CN114701526A - 一种自动操控方法及无人操控输电线路轨道运输装备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及输电线路施工技术领域，具体公开一种自动操控方法及无人操控输电线路轨道运输装备，所述方法用于控制运输车在车轨上的行进状态，其包括：获取所述运输车的位置信息，并根据所述位置信息指定所述运输车的初始速度；实时监测所述运输车内物料的重量变化信息和所述运输车前进路径上的障碍物信息；在所述初始速度的基础上，根据所述重量变化信息和障碍物信息对所述运输车的车速进行调节。本发明提供一种自动操控方法及无人操控输电线路轨道运输装备，能实现运输车的机械化监控，降低丢料和撞车风险。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路施工技术领域，尤其涉及一种自动操控方法及无人操控输电线路轨道运输装备。
背景技术
在进行输电线路施工时，常常需要将线材或者工具等从山脚运送至山顶。为了提高运输效率，现已研发出一种输电线路轨道运输装备，其包括从山顶向山脚延伸的车轨、沿所述车轨上下行进的运输车以及控制所述运输车启停的两个遥控器。
以从山脚向山顶输送线材为例，现有输电线路轨道运输装备的工作过程如下：
①开始时，运输车停靠在山脚处，山脚的工人将线材放进运输车后，按下山脚处使用的遥控器的启动按钮，运输车开始沿着车轨往上行进；
②在运输车的行进过程中，山脚和山顶的工人要时刻观察沿途是否有异常情况(例如有行人或者动物等经过，或者有线材从运输车上掉落等)，如果有的话，必须及时按下遥控器的停止按钮，避免事故的发生；
③当运输车抵达山顶后，山顶工人需要按下山顶处的遥控器的停止按钮，待运输车停稳后，再将线材从运输车上取出。
上述过程虽然无需人力搬运，但全程需要人力进行监控和遥控停车，依然十分不便，尤其是当山路的地形复杂时，山顶和山脚处的工人有时候无法观察到车轨的每一个位置，这就可能会存在运输车因未能及时停车而撞到障碍物或者线材从运输车上掉落而未被发觉的情况。
因此，需要对现有输电线路轨道运输装备进行改进，以解决其必须人力监控导致丢料和撞车风险较高的问题。
本背景部分中公开的以上信息仅被包括用于增强本公开内容的背景的理解，且因此可包含不形成对于本领域普通技术人员而言在当前已经知晓的现有技术的信息。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种无人操控输电线路轨道运输装备，能实现运输车的机械化监控，降低丢料和撞车风险。
为达以上目的，一方面，本发明提供一种自动操控方法，包括：
获取所述运输车的位置信息，并根据所述位置信息指定所述运输车的初始速度；
实时监测所述运输车内物料的重量变化信息和所述运输车前进路径上的障碍物信息；
在所述初始速度的基础上，根据所述重量变化信息和障碍物信息对所述运输车的车速进行调节。
可选的，所述获取所述运输车的位置信息，并根据所述位置信息获取所述运输车的初始速度包括：
建立所述车轨的三维模型，根据所述三维模型获取所述车轨各处的坡度；
根据坡度的不同将所述车轨划分为若干种类的轨段；
对不同种类的轨段指定不同的初始速度；
获取所述运输车的位置信息，根据所述位置信息获取所述运输车所处的轨段所属的种类；
根据所述运输车所处的轨段所属的种类指定所述运输车的初始速度。
可选的，所述实时监测所述运输车内物料的重量变化信息和所述运输车前进路径上的障碍物信息包括：
获取所述运输车内物料的重量变化信息；
获取所述运输车的车速：
当所述运输车的车速低于速度阈值时，使用超声波传感器对前进路径上的障碍物进行距离、方位和尺寸监测；
当所述运输车的车速高于速度阈值时，使用激光雷达对前进路径上的障碍物进行距离、方位和尺寸监测；
获取所述运输车前进路径上的障碍物的温度信息和图像信息。
可选的，所述在所述初始速度的基础上，根据所述重量变化信息和障碍物信息对所述运输车的车速进行调节包括：
当所述运输车内物料的重量下降值超过重量变化阈值时，使所述运输车从初始速度减速至停止行进；
根据所述障碍物的距离、方位和尺寸判断所述障碍物是否阻挡所述运输车沿所述车轨行进；若是，
根据所述图像信息和温度信息判断所述障碍物所属的类别；
