将所得曲线数据进行第一次分析处理;
S5、集中控制系统控制惯导数据进行二次处理,与实际弯曲度对比,优化出最合理数据与支架进行实际推移;
S6、集中控制系统的巡检控制逻辑单元将每次测量与上一次测量进行对比,做出相应合理分析,并判断数据参数是否正常;
S7、集中控制系统的三维点云建模单元获取惯导、雷达数据,进行立体模型显示以及进行采高监测;并进入结束状态。本矿用工作面双车控制系统,通过自动启停机器人、自动识别障碍物、自动调节速度来分别控制机器人达成需求。在巡检机器人跟随煤机运行的过程中,随时查看滚筒的温度、煤壁的状态、煤机的状态,三维机器人在满足条件的情况下测量工作面弯曲程度,给支架推移做指导。
在本实施例里,所述巡检机器人模块、无线通信系统均为现有技术,所述巡检机器人模块内部包括巡检核心控制单元、巡检避障测距单元、巡检行走控制单元、语音对讲单元、音频放大单元、音频拾取单元、巡检供电单元、图像采集单元、温度采集单元、巡检位置检测单元、巡检无线通信单元和瓦斯监测单元,巡检核心控制单元、巡检避障测距单元、巡检行走控制单元、语音对讲单元、音频放大单元、音频拾取单元、巡检供电单元、图像采集单元、温度采集单元、巡检位置检测单元、巡检无线通信单元和瓦斯监测单元也均为现有技术。
在本实施例里,所述集中控制系统包括巡检控制逻辑单元、巡检系统界面单元、数据文件同步单元、三维点云建模单元、实时数据管理单元、系统配置管理单元、系统软件维护单元和数据库服务单元,其中巡检控制逻辑单元、巡检系统界面单元、数据文件同步单元、实时数据管理单元、系统配置管理单元、系统软件维护单元和数据库服务单元均为现有技术。
如集中控制系统图,系统中软件划分为以下模块:
(1)巡检控制逻辑:控制多个机器人在工作面中沿轨道运行,实现跟机视频监控、环境监控、曲线测量功能,机器人运行过程中生成的数据,同步到上位机进行后处理和显示,该用于工作面找直和测高。同时提供外部接口为Modbus TCP的从机服务,可供外部系统访问。
(2)巡检系统界面:提供系统运行状态监视,包括机器人运行状态,视频监控画面。参数设置包括多个机器人配置、参数备份恢复、逻辑参数配置、测量记录和日志查询等功能。
(3)数据文件同步:由机器人测量生成的数据,同步到上位机进行保存和处理。其中,三维模型数据交由三维点云建模模块进行显示。工作面测高数据由巡检系统界面显示。
(4)三维点云建模:接收机器人测量生成的三维模型数据,进行解析和显示。
(5)实时数据管理:管理多个机器人的实时数据,包括机器人运行状态、传感器采集数据等。
(6)系统配置管理:配置本系统各模块所需的参数,涉及巡检控制逻辑、巡检系统界面、数据文件同步、三维点云建模、实时数据管理、数据库服务。
(7)系统软件维护:本系统各软件版本管理。
(8)数据库服务:本系统巡检相关数据管理。
机器人种类多样。例如:巡检机器人,搭载可见光、红外摄像头,温度气体等传感器,具备工作面巡视、视频监控、环境监控等能力。三维机器人,搭载惯导模块、雷达模块,具备工作面测量等能力。
在步骤S2中的所述避障保护的控制方式包括以下步骤:
A1、开启避障功能;
A2、判断巡检机器人模块、三维机器人模块启动时是否触发避障保护,是,则停止启动双车机器人,否,则启动双车机器人;
A3、双车机器人行进过程实时判断避障距离;
A4、当避障距离小于安全距离时,触发急停逻辑;
A5、根据双车机器人当前行进速度做实时调整安全距离;
A6、触发避障保护停车后,判断障碍物是否消失,且消失时间是否大于t时间,是,则双车机器人自动启动,继续执行停车前的逻辑,否则双车机器人停止启动。
在步骤S2中的所述双车距离保护的控制方式包括以下步骤:
B1、根据双车机器人的位置检测单元确定机器人当前距离;
B2、判断双车机器人运行过程中的位置距离;
B3、判断双车机器人位置是否逐渐接近,是,则调整双车车速,否,则保持双车原车速;
B4、判断双车机器人距离是否小于X;是,则触发双车防碰撞逻辑,前车继续行走,后车停止启动,并执行步骤B5,否,则保持双车原车速;
B5、判断双车机器人距离是否大于X;是,则,后车自动启动;否,则后车保持停止状态。
在本实施例里,在双车系统中,为了保证两台机器人能顺利完成各自任务,不会互相干扰且不会出现“撞车”情况,我们增加了一系列的保护措施:详见说明书附图4和说明书附图5。
