CN114401524A - 一种矿山无人化运输的rtk基站监测系统及方法 - Google Patents

一种矿山无人化运输的rtk基站监测系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114401524A
CN114401524A CN202111418835.5A CN202111418835A CN114401524A CN 114401524 A CN114401524 A CN 114401524A CN 202111418835 A CN202111418835 A CN 202111418835A CN 114401524 A CN114401524 A CN 114401524A
Authority
CN
China
Prior art keywords
base station
rtk base
rtk
fault
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.)
Pending
Application number
CN202111418835.5A
Other languages
English (en)
Inventor
丁松
赵斌
任良才
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Xugong Construction Machinery Research Institute Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Xugong Construction Machinery Research Institute Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Xugong Construction Machinery Research Institute Co ltd filed Critical Jiangsu Xugong Construction Machinery Research Institute Co ltd
Priority to CN202111418835.5A priority Critical patent/CN114401524A/zh
Publication of CN114401524A publication Critical patent/CN114401524A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/08Testing, supervising or monitoring using real traffic
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H04W64/003Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management locating network equipment
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08Access point devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种矿山无人化运输的RTK基站监测系统,包括RTK基站系统、机群管理及调度系统、无线通信系统和车辆及人员作业系统;RTK基站系统将RTK差分信号发送给车辆及人员作业系统、机群管理及调度系统;无线通信系统,用于机群管理及调度系统与车辆及人员作业系统双向通讯。本发明还涉及一种矿山无人化运输的RTK基站监测方法。通过该监测系统和监测方法解决了现有技术中矿山无人化运输过程中,RTK基站运行状态监测方式受矿山地形限制、解析复杂、操作人员安全防护低的问题。

Description

一种矿山无人化运输的RTK基站监测系统及方法
技术领域
本发明涉及一种矿山无人化运输的RTK基站监测系统及方法,属于无人驾驶技术领域。
背景技术
露天矿山实现智能连续作业和无人化、商业化运输,可以有效解决当前露天矿山开采劳动力减少、用工成本上升、以及安全事故多发的问题。露天矿山无人驾驶矿卡、辅助作业车辆及人员作为机群管理及调度系统的一部分,在整个调度系统的调度下实现连续运转作业,可以提高常态化夜间作业效率。
在实现连续运转的作业过程中,机群管理及调度系统、各车辆及人员均需要根据高精定位系统和RTK基站系统实时获取高精位置坐标信息,为无人矿卡提供精确的运输路线、装卸点坐标,以实现精准的路径规划和循迹作业。RTK基站系统作为高精度定位的一部分,提供可靠稳定的数据可以确保整个作业系统的连续稳定运行,因此,对RTK基站系统实行监测很有必要。
现有技术可以将RTK基站信号直接接入机群管理及调度系统,但是对两者建设距离有要求,受矿山地形限制,同时解析复杂。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种矿山无人化运输的RTK基站监测系统及方法,解决了现有技术中矿山无人化运输过程中,RTK基站运行状态监测方式受矿山地形限制、解析复杂、操作人员安全防护低的问题。
为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:
一种矿山无人化运输的RTK基站监测系统,包括RTK基站系统、机群管理及调度系统、无线通信系统和车辆及人员作业系统;
RTK基站系统将RTK差分信号发送给车辆及人员作业系统、机群管理及调度系统;
无线通信系统,用于机群管理及调度系统与车辆及人员作业系统双向通讯。
优选地,前述RTK基站系统包括RTK数据发送模块,RTK数据发送模块将RTK差分信号发送给车辆及人员作业系统、机群管理及调度系统。
优选地,前述机群管理及调度系统包括RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块、RTK基站状态仲裁模块;
RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块,主要实现RTK基站异常信号的数据采集、提供固定位置参考点、数据输出给RTK基站状态仲裁模块;
RTK基站状态仲裁模块,主要实现对RTK基站状态仲裁判断,并及时对车辆和人员进行安全预警。
优选地,前述车辆及人员作业系统包括无人车辆端、协同作业车辆端、作业人员端、无线通信系统;
无线通信系统,用于车辆及人员作业系统内部车-车、车-人双向通讯。
优选地,前述RTK基站状态仲裁模块包括RTK基站异常数据监测模块、辅助监测模块、故障类型管理模块;
RTK基站异常数据监测模块,接收RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块输出的位置信息和特征观测量,并进行RTK基站异常监测分析;
辅助监测模块,辅助监测模块判别车辆单体位置失效,或RTK基站异常导致的整体位置失效;
故障类型管理模块,对RTK基站异常数据监测模块或辅助监测模块的输出进行故障分类、 RTK基站异常判断、安全预警。
一种矿山无人化运输的RTK基站监测方法,包括如下步骤:
ST1:RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块工作状态判断,若工作正常,则执行ST2,否则执行ST3;
ST2:RTK基站异常监测分析;
ST3:车端统计数据辅助监测;
ST4:故障类型管理;
ST5:RTK基站状态异常判断,若异常,则执行ST6,否则跳转执行ST1;
ST6:安全预警,根据故障类型向车辆及人员发出警示信息和控制指令。
优选地,前述RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块工作状态判断的执行方法包括:根据硬件状态、通讯状态、软件状态,划分相应的故障码,识别不同的工作状态。
优选地,前述,RTK基站异常监测分析包括如下操作:
ST21:第一、二窗口差异特征监测;
ST22:第三窗口突变特征监测;
ST23:第四窗口波动特征监测;
ST24:点偏移特征监测。
优选地,前述车端统计数据进行辅助判断,包括如下操作:
ST31:单体车端位置失效判断;
ST32:单体车端安全模块仲裁,并发送故障码至RTK基站异常仲裁模块;
ST33:RTK基站异常仲裁模块判别车辆单体位置失效,或RTK基站异常导致的整体位置失效。
优选地,前述故障类型管理方法如下:
依据限制条件由故障分类器将RTK基站故障包括三种类型,当前故障类型管理模块判定处于三类故障中任何一种或以上时,判定RTK基站异常;
优选地,前述故障类型包括:一类故障,差分信号连续性异常;二类故障,RTK基站位置异常;三类故障,辅助判断RTK基站异常,辅助监测模块判定车辆端整体位置失效。
优选地,前述一类故障包括:一类故障一级,有差分信号但是偶发性异常;一类故障二级,有差分信号但是持续性异常;一类故障三级,无差分信号异常。
优选地,前述二类故障包括:二类故障一级,RTK基站位置偏移警告;二类故障二级, RTK基站位置偏移异常。
优选地,前述安全预警,包括如下操作:
已经进入装载区或卸载区的无人运输矿卡,还未进入装载点或卸载点,和无人运输矿卡配对的辅助作业车辆,发送锁定指令,停止无人车辆行驶;
已经进入装载区无人运输矿卡,已经处于装载点,装载完毕,挖机端发送停止出场指令;
已经进入卸载区,已经到达卸载点,卸载完毕后进入远程接管模式,人工远程开出卸载点,辅助作业车辆进行挡墙修筑等作业;
正在等待进入装载区或者卸载区的无人运输矿卡,机群调度及管理系统发送等待保持指令,无人运输矿卡继续保持等待状态;
处于运输路段的无人矿卡,对于RTK基站一类故障一级、二类故障一级实行降速停车措施;对于一类故障二级、二类故障二级实行紧急停车措施;对于一类故障三级、三类故障实行紧急停车措施,并且切换至远程接管模式,人工远程开至路侧安全区域,停止运输作业;
处于故障一、二、三类的状态,停止地图采集、更新、上传,已经上传部分等待机群调度及管理系统仲裁,并将当前RTK基站故障等级通过无线通讯系统发送至各辅助作业车辆、人员客户端进行预警提示。
本发明所达到的有益效果:
1、在监测过程中,不需要直接接入RTK基站信号,监测因RTK基站信号异常导致的位置信息和特征观测量异常,减少了解析复杂性。
2、在机群管理及调度系统增设RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块和RTK基站状态仲裁模块,可以实时对RTK基站工作状态进行监测,并及时对全矿区车辆及人员采取安全预警,保证作业安全。
3、对RTK基站故障状态进行故障分类和分级,由机群管理及调度系统采用不同的安全预警措施,保证作业安全。
附图说明
图1是本发明整体系统组成图;
图2是本发明RTK基站状态仲裁模块组成图;
图3是本发明RTK基站状态异常监测方法流程图;