调用数据库；所述数据库记录有各种类别的障碍物对所述运输车的行进造成的影响等级；
根据所述障碍物对应的影响等级对所述运输车的初始车速进行调整；
当所述运输车行进至终点位置时，使所述运输车减速至停止行进。
另一方面，提供一种无人操控输电线路轨道运输装备，用于执行任一所述的自动操控方法，其包括：
初始赋速装置，用于获取所述运输车的位置信息，并根据所述位置信息指定所述运输车的初始速度；
监测装置，用于实时监测所述运输车内物料的重量变化信息和所述运输车前进路径上的障碍物信息；
调速装置，用于在所述初始速度的基础上，根据所述重量变化信息和障碍物信息对所述运输车的车速进行调节。
可选的，所述初始赋速装置包括：
坡度分析单元，用于：
建立所述车轨的三维模型；
根据所述三维模型获取所述车轨各处的坡度，并根据坡度的不同将所述车轨划分为若干种类的轨段；
对不同种类的轨段指定不同的初始速度；
定位单元，用于获取所述运输车的位置信息，根据所述位置信息获取所述运输车所处的轨段所属的种类；
赋速单元，用于根据所述运输车所处的轨段所属的种类指定所述运输车的初始速度。
可选的，所述监测装置包括：
称重器，用于获取所述运输车内物料的重量变化信息；
测速器，用于获取所述运输车的车速：
超声波传感器，用于当所述运输车的车速低于速度阈值时，对前进路径上的障碍物进行距离、方位和尺寸监测；
激光雷达，用于当所述运输车的车速高于速度阈值时，对前进路径上的障碍物进行距离、方位和尺寸监测；
红外传感器，用于获取所述运输车前进路径上的障碍物的温度信息；
摄像头，用于获取所述运输车前进路径上的障碍物的图像信息。
可选的，所述调速装置包括：
丢料制动单元，用于当所述运输车内物料的重量下降值超过重量变化阈值时，使所述运输车从初始速度减速至停止行进；
调速单元，用于：
根据所述障碍物的距离、方位和尺寸判断所述障碍物是否阻挡所述运输车沿所述车轨行进；若是，
根据所述图像信息和温度信息判断所述障碍物所属的类别；
调用数据库；所述数据库记录有各种类别的障碍物对所述运输车的行进造成的影响等级；
根据所述障碍物对应的影响等级对所述运输车的初始车速进行调整；
驻车单元，用于当所述运输车行进至终点位置时，使所述运输车减速至停止行进。
本发明的有益效果在于，提供一种自动操控方法及无人操控输电线路轨道运输装备，具备以下优点：
①根据所述位置信息指定所述运输车的初始速度，保证运输车的平稳可靠运行；
②在所述初始速度的基础上，根据重量变化信息和障碍物信息对所述运输车的车速进行调节，保证运输车行车的安全性；
③全程自动化对运输车的车速进行机械化监控调节，降低丢料和撞车风险。
附图说明
为了更清楚地说明本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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例一提供的自动操控方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的无人操控输电线路轨道运输装备的结构框图。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例提供一种自动操控方法，适用于输电线路施工领域中使用运输车沿车轨进行物料运输的应用场景，运输车能根据实际运行的周边环境自动化加减速控制，到达终点后自动驻车，有效降低丢料和撞车风险，所述自动操控方法由一种无人操控输电线路轨道运输装备来执行，通过软件和/或硬件实现。
图1是本实施例一提供的自动操控方法的流程图。
参见图1，所述自动操控方法包括如下步骤：
S10：获取所述运输车的位置信息，并根据所述位置信息指定所述运输车的初始速度。
本实施例中，步骤S10包括：
S101：根据车轨的形状和尺寸等信息在三维建模软件中建立所述车轨的三维模型，方便对所述车轨的参数信息进行电子化处理；然后就可以通过所述三维模型获取所述车轨各处的坡度；
S102：根据坡度的不同将所述车轨划分为若干种类的轨段；
S103：对不同种类的轨段指定不同的初始速度；
S104：获取所述运输车的位置信息，根据所述位置信息获取所述运输车所处的轨段所属的种类；