避障保护控制方式:
在两车运行中,避障起到了硬件上的防护作用。在超声波的作用下,机器人在一直检测运行方向上的障碍物距离,在启动时,会判断运行的方向上是否有障碍物在安全距离内,如果有,则不会启动。当运行过程中出现障碍物并在安全距离以内时,机器人会触发避障保护,紧急停车。并且,安全距离会根据当前的行进速度做实时调整,速度越快则安全距离越远。当触发避障保护停车后,机器人还会持续判断运行方向上的障碍物,当障碍物消失t时间后,机器人会自动启动,继续执行停车前的逻辑。详见说明书附图4。
在此过程中,如遇到大煤块、液管,巡检机器人根据摄像头检测实际情况,进行返回、或是原地等待处理。如遇到网络信号断线情况,根据重连情况,进行返回处理。电池电量到达阈值会自动停止双车逻辑,自行返回起点。
2距离保护控制方式:
除了硬件上的保护外,还存在软件上的保护。首先机器人通过轨道上确定位置的标签,校正自己的当前位置,在双车运行中,系统会实时判断双车的位置关系,当双车位置接近时,后车会进行减速处理,当两车距离小于x时,会触发防碰撞逻辑,后车会停车等待。当两车距离重新大于X时,后车会自动启动,继续执行停车前的逻辑。详见说明书附图5。
在步骤S3中的判断行驶路况以及机器自身参数状况是否正常包括以下步骤:
C1、判断双车机器人是否遇到障碍物或者轨道不通,是,则返回开始端;否,则执行步骤C2;
C2、判断双车机器人的电量是否过低、网络信号是否过低、自动逻辑是否中止,是,则返回开始端;否,则执行步骤S4。
在本实施例里,巡检机器人如遇到大煤块(轨道不通情况),首先避障停车,随后进行摄像头自己识别检测路况并返回起点等待。电量过低时自己回起点、检测网络信号过低,自行返回起点。数据处理过程中,分析出数据不合理或者数据有问题,结束本次测量,返回起点。详见说明书附图1、说明书附图2。
所述惯导采集控制单元包括惯导测量单元和惯导单元,所述惯导测量单元和惯导单元之间全双工连接,所述惯导测量单元信号连接至无线通信系统;
所述惯导测量单元包括外部接口、测量控制、数据上报、惯导数据缓存、数据计算和生成、惯导数据通信和数据保存,所述惯导数据通信与惯导单元之间全双工连接,所述外部接口用于接收指令和上报模块运行状态,所述测量控制用于完成惯导测量功能,所述数据上报用于将测量结果数据上传至无线通信系统,所述惯导数据缓存用于缓存惯导数据,所述数据计算和生成用于计算测量数据和生成惯导曲线,所述数据保存用于保存测量结果数据。
在本实施例里,惯导测量单元包括以下子单元:
(1)测量控制:接收外部指令,完成惯导测量功能。
(2)外部接口:接收指令和上报模块运行状态。
(3)数据上报:将测量结果数据上传。
(4)惯导数据通信:与惯导单元进行通信,完成实时测量数据采集。
(5)惯导数据缓存:在测量过程中,缓存有效的惯导数据。
(6)数据计算和生成:基于实时测量数据进行计算和生成测量结果。
(7)数据保存:保存测量结果数据。
在步骤S4中的惯导采集控制单元绘制惯导曲线包括以下步骤:
D1、初始化惯导数据通信、外部接口和惯导单元;
D2、测量控制接收到测量开始指令,三维机器人开始运行;
D3、惯导数据通信接收惯导单元的实时测量数据,并通过惯导数据缓存进行数据缓存;
D4、测量控制接收到测量结束指令,三维机器人停止运行;
D5、数据计算和生成计算并生成惯导曲线数据;
D6、数据上报将惯导曲线数据上报至无线通信系统,并进入结束状态。
在本实施例里,惯导数据测量逻辑流程为:
首先,进行通信初始化和惯导单元初始化,使其达到正常运行状态。
其次,当收到外部测量开始指令时,开始测量过程,采集机器人运行中的惯导测量实时数据,进行缓存。
再次,当收到外部测量结束指令时,结束测量过程,停止接收惯导测量实时数据。
最后,对数据进行计算,生成结果数据,并进行保存和上报。此时生成过程结束,该模块等待进入下一次测量。
在步骤S7中的三维点云建模单元获取惯导、雷达数据,进行立体模型显示包括以下步骤:
E1、三维点云监听机器人工作面状态;
E2、激光雷达采集单元扫描工作面地形,生成原始数据文件;
E3、通过ftp将多个数据文件同步至本地;
E4、三维建模软件处理原始数据文件,生成三维点云模型;
E5、查看工作面三维点云建模;
E6、进入结束状态,返回步骤E1。