图4是本发明特征观测量变化示例图;
图5是本发明RTK基站状态异常监测方法流程图中ST2流程的示例图;
图6是本发明位置点监测示意图;
图7是本发明RTK基站状态异常监测方法流程图中ST3流程的示例图。
图中附图标记的含义:1-RTK数据发送模块;2-RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块;3-RTK基站状态仲裁模块;4-无人车辆端;5-协同作业车辆端;6-作业人员端;7-无线通信系统;31-RTK基站异常数据监测模块;32-辅助监测模块;33-故障类型管理模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
本实施例公开了一种矿山无人化运输的RTK基站监测系统,如图1所示,用于监测RTK 基站异常的整体系统包括:RTK基站系统的RTK数据发送模块1,机群管理及调度系统的RTK 基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块2、RTK基站状态仲裁模块3,车辆及人员作业系统的无人车辆端4、协同作业车辆端5、作业人员端6,无线通讯系统7。
RTK数据发送模块1,将RTK差分信号发送给车辆及人员作业系统的无人车辆端4、协同作业车辆端5、作业人员端6,以及机群管理及调度系统的RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块2。
RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块2融合RTK差分信号,如图6所示,实时生成实际点P1;在工作正常和卫星状态良好时,经过长时间观测和平均值处理,得到代表当前固定标注的位置点P0,并输出特征观测量。
RTK基站状态仲裁模块3,如图2所示,包括RTK基站异常数据监测模块31、辅助监测模块32、故障类型管理模块33。
RTK基站异常数据监测模块31,在RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块2工作正常时,接收RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块2输出的位置信息和特征观测量,并进行RTK基站异常监测分析ST2。
辅助监测模块32,在RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块2工作异常时,辅助监测模块32判别车辆单体位置失效,或RTK基站异常导致的整体位置失效ST33。
故障类型管理模块33,对RTK基站异常数据监测模块31或辅助监测模块32的输出进行故障分类、RTK基站异常判断、安全预警。
无线通信系统7,如图1所示,用于机群管理及调度系统与车辆及人员作业系统双向通讯,以及车辆及人员作业系统内部车-车、车-人双向通讯。
车辆及人员作业系统:主要包括作业人员端6、无人车辆端4、协同作业车辆端5。
作业人员端6,穿戴有移动定位设备的指挥及作业人员,通过无线通信系统7接收来自机群管理及调度系统的安全预警信息。
无人车辆端4,进行运输作业的无人驾驶矿卡通过无线通信系统7,向机群调度及管理系统发送车辆自身的位置信息、定位状态信息、及车辆其他信息,接收机群调度及管理系统的停车指令、等待指令、以及协同车辆及作业人员的锁定指令,进行降速行驶或者安全停车动作。
协同作业车辆端5,通过无线通信系统7向机群调度及管理系统发送车辆自身的位置信息、定位状态信息、及车辆其他信息,向无人车辆端发送锁定指令,接收机群调度及管理系统的安全预警信息并显示在机载终端。
具体连接方式为:RTK数据发送模块1通过差分数据链将RTK差分信号发送给RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块2、无人车辆端4、协同作业车辆端5、作业人员端6;RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块 2将异常信号有线传输给RTK基站状态仲裁模块3;RTK基站状态仲裁模块3通过无线通信系统7和无人车辆端4、协同作业车辆端5、作业人员端6进行系统间通讯连接,无人车辆端 4、协同作业车辆端5、作业人员端6两两之间通过无线通信系统7实现内部通讯连接。
本实施例还公开了一种矿山无人化运输的RTK基站监测方法,完整的RTK基站异常监测流程如图3所示:
ST1:RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块2工作状态判断。根据硬件状态、通讯状态、软件状态,划分相应的故障码,当工作状态异常时,发送故障码至故障类型管理模块,停止当前的RTK基站监测,跳转执行步骤ST3,否则执行步骤ST2。
ST2:RTK基站异常监测分析。RTK基站异常数据监测模块31接收RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块2输出的位置信息和特征观测量。特征观测量包括:总体位置精度因子、水平或垂直误差因子、偏移距离、偏移距离标准差椭圆等。
如图4为RTK基站发送差分信号不稳定导致的特征观测量变化,包括总体位置精度因子、水平误差因子数据变化,由于在实际信号输出过程中,不存在数据暂留,因此设置存储单元 M,暂存数据片段,规定观察时间窗第一窗口T1、第二窗口T2、第三窗口T3、第四窗口T4,第一和第二窗口间隔delt_t1,第二和第三窗口间隔delt_t2,如图5示例,具体过程为:
ST21,第一、二窗口差异特征监测。对水平或垂直误差因子存储的数据片段基于滑动窗口T1、T2进行差异性检测,标记滑动窗口内产生线性变化的起始点,标记此点为拐点,标记内容包括:时间戳t1、时域数值、索引C1,索引C1记录当前累积出现线性变化的点次数。
ST22,第三窗口突变特征监测。第三窗口T3将当前时刻t2的数据存储至存储单元M,可修改的存储时间间隔为delt_t,其值不大于规定值,规定值是指,在卫星或者RTK基站状态异常时,可以使得无人矿卡继续安全行驶的时间上限;基于小波变换方法对当前时间窗口内的水平和垂直误差因子数据片段进行时频分析,对于突变异常时频域变化系数进行特征分析,标记出突变点,标记内容包括时间戳t2、时域数值、频域特征值、索引C2、相邻突变间隔时间,并将标记内容存储至存储单元M,索引C2记录当前累积突变次数;若暂未出现突变点,则只标记当前点时间戳t2、时域数值、频域特征值。
ST23,第四窗口波动性监测。对当前第四时间窗T4基于小波变换进行总体位置精度因子波动特征分析,标记当前波动持续时间t3、波动频率f、索引C3,索引C3记录当前累积波动次数。
ST24,点偏移特征监测。如图3求取规定时间内的平均输出位置点P1,如图6在RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块工作正常时,经过长时间观测和平均值处理,得到代表当前固定标注的位置点P0,计算实际点和标注点之间的点距P0P1;得到规定时间内的实际输出位置点的标准差椭圆长半轴Ea、短半轴Eb。
ST3:如果RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块工作状态异常,由辅助监测模块统计车端数据进行辅助判断。统计规定数量的车端数据,车端数据包括:车辆位置信息、定位解算状态故障码、RTK差分龄期、精度衰减因子。如图7所示具体流程为:
ST31,单体车端定位模块失效判断。单个车端的定位模块,对当前车辆定位状态进行判断并划分故障等级,并将定位故障状态发送至车端安全模块。
ST32,单体车端安全模块仲裁,发送故障码至机群管理及调度系统。车端安全模块接收定位故障状态后,划分安全等级,对不同安全等级的控制指令进行仲裁,车端执行安全措施,并将定位解算故障码通过无线通信系统发送至机群管理及调度系统。
ST33,辅助监测模块判别车辆整体或单体位置失效。机群管理及调度系统对所有车端的定位解算状态故障码、RTK差分龄期、精度衰减因子进行统计,规定限制条件:
(1)按比例数量车端的定位解算状态故障码一致。
(2)按比例数量车端的RTK差分龄期超过下限值,下限值指车端定位模块用于实现差分定位所需的最长时间diff_age_t。
(3)按比例数量车端的精度衰减因子处于同一衰减值范围。
ST4:RTK基站故障类型管理。依据步骤ST2和ST3由故障分类器将RTK基站故障分为三种类型:一类故障、二类故障、三类故障。规定限制条件:
(1)卫星观测量少或RTK基站失效时,车辆(包括有人车辆和无人车辆)可继续行驶的时间上限为Permiss_sustain_upper;
(2)水平或垂直误差精度因子阈值范围[Dev_upper,Dev_lower];
(3)相邻突变点或拐点时间间隔上限Time_limit_upper;
(4)突变点或拐点出现的累积次数C_limit;
(5)总体位置精度因子波动持续时间下限Time_limit_lower;
(6)波动频率下限F_limit_lower;
(7)波动振幅阈值范围[Amp_upper,Amp_lower]。
其中一类故障为差分信号连续性异常。包括:一类故障一级、一类故障二级、一类故障三级,具体分类情况如下:
一类故障一级,有差分信号但是偶发性异常,分类依据为:
(1)当前第一窗口时间t1与拐点标记时间t2的时间间隔不大于车辆(包括有人车辆和无人车辆)可继续行驶的时间上限Permiss_sustain_upper;
(2)相邻突变点/拐点时间间隔Δt不小于相邻突变点或拐点时间间隔上限Time_limit_upper;
(3)水平或垂直误差精度因子在阈值范围[Dev_upper,Dev_lower]以内;
(4)波动持续时间t3不大于波动持续时间下限Time_limit_lower;
(5)波动频率f不大于波动频率下限F_limit_lower;
(6)波动振幅在阈值范围[Amp_upper,Amp_lower]以内。
一类故障二级,有差分信号但是持续性异常,分类依据为:
(1)当前第一窗口时间t1与拐点标记时间t2的时间间隔不大于车辆(包括有人车辆和无人车辆)可继续行驶的时间上限Permiss_sustain_upper;
(2)相邻突变点或拐点时间间隔Δt不小于相邻突变点或拐点时间间隔上限Time_limit_upper;
(3)突变点或拐点索引不小于突变点或拐点出现的累积次数C_limit;
(4)水平或垂直误差精度因子在阈值范围[Dev_upper,Dev_lower]以内;
(5)波动持续时间t3大于波动持续时间下限Time_limit_lower;
(6)波动频率f大于波动频率下限F_limit_lower;
(7)波动振幅在阈值范围[Amp_upper,Amp_lower]以内。
一类故障三级,无差分信号异常,分类依据为:
(1)水平或垂直误差精度因子不小于阈值上限Dev_upper;
(2)波动振幅不小于阈值上限Amp_upper。