S105：根据所述运输车所处的轨段所属的种类指定所述运输车的初始速度。
可以理解的是，山地的地形复杂，车轨往往不是平直地从山脚向山顶延伸的，中间可能会经过若干次上下起伏的过程，因此，车轨可能会存在上坡、下坡和平路等三种种类：
当运输车在上坡或者下坡的轨段运行时，指定运输车以较小的初始速度和较大的力矩运行；
当运输车在平直的轨段运行时，指定运输车以较大的初始速度和较小的力矩运行。
如此设置可以保证运输车行进过程中的可靠性和稳定性，不易出现超速导致脱轨和力矩不足导致倒车的情况。
进一步地，也可以将上坡和下坡进行细化的档位划分，例如分别为坡度为0°～15°、15°～30°、30°～60°等不同档位指定不同的初始速度，本发明对此不作限定。
S20：实时监测所述运输车内物料的重量变化信息和所述运输车前进路径上的障碍物信息。
本实施例中，步骤S20包括：
S201：获取所述运输车内物料的重量变化信息；
S202：获取所述运输车的车速：
当所述运输车的车速低于速度阈值(速度阈值可以根据需要自行设定)时，使用超声波传感器对前进路径上的障碍物进行距离、方位和尺寸监测；可以理解的是，超声波传感器的检测成本较低，低速时使用超声波传感器可以有效降低检测成本；
当所述运输车的车速高于速度阈值时，使用激光雷达对前进路径上的障碍物进行距离、方位和尺寸监测；可以理解的是，激光雷达的检测延迟较低，高速时使用激光雷达可以有效降低延迟，提高检测精度和速度；
S203：获取所述运输车前进路径上的障碍物的温度信息和图像信息.
S30：在所述初始速度的基础上，根据所述重量变化信息和障碍物信息对所述运输车的车速进行调节。
本实施例中，步骤S30包括：
S301：当所述运输车内物料的重量下降值超过重量变化阈值(重量变化阈值可以根据需要自行设定)时，说明部分物料已经从运输车中掉落，此时可以使所述运输车从初始速度减速至停止行进，工作人员将掉落的物料放回运输车后，再次手动启动运输车；
S302：根据所述障碍物的距离、方位和尺寸判断所述障碍物是否阻挡所述运输车沿所述车轨行进；若否，运输车保持原来的车速行进；若是，则执行步骤S303～S306；
S303：根据所述图像信息和温度信息判断所述障碍物所属的类别；
具体地，通过视觉识别技术可以判断出障碍物属于树叶、石头、行人或者动物等，根据不同的类别，可以采取不同的调速措施。
进一步地，山林间的动物种类繁多，而且奔跑速度很快，单纯依靠图像识别可能会出现较多的误操作，因此，本实施例增设温度信息检测，可以通过红外检测技术获取障碍物的体表温度，若温度处于37℃左右，可以判定为行人，当然，也可以根据不同的物种提供更多的温度对应的物种，当障碍物的体表温度线绕高于环境温度时，可以初步判断为活体生物，然后结合图像信息，可以进一步判定障碍物到底为动物还是烟头之类的死物。
S304：调用数据库；所述数据库记录有各种类别的障碍物对所述运输车的行进造成的影响等级；
本实施例中，影响等级划分为严重、一般和较低。具体地：
撞上后会使运输车损毁的障碍物，对应的影响等级为严重；
撞上后不会使运输车损毁，但容易因被撞飞而伤害行人的障碍物，对应的影响等级为一般；
撞上后不会使运输车损毁，也不会因被撞飞而伤害行人的障碍物，对应的影响等级为较低。
于一些其它的实施例中，也可以使用其它的划分方式。
S305：根据所述障碍物对应的影响等级对所述运输车的初始车速进行调整；
可以理解的是，不同的障碍物，应当采取不同的调速措施，例如：
若障碍物属于尺寸较大的石块或者例如白兔等动物，障碍物对所述运输车的行进造成的影响等级属于严重，应当将运输车车速调节至停止；
若障碍物属于尺寸较小的石块或者树枝等，虽然即便运输车撞上障碍物也不会影响运输车的正常行进，但障碍物被撞后可能会飞溅到周边的行人或者动物，因此，此时的障碍物对所述运输车的行进造成的影响等级属于一般，应当使将运输车车速降低；
若障碍物属于纸片或者树叶等，即便运输车撞上障碍物也不会影响运输车的正常行进，且障碍物被撞后对周边行人或者动物的影响较低，因此，此时的障碍物对所述运输车的行进造成的影响等级属于较低，运输车车可以保持当前车速行进。
S306：当所述运输车行进至终点位置时，使所述运输车减速至停止行进。