在本实施例里,所述三维机器人模块包括三维核心控制单元、三维避障测距单元、三维行走控制单元、三维无线通信单元、A9核心板、三维供电单元、惯导采集控制单元、激光雷达采集单元、三维位置检测单元。其中三维核心控制单元、三维避障测距单元、三维行走控制单元、三维无线通信单元、A9核心板、三维供电单元、激光雷达采集单元、三维位置检测单元均为现有技术。
在步骤S7中的所述采高监测包括以下步骤:
F1、运行工作面监测集中控制系统;
F2、三维机器人运行并采集整个工作面采高数据;
F3、将数据同步至本地,并进行数据处理;在本实施例里,数据处理包括滤波、折线率、初始角度、地理坐标等算法的处理,且这些算法均为现有技术。
F4、分别生成工作面煤壁走势柱状图、支架顶梁走势柱状图、煤壁顶点走势曲线图;
F5、判断工作面煤壁走势柱状图、支架顶梁走势柱状图、煤壁顶点走势曲线图是否生成成功,是,则生成成功,进入步骤F6,否,则生成失败;
F6、客户端绘制出图像,并得到采高数据图表;
F7、对比历史监测数据;
F8、根据步骤S1中的用户在指定窗口输入的预设参数,得到监测模型,将对比分析的结果与采煤机自动化系统对接,指导采煤机下一刀生产的运行,并进入结束状态。采煤机自动化系统以及采煤机均为现有技术。
具体实施方式:
双车行走控制逻辑:
通过实际现场环境条件,模拟初步自动参数,进行设置。
Modbus协议进行机器人与客户端模块数据通信、交互。
两台机器人起点到位准备,系统实时检测煤机位置信息、电液控数据信息,煤机正向运行时并且达到指定条件,巡检机器人自动跟随煤机运行,并通过机器人上的摄像头观察煤机操作、热成像检测煤机温度。巡检机器人还安装甲烷报警装置模块通过检测瓦斯浓度进行预警提示。语音对讲模块装有音频放大单元、音频拾取单元能够与集控中心进行语音通话。温湿度采集模块能够检测工作面的温湿度情况。两个机器人太近的时候,避障及测距单元能够及时停下。三维机器人检测煤机位置,进行整个工作面溜槽曲线绘制,惯导曲线与电液控进行数据通信,数据分析后进行移架推溜,双车返回起点等待下一次跟机、测量。
本次测量数据与上一次进行对比分析,进行校正优化,确保下次推溜更加准确。
通过现有的三维点云建模软件获取惯导位置信息、激光雷达扫描出整个工作面整体轮廓进行整面建模,生成立体三维模型。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种矿用工作面双车控制系统,其特征在于:包括以下步骤:
S1、基于矿用工作面双车系统,用户在指定窗口输入机器人自动参数,等待执行预设定逻辑,所述矿用工作面双车系统包括巡检机器人模块、三维机器人模块、无线通信系统和集中控制系统,所述巡检机器人模块、三维机器人模块均通过无线通信系统线路连接至集中控制系统;
S2、步骤S1中的预设定逻辑通过Modbus协议进行机双车机器人与主页面数据显示、双车机器人执行自动逻辑、执行避障保护、双车距离保护;
S3、集中控制系统实时检测数据,根据逻辑执行双车机器人自动逻辑,并判断行驶路况以及机器自身参数状况是否正常;
S4、巡检机器人模块执行跟煤机,三维机器人模块通过惯导采集控制单元绘制惯导曲线,将所得曲线数据进行第一次分析处理;
S5、集中控制系统控制惯导数据进行二次处理,与实际弯曲度对比,优化出合理数据与支架进行实际推移;
S6、集中控制系统的巡检控制逻辑单元将每次测量与上一次测量进行对比,做出合理分析,并判断数据参数是否正常;
S7、集中控制系统的三维点云建模单元获取惯导、雷达数据,进行立体模型显示以及进行采高监测;并进入结束状态;
在步骤S2中的所述避障保护的控制方式包括以下步骤:
A1、开启避障功能;
A2、判断巡检机器人模块、三维机器人模块启动时是否触发避障保护,是,则停止启动双车机器人,否,则启动双车机器人;
A3、双车机器人行进过程实时判断避障距离;
A4、当避障距离小于安全距离时,触发急停逻辑;
A5、根据双车机器人当前行进速度做实时调整安全距离;
A6、触发避障保护停车后,判断障碍物是否消失,且消失时间是否大于t时间,是,则双车机器人自动启动,继续执行停车前的逻辑,否则双车机器人停止启动;
在步骤S2中的所述双车距离保护的控制方式包括以下步骤:
B1、根据双车机器人的位置检测单元确定机器人当前距离;