二类故障,RTK基站位置异常。设置当前窗口观察模式、历史数据观察模式,在每种模式下,当RTK基站位置异常导致点距P0P1产生瞬时或者累积距离变化时,按照距离变化,以P0为圆心定义半径依次增大的第一等级圆、第二等级圆、第三等级圆,若P0P1距离落在第一等级圆范围内,则判定为A0(正常);若P0P1距离在第一等级圆和第二等级圆之间,则发出A1(警告);若P0P1距离在第二等级圆和第三等级圆之间,则判定A2(异常)。点分布产生瞬时离散和累积离散,根据Ea和Eb求得离心率e,对于瞬时离散(如1ms内),按照e 的变化划分三个等级E_ins0(正常)、E_ins1(警告)、E_ins2(异常);对于累积离散,每间隔相同时间T(例如10ms)计算一次ei,循环若干周期次n,计算得到ei的累积离散标准差S,按照S的变化划分三个等级E_acc0(正常)、E_acc1(警告)、E_acc2(异常),取两种情况发生一种或同时发生时危险等级高者,输出为E0(正常)、E1(警告)、E2(异常)。
具体地,二类故障分为二类故障一级和二类故障二级:
二类故障一级,RTK基站位置偏移警告,分类依据为A1、E0同时出现,A0、E1同时出现,或者A1、E1同时出现。
二类故障二级,RTK基站位置偏移异常,分类依据为A2、E0同时出现,或A0、E2同时出现,或者A2、E2同时出现、A1、E2同时出现、A2、E1同时出现。
三类故障,辅助判断RTK基站异常。辅助监测模块判定车辆端整体位置失效。
ST5:RTK基站异常判断。当前故障类型管理模块判定处于故障一、二、三类任何一种或以上的,判定RTK基站异常,执行步骤ST6,否则跳转执行步骤ST1。
ST6:安全预警措施。由步骤ST5判定当前RTK基站处于异常状态,需要对车辆和现场作业人员启动安全预警措施:
已经进入装载区或卸载区的无人运输矿卡,还未进入装载点或卸载点,和无人运输矿卡配对的辅助作业车辆,发送锁定指令,停止无人车辆行驶;
已经进入装载区无人运输矿卡,已经处于装载点,装载完毕,挖机端发送停止出场指令;
已经进入卸载区,已经到达卸载点,卸载完毕后进入远程接管模式,人工远程开出卸载点,辅助作业车辆进行挡墙修筑等作业;
正在等待进入装载区或者卸载区的无人运输矿卡,机群调度及管理系统发送等待保持指令,无人运输矿卡继续保持等待状态;
处于运输路段的无人矿卡,对于RTK基站一类故障一级、二类故障一级实行降速停车措施;对于一类故障二级、二类故障二级实行紧急停车措施;对于一类故障三级、三类故障实行紧急停车措施,并且切换至远程接管模式,人工远程开至路侧安全区域,停止运输作业。
处于故障一、二、三类的状态,停止地图采集、更新、上传,已经上传部分等待机群调度及管理系统仲裁,并将当前RTK基站故障等级通过无线通信系统发送至各辅助作业车辆、人员客户端进行预警提示。
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,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种矿山无人化运输的RTK基站监测系统,其特征在于,包括RTK基站系统、机群管理及调度系统、无线通信系统(7)和车辆及人员作业系统;
所述RTK基站系统将RTK差分信号发送给车辆及人员作业系统、机群管理及调度系统;
所述无线通信系统(7),用于机群管理及调度系统与车辆及人员作业系统双向通讯。
2.根据权利要求1所述的一种矿山无人化运输的RTK基站监测系统,其特征在于,所述RTK基站系统包括RTK数据发送模块(1),所述RTK数据发送模块(1)将RTK差分信号发送给车辆及人员作业系统、机群管理及调度系统。
3.根据权利要求1所述的一种矿山无人化运输的RTK基站监测系统,其特征在于,所述机群管理及调度系统包括RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块(2)、RTK基站状态仲裁模块(3);
所述RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块(2),主要实现RTK基站异常信号的数据采集、提供固定位置参考点、数据输出给RTK基站状态仲裁模块(3);
所述RTK基站状态仲裁模块(3),主要实现对RTK基站状态仲裁判断,并及时对车辆和人员进行安全预警。
4.根据权利要求1所述的一种矿山无人化运输的RTK基站监测系统,其特征在于,所述车辆及人员作业系统包括无人车辆端(4)、协同作业车辆端(5)、作业人员端(6)、无线通信系统(7);
所述无线通信系统(7),用于车辆及人员作业系统内部车-车、车-人双向通讯。
5.根据权利要求3所述的一种矿山无人化运输的RTK基站监测系统,其特征在于,所述RTK基站状态仲裁模块(3)包括RTK基站异常数据监测模块(31)、辅助监测模块(32)、故障类型管理模块(33);
所述RTK基站异常数据监测模块(31),接收RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块输出的位置信息和特征观测量,并进行RTK基站异常监测分析;
所述辅助监测模块(32),辅助监测模块判别车辆单体位置失效,或RTK基站异常导致的整体位置失效;
所述故障类型管理模块(33),对RTK基站异常数据监测模块(31)或辅助监测模块(32)的输出进行故障分类、RTK基站异常判断、安全预警。
6.一种矿山无人化运输的RTK基站监测方法,其特征在于,包括如下步骤:
ST1:RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块工作状态判断,若工作正常,则执行ST2,否则执行ST3;
ST2:RTK基站异常监测分析;
ST3:车端统计数据辅助监测;
ST4:故障类型管理;
ST5:RTK基站状态异常判断,若异常,则执行ST6,否则跳转执行ST1;
ST6:安全预警,根据故障类型向车辆及人员发出警示信息和控制指令。
7.根据权利要求6所述的一种矿山无人化运输的RTK基站监测方法,其特征在于,所述RTK基站电台信号和已知固定点RTK移动站固定位置信号输入模块工作状态判断的执行方法包括:根据硬件状态、通讯状态、软件状态,划分相应的故障码,识别不同的工作状态。
8.根据权利要求6所述的一种矿山无人化运输的RTK基站监测方法,其特征在于,所述RTK基站异常监测分析包括如下操作:
ST21:第一、二窗口差异特征监测;
ST22:第三窗口突变特征监测;
ST23:第四窗口波动特征监测;
ST24:点偏移特征监测。
9.根据权利要求6所述的一种矿山无人化运输的RTK基站监测方法,其特征在于,所述车端统计数据进行辅助判断,包括如下操作:
ST31:单体车端位置失效判断;
ST32:单体车端安全模块仲裁,并发送故障码至RTK基站异常仲裁模块;
ST33:RTK基站异常仲裁模块判别车辆单体位置失效,或RTK基站异常导致的整体位置失效。
10.根据权利要求6所述的一种矿山无人化运输的RTK基站监测方法,其特征在于,所述故障类型管理方法如下:
依据限制条件由故障分类器将RTK基站故障包括三种类型,当前故障类型管理模块判定处于三类故障中任何一种或以上时,判定RTK基站异常;
根据权利要求10所述的一种矿山无人化运输的RTK基站监测方法,其特征在于,所述故障类型包括:一类故障,差分信号连续性异常;二类故障,RTK基站位置异常;三类故障,辅助判断RTK基站异常,辅助监测模块判定车辆端整体位置失效。
11. 根据权利要求11所述的一种矿山无人化运输的RTK基站监测方法,其特征在于,所述一类故障包括:一类故障一级,有差分信号但是偶发性异常; 一类故障二级,有差分信号但是持续性异常;一类故障三级,无差分信号异常。
12.根据权利要求12所述的一种矿山无人化运输的RTK基站监测方法,其特征在于,所述二类故障包括:二类故障一级,RTK基站位置偏移警告;二类故障二级,RTK基站位置偏移异常。
13.根据权利要求13所述的一种矿山无人化运输的RTK基站监测方法,其特征在于,所述安全预警,包括如下操作:
已经进入装载区或卸载区的无人运输矿卡,还未进入装载点或卸载点,和无人运输矿卡配对的辅助作业车辆,发送锁定指令,停止无人车辆行驶;
已经进入装载区无人运输矿卡,已经处于装载点,装载完毕,挖机端发送停止出场指令;
已经进入卸载区,已经到达卸载点,卸载完毕后进入远程接管模式,人工远程开出卸载点,辅助作业车辆进行挡墙修筑等作业;
正在等待进入装载区或者卸载区的无人运输矿卡,机群调度及管理系统发送等待保持指令,无人运输矿卡继续保持等待状态;
处于运输路段的无人矿卡,对于RTK基站一类故障一级、二类故障一级实行降速停车措施;对于一类故障二级、二类故障二级实行紧急停车措施;对于一类故障三级、三类故障实行紧急停车措施,并且切换至远程接管模式,人工远程开至路侧安全区域,停止运输作业;
处于故障一、二、三类的状态,停止地图采集、更新、上传,已经上传部分等待机群调度及管理系统仲裁,并将当前RTK基站故障等级通过无线通讯系统发送至各辅助作业车辆、人员客户端进行预警提示。
CN202111418835.5A 2021-11-26 2021-11-26 一种矿山无人化运输的rtk基站监测系统及方法 Pending CN114401524A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111418835.5A CN114401524A (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一种矿山无人化运输的rtk基站监测系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111418835.5A CN114401524A (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一种矿山无人化运输的rtk基站监测系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114401524A true CN114401524A (zh) 2022-04-26

Family

ID=81225891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111418835.5A Pending CN114401524A (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一种矿山无人化运输的rtk基站监测系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114401524A (zh)

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080122687A1 (en) * 2006-09-21 2008-05-29 Nelson Fredrick W System and method for providing authorization to use corrections provided by an RTK base station