可以通过GPS技术或者近场通信技术等确定运输车在车轨的位置，当运输车行进至终点位置(山顶或者山脚的停车位)时，控制运输车自动停车，无需人力按下遥控器的停止按钮，提高便捷性。
本实施例提供的自动操控方法，具备以下优点：
①根据所述位置信息指定所述运输车的初始速度，保证运输车的平稳可靠运行；
②在所述初始速度的基础上，根据重量变化信息和障碍物信息对所述运输车的车速进行调节，保证运输车行车的安全性；
③全程自动化对运输车的车速进行机械化监控调节，降低丢料和撞车风险。
实施例二
本实施例提供的无人操控输电线路轨道运输装备可用于执行本发明的实施例提供的自动操控方法，具备相应的功能和有益效果。
图2是本实施例二提供的无人操控输电线路轨道运输装备的结构框图。
参见图2，一种无人操控输电线路轨道运输装备，包括从山顶向山脚延伸的车轨、在车轨上行进以进行物料输送的运输车、初始赋速装置1、监测装置2和调速装置3。
其中：
初始赋速装置1用于获取所述运输车的位置信息，并根据所述位置信息指定所述运输车的初始速度；
监测装置2用于实时监测所述运输车内物料的重量变化信息和所述运输车前进路径上的障碍物信息；
调速装置3用于在所述初始速度的基础上，根据所述重量变化信息和障碍物信息对所述运输车的车速进行调节。
可选的，所述初始赋速装置1包括：
坡度分析单元101，用于：
建立所述车轨的三维模型；
根据所述三维模型获取所述车轨各处的坡度，并根据坡度的不同将所述车轨划分为若干种类的轨段；
对不同种类的轨段指定不同的初始速度；
定位单元102，用于获取所述运输车的位置信息，根据所述位置信息获取所述运输车所处的轨段所属的种类；可选的，所述定位单元为GPS传感器；
赋速单元103，用于根据所述运输车所处的轨段所属的种类指定所述运输车的初始速度。
可选的，所述监测装置2包括：
称重器201，用于获取所述运输车内物料的重量变化信息；
测速器202，用于获取所述运输车的车速：可选的，所述测速器为安装于运输车的车轮上的转速传感器；
超声波传感器203，用于当所述运输车的车速低于速度阈值时，对前进路径上的障碍物进行距离、方位和尺寸监测；
激光雷达204，用于当所述运输车的车速高于速度阈值时，对前进路径上的障碍物进行距离、方位和尺寸监测；
红外传感器205，用于获取所述运输车前进路径上的障碍物的温度信息；
摄像头206，用于获取所述运输车前进路径上的障碍物的图像信息。
可选的，所述调速装置3包括：
丢料制动单元301，用于当所述运输车内物料的重量下降值超过重量变化阈值时，使所述运输车从初始速度减速至停止行进；
调速单元302，用于：
根据所述障碍物的距离、方位和尺寸判断所述障碍物是否阻挡所述运输车沿所述车轨行进；若是，
根据所述图像信息和温度信息判断所述障碍物所属的类别；
调用数据库；所述数据库记录有各种类别的障碍物对所述运输车的行进造成的影响等级；
根据所述障碍物对应的影响等级对所述运输车的初始车速进行调整；
驻车单元303，用于当所述运输车行进至终点位置时，使所述运输车减速至停止行进；可选的，所述驻车单元包括限位器和电磁刹车机构。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统，单元，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的所有实施例仅仅是示意性的，例如，上述单元或者模块等的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元、模块以及组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个计算机可读存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，笔记本，或者其他电子设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上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精神和范围。
Claims (8)
1.一种自动操控方法，用于控制运输车在车轨上的行进状态，其特征在于，包括：
获取所述运输车的位置信息，并根据所述位置信息指定所述运输车的初始速度；