B2、判断双车机器人运行过程中的位置距离;
B3、判断双车机器人位置是否逐渐接近,是,则调整双车车速,否,则保持双车原车速;
B4、判断双车机器人距离是否小于X;是,则触发双车防碰撞逻辑,前车继续行走,后车停止启动,并执行步骤B5,否,则保持双车原车速;
B5、判断双车机器人距离是否大于X;是,则,后车自动启动;否,则后车保持停止状态。
2.根据权利要求1所述的一种矿用工作面双车控制系统,其特征在于:在步骤S3中的判断行驶路况以及机器自身参数状况是否正常包括以下步骤:
C1、判断双车机器人是否遇到障碍物或者轨道不通,是,则返回开始端;否,则执行步骤C2;
C2、判断双车机器人的电量是否过低、网络信号是否过低、自动逻辑是否中止,是,则返回开始端;否,则执行步骤S4。
3.根据权利要求1所述的一种矿用工作面双车控制系统,其特征在于:所述惯导采集控制单元包括惯导测量单元和惯导单元,所述惯导测量单元和惯导单元之间全双工连接,所述惯导测量单元信号连接至无线通信系统;
所述惯导测量单元包括外部接口、测量控制、数据上报、惯导数据缓存、数据计算和生成、惯导数据通信和数据保存,所述惯导数据通信与惯导单元之间全双工连接,所述外部接口用于接收指令和上报模块运行状态,所述测量控制用于完成惯导测量功能,所述数据上报用于将测量结果数据上传至无线通信系统,所述惯导数据缓存用于缓存惯导数据,所述数据计算和生成用于计算测量数据和生成惯导曲线,所述数据保存用于保存测量结果数据。
4.根据权利要求3所述的一种矿用工作面双车控制系统,其特征在于:在步骤S4中的惯导采集控制单元绘制惯导曲线包括以下步骤:
D1、初始化惯导数据通信、外部接口和惯导单元;
D2、测量控制接收到测量开始指令,三维机器人开始运行;
D3、惯导数据通信接收惯导单元的实时测量数据,并通过惯导数据缓存进行数据缓存;
D4、测量控制接收到测量结束指令,三维机器人停止运行;
D5、数据计算和生成计算并生成惯导曲线数据;
D6、数据上报将惯导曲线数据上报至无线通信系统,并进入结束状态。
5.根据权利要求1所述的一种矿用工作面双车控制系统,其特征在于:在步骤S7中的三维点云建模单元获取惯导、雷达数据,进行立体模型显示包括以下步骤:
E1、三维点云监听机器人工作面状态;
E2、激光雷达采集单元扫描工作面地形,生成原始数据文件;
E3、通过ftp将多个数据文件同步至本地;
E4、三维建模软件处理原始数据文件,生成三维点云模型;
E5、查看工作面三维点云建模;
E6、进入结束状态,返回步骤E1。
6.根据权利要求1所述的一种矿用工作面双车控制系统,其特征在于:在步骤S7中的所述采高监测包括以下步骤:
F1、运行工作面监测集中控制系统;
F2、三维机器人运行并采集整个工作面采高数据;
F3、将数据同步至本地,并进行数据处理;
F4、分别生成工作面煤壁走势柱状图、支架顶梁走势柱状图、煤壁顶点走势曲线图;
F5、判断工作面煤壁走势柱状图、支架顶梁走势柱状图、煤壁顶点走势曲线图是否生成成功,是,则生成成功,进入步骤F6,否,则生成失败;
F6、客户端绘制出图像,并得到采高数据图表;
F7、对比历史监测数据;
F8、根据步骤S1中的用户在指定窗口输入的预设参数,得到监测模型,将对比分析的结果与采煤机自动化系统对接,指导采煤机下一刀生产的运行,并进入结束状态。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210007892.2A CN114355944B (zh) | 2022-01-05 | 2022-01-05 | 一种矿用工作面双车控制系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210007892.2A CN114355944B (zh) | 2022-01-05 | 2022-01-05 | 一种矿用工作面双车控制系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114355944A CN114355944A (zh) | 2022-04-15 |
CN114355944B true CN114355944B (zh) | 2023-11-28 |
Family