CN102033533A (zh) * 2010-11-22 2011-04-27 浙江大学 一种基于差分gps技术的工业料场实时定位监控系统及方法
CN202261799U (zh) * 2011-06-20 2012-05-30 北京麦格天宝科技发展集团有限公司 一种矿山gps监控调度系统
CN104111464A (zh) * 2014-07-04 2014-10-22 安徽理工大学 煤矿开采地表移动变形自动化监测系统
CN104408972A (zh) * 2014-12-02 2015-03-11 合肥工大高科信息科技股份有限公司 一种基于dgps的矿用车辆防碰撞装置及其控制方法
CN104533528A (zh) * 2015-01-23 2015-04-22 中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司 采用gnss技术的露天矿山精细采矿系统及采矿方法
US20170146990A1 (en) * 2015-11-19 2017-05-25 Caterpillar Inc. Augmented communication and positioning using unmanned aerial vehicles
CN109782226A (zh) * 2019-01-24 2019-05-21 成都优艾维智能科技有限责任公司 一种基于网络rtk的无人机自主循迹定位系统及方法
CN110062331A (zh) * 2019-03-22 2019-07-26 沈阳无距科技有限公司 基站覆盖范围的调度方法、装置,存储介质及电子设备
CN110068849A (zh) * 2019-05-06 2019-07-30 国网山东省电力公司东营供电公司 基于差分定位的输电线路多维形变实时监测方法及系统
CN110794435A (zh) * 2019-10-25 2020-02-14 广州极飞科技有限公司 确定基站运动的方法、装置、基站、rtk系统及存储介质
CN110832885A (zh) * 2018-12-04 2020-02-21 深圳市大疆创新科技有限公司 固定rtk基站的状态提示方法、系统、装置、移动rtk站及终端设备
CN110979398A (zh) * 2019-11-28 2020-04-10 天津津辆实业公司 一种列检作业安全防护系统
CN110979315A (zh) * 2019-12-24 2020-04-10 江苏徐工工程机械研究院有限公司 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
CN111866711A (zh) * 2020-07-03 2020-10-30 上海钧正网络科技有限公司 基于基站的车辆异常挪动管理方法及系统、车辆管理系统
CN112711053A (zh) * 2021-01-15 2021-04-27 千居智人工智能科技昆山有限公司 一种通信网络安全运营自动化监测与预警系统
WO2021088528A1 (zh) * 2019-11-07 2021-05-14 广东工业大学 一种无人车室外驾驶系统
CN113611080A (zh) * 2021-09-01 2021-11-05 兖州煤业股份有限公司 一种车站作业人员安全保障系统
CN113610280A (zh) * 2021-07-21 2021-11-05 江苏徐工工程机械研究院有限公司 一种露天矿山无人化运输的绕障规划系统及方法

Patent Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080122687A1 (en) * 2006-09-21 2008-05-29 Nelson Fredrick W System and method for providing authorization to use corrections provided by an RTK base station
CN102033533A (zh) * 2010-11-22 2011-04-27 浙江大学 一种基于差分gps技术的工业料场实时定位监控系统及方法
CN202261799U (zh) * 2011-06-20 2012-05-30 北京麦格天宝科技发展集团有限公司 一种矿山gps监控调度系统
CN104111464A (zh) * 2014-07-04 2014-10-22 安徽理工大学 煤矿开采地表移动变形自动化监测系统
CN104408972A (zh) * 2014-12-02 2015-03-11 合肥工大高科信息科技股份有限公司 一种基于dgps的矿用车辆防碰撞装置及其控制方法
CN104533528A (zh) * 2015-01-23 2015-04-22 中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司 采用gnss技术的露天矿山精细采矿系统及采矿方法
US20170146990A1 (en) * 2015-11-19 2017-05-25 Caterpillar Inc. Augmented communication and positioning using unmanned aerial vehicles
CN110832885A (zh) * 2018-12-04 2020-02-21 深圳市大疆创新科技有限公司 固定rtk基站的状态提示方法、系统、装置、移动rtk站及终端设备
CN109782226A (zh) * 2019-01-24 2019-05-21 成都优艾维智能科技有限责任公司 一种基于网络rtk的无人机自主循迹定位系统及方法
CN110062331A (zh) * 2019-03-22 2019-07-26 沈阳无距科技有限公司 基站覆盖范围的调度方法、装置,存储介质及电子设备
CN110068849A (zh) * 2019-05-06 2019-07-30 国网山东省电力公司东营供电公司 基于差分定位的输电线路多维形变实时监测方法及系统
CN110794435A (zh) * 2019-10-25 2020-02-14 广州极飞科技有限公司 确定基站运动的方法、装置、基站、rtk系统及存储介质
WO2021088528A1 (zh) * 2019-11-07 2021-05-14 广东工业大学 一种无人车室外驾驶系统
CN110979398A (zh) * 2019-11-28 2020-04-10 天津津辆实业公司 一种列检作业安全防护系统
CN110979315A (zh) * 2019-12-24 2020-04-10 江苏徐工工程机械研究院有限公司 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
CN111866711A (zh) * 2020-07-03 2020-10-30 上海钧正网络科技有限公司 基于基站的车辆异常挪动管理方法及系统、车辆管理系统
CN112711053A (zh) * 2021-01-15 2021-04-27 千居智人工智能科技昆山有限公司 一种通信网络安全运营自动化监测与预警系统
CN113610280A (zh) * 2021-07-21 2021-11-05 江苏徐工工程机械研究院有限公司 一种露天矿山无人化运输的绕障规划系统及方法
CN113611080A (zh) * 2021-09-01 2021-11-05 兖州煤业股份有限公司 一种车站作业人员安全保障系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周云霄;窦银科;潘曜;赵琦;刘慧慧;: "基于RTK技术的极地冰川移动监测系统的试验研究", 太原理工大学学报, no. 04 *
张鹏,栾永健,丁兆丽,辛利国: "GPS-RTK露天矿边坡监测系统的研究", 青岛建筑工程学院学报, no. 02 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110456745B (zh) 一种全自动地下采矿运输系统
US20220082396A1 (en) Tire conditioning optimization for a collection of mining vehicles
US6701300B1 (en) Vehicle allocation system
CN104809878A (zh) 利用公交车gps数据检测城市道路交通异常状态的方法
CN112419703B (zh) 一种无人矿卡路口通行智能调度系统及方法
CN106448267A (zh) 基于车联网的道路交通事故链阻断系统
CN110807917A (zh) 一种基于云计算的高速公路智能安防系统
CN114677054A (zh) 一种基于数字孪生的煤矿井下人员及物资调度方法
CN116501002B (zh) 智慧码头载运危险货物集装箱agv安全诱导配置方法
CN111650918A (zh) 一种垂直电梯全寿命周期运行安全监测系统
CN101807314B (zh) 嵌入式车辆工况混杂异构数据信息实时处理方法
CN116882645A (zh) 一种无人驾驶矿车生产调度方法
CN114565982A (zh) 基于etc的车辆状态监测方法
CN113911175A (zh) 一种城市轨道交通车辆运营调整决策分析方法及装置
CN114401524A (zh) 一种矿山无人化运输的rtk基站监测系统及方法
CN117670182A (zh) 一种基于物联网的物流调度系统
CN116543527A (zh) 一种露天矿山无人化运输卸载区坍塌监测方法及系统
CN113628461B (zh) 交通监管设备及方法
CN115523938A (zh) 交通导航方法、系统、电子设备及存储介质
CN115372932A (zh) 一种单轨吊可行驶性评估及巷道风险预测系统及方法
CN113053119A (zh) 一种基于公交运行历史数据的圈次时间预测方法
CN114492200A (zh) 一种地铁运营应急预案信息化管理系统
CN114492696B (zh) 一种区域标签识别方法、装置、电子设备及存储介质
CN118735302A (zh) 一种基于ai的产业园区的实时感知系统
CN118586799A (zh) 一种同城订单物流配送智能调度方法及系统

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220426

RJ01 Rejection of invention patent application after publication