实时监测所述运输车内物料的重量变化信息和所述运输车前进路径上的障碍物信息；
在所述初始速度的基础上，根据所述重量变化信息和障碍物信息对所述运输车的车速进行调节。
2.根据权利要求1所述的自动操控方法，其特征在于，所述获取所述运输车的位置信息，并根据所述位置信息获取所述运输车的初始速度包括：
建立所述车轨的三维模型，根据所述三维模型获取所述车轨各处的坡度；
根据坡度的不同将所述车轨划分为若干种类的轨段；
对不同种类的轨段指定不同的初始速度；
获取所述运输车的位置信息，根据所述位置信息获取所述运输车所处的轨段所属的种类；
根据所述运输车所处的轨段所属的种类指定所述运输车的初始速度。
3.根据权利要求2所述的自动操控方法，其特征在于，所述实时监测所述运输车内物料的重量变化信息和所述运输车前进路径上的障碍物信息包括：
获取所述运输车内物料的重量变化信息；
获取所述运输车的车速：
当所述运输车的车速低于速度阈值时，使用超声波传感器对前进路径上的障碍物进行距离、方位和尺寸监测；
当所述运输车的车速高于速度阈值时，使用激光雷达对前进路径上的障碍物进行距离、方位和尺寸监测；
获取所述运输车前进路径上的障碍物的温度信息和图像信息。
4.根据权利要求3所述的自动操控方法，其特征在于，所述在所述初始速度的基础上，根据所述重量变化信息和障碍物信息对所述运输车的车速进行调节包括：
当所述运输车内物料的重量下降值超过重量变化阈值时，使所述运输车从初始速度减速至停止行进；
根据所述障碍物的距离、方位和尺寸判断所述障碍物是否阻挡所述运输车沿所述车轨行进；若是，
根据所述图像信息和温度信息判断所述障碍物所属的类别；
调用数据库；所述数据库记录有各种类别的障碍物对所述运输车的行进造成的影响等级；
根据所述障碍物对应的影响等级对所述运输车的初始车速进行调整；
当所述运输车行进至终点位置时，使所述运输车减速至停止行进。
5.一种无人操控输电线路轨道运输装备，用于执行权利要求1～4任一项所述的自动操控方法，其特征在于，包括：
初始赋速装置，用于获取所述运输车的位置信息，并根据所述位置信息指定所述运输车的初始速度；
监测装置，用于实时监测所述运输车内物料的重量变化信息和所述运输车前进路径上的障碍物信息；
调速装置，用于在所述初始速度的基础上，根据所述重量变化信息和障碍物信息对所述运输车的车速进行调节。
6.根据权利要求5所述的无人操控输电线路轨道运输装备，其特征在于，所述初始赋速装置包括：
坡度分析单元，用于：
建立所述车轨的三维模型；
根据所述三维模型获取所述车轨各处的坡度，并根据坡度的不同将所述车轨划分为若干种类的轨段；
对不同种类的轨段指定不同的初始速度；
定位单元，用于获取所述运输车的位置信息，根据所述位置信息获取所述运输车所处的轨段所属的种类；
赋速单元，用于根据所述运输车所处的轨段所属的种类指定所述运输车的初始速度。
7.根据权利要求6所述的自动操控方法，其特征在于，所述监测装置包括：
称重器，用于获取所述运输车内物料的重量变化信息；
测速器，用于获取所述运输车的车速：
超声波传感器，用于当所述运输车的车速低于速度阈值时，对前进路径上的障碍物进行距离、方位和尺寸监测；
激光雷达，用于当所述运输车的车速高于速度阈值时，对前进路径上的障碍物进行距离、方位和尺寸监测；
红外传感器，用于获取所述运输车前进路径上的障碍物的温度信息；
摄像头，用于获取所述运输车前进路径上的障碍物的图像信息。
8.根据权利要求7所述的自动操控方法，其特征在于，所述调速装置包括：
丢料制动单元，用于当所述运输车内物料的重量下降值超过重量变化阈值时，使所述运输车从初始速度减速至停止行进；
调速单元，用于：
根据所述障碍物的距离、方位和尺寸判断所述障碍物是否阻挡所述运输车沿所述车轨行进；若是，
根据所述图像信息和温度信息判断所述障碍物所属的类别；
调用数据库；所述数据库记录有各种类别的障碍物对所述运输车的行进造成的影响等级；
根据所述障碍物对应的影响等级对所述运输车的初始车速进行调整；
驻车单元，用于当所述运输车行进至终点位置时，使所述运输车减速至停止行进。
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