ID=81106560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210007892.2A Active CN114355944B (zh) | 2022-01-05 | 2022-01-05 | 一种矿用工作面双车控制系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114355944B (zh) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019233222A1 (zh) * | 2018-06-04 | 2019-12-12 | 山东大学 | 用于桥隧结构病害无损检测诊断的自动爬墙式雷达光电机器人系统 |
CN211278385U (zh) * | 2019-11-20 | 2020-08-18 | 中国煤矿机械装备有限责任公司 | 一种自适应轨道的井下工作面巡检机器人系统 |
CN111857121A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-10-30 | 北京国泰蓝盾科技有限公司 | 基于惯导和激光雷达的巡逻机器人行走避障方法及系统 |
CN112081630A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-15 | 安徽理工大学 | 一种煤矿综采工作面控制机器人 |
CN112378390A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-02-19 | 北京龙软科技股份有限公司 | 一种综采工作面测量机器人装置和自动测量系统 |
CN112855266A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-28 | 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 | 采煤机智能监测以及自主协同跟机装置及巡检平台系统 |
CN113050654A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-29 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 障碍物检测方法、巡检机器人车载避障系统及方法 |
WO2021184614A1 (zh) * | 2020-03-14 | 2021-09-23 | 天地科技股份有限公司 | 一种用于复杂条件工作面的综采装备智能决策控制方法及系统 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110118550B (zh) * | 2019-05-14 | 2021-02-05 | 中国矿业大学 | 一种综采工作面高精度三维导航地图的生成系统及方法 |
-
2022
- 2022-01-05 CN CN202210007892.2A patent/CN114355944B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019233222A1 (zh) * | 2018-06-04 | 2019-12-12 | 山东大学 | 用于桥隧结构病害无损检测诊断的自动爬墙式雷达光电机器人系统 |
CN211278385U (zh) * | 2019-11-20 | 2020-08-18 | 中国煤矿机械装备有限责任公司 | 一种自适应轨道的井下工作面巡检机器人系统 |
WO2021184614A1 (zh) * | 2020-03-14 | 2021-09-23 | 天地科技股份有限公司 | 一种用于复杂条件工作面的综采装备智能决策控制方法及系统 |
CN111857121A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-10-30 | 北京国泰蓝盾科技有限公司 | 基于惯导和激光雷达的巡逻机器人行走避障方法及系统 |
CN112081630A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-15 | 安徽理工大学 | 一种煤矿综采工作面控制机器人 |
CN112855266A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-28 | 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 | 采煤机智能监测以及自主协同跟机装置及巡检平台系统 |
CN112378390A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-02-19 | 北京龙软科技股份有限公司 | 一种综采工作面测量机器人装置和自动测量系统 |
CN113050654A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-29 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 障碍物检测方法、巡检机器人车载避障系统及方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
矿用智能轮式巡检机器人路径跟踪及运动分析;杨代强;;煤矿机械(第02期) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114355944A (zh) | 2022-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106875736B (zh) | 一种无线自动泊车系统及方法 | |
CN103419944B (zh) | 一种登机桥及其自动靠接方法 | |
CN106680290B (zh) | 狭窄空间的多功能检测车 | |
CN110775052A (zh) | 一种基于视觉与超声波感知融合的自动泊车方法 | |
CN111813130A (zh) | 一种输变电站智能巡检机器人自主导航避障系统 | |
CN100588902C (zh) | 一种车距检测方法及装置 | |
CN110658830A (zh) | 一种电厂巡检系统及其控制方法 | |
CN111693050A (zh) | 基于建筑信息模型的室内中大型机器人导航方法 | |
CN111360818A (zh) | 一种通过视觉定位的机械臂控制系统 | |
CN114966734A (zh) | 一种结合多线激光雷达的双向深度视觉惯性位姿估计方法 | |
CN112621710A (zh) | 一种架空输电线路巡检机器人障碍检测控制系统及方法 | |
CN212515475U (zh) | 一种输变电站智能巡检机器人自主导航避障系统 | |
CN103177582A (zh) | 一种视频测速和车牌识别的一体机 | |
CN114859972A (zh) | 空中无人机与地面巡检机器人协同作业的巡检系统及方法 | |
CN111538338A (zh) | 一种机器人贴边运动控制系统及方法 | |
CN114800524B (zh) | 一种人机交互协作机器人主动避碰的系统及方法 | |
CN114355944B (zh) | 一种矿用工作面双车控制系统 | |
CN118209554A (zh) | 一种建筑钢结构焊缝检测系统及其检测方法 | |
CN112417661B (zh) | 无人装备实装测试用数据采集分析系统 | |
CN113379850B (zh) | 移动机器人控制方法、装置、移动机器人及存储介质 | |
CN113970295B (zh) | 一种摊铺厚度测量方法、装置及摊铺机 | |
CN115256398A (zh) | 一种变电站室内多功能操作机器人 | |
CN114589688A (zh) | 一种应用于工业机器人的多功能视觉控制方法及装置 | |
CN115237113A (zh) | 机器人导航的方法、机器人、机器人系统及存储介质 | |
CN114217600A (zh) | 基于机器人的变电站室内保护屏柜智能巡检方法及其系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |