CN116119385A - 一种数字化煤场无人值守控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字化煤场无人值守控制系统及其控制方法。控制系统包括设置在煤场内的左煤区轨道巡检机器人；左煤区轨道巡检机器人设置在左煤区轨道上，左煤区轨道一侧设置有左煤区第一无线基站；控制系统还包括设置在煤场内于左煤区轨道巡检机器人对向设置的右煤区轨道巡检机器人；右煤区轨道巡检机器人设置在右煤区轨道上；右煤区轨道一侧设置有右煤区第一无线基站；左煤区轨道和右煤区轨道之间的煤场内设置有斗轮机行走轨道；斗轮机行走轨道上部设置有斗轮机；斗轮机本体上设置有斗轮机本体UWB定位标签，斗轮机前端堆取料臂上设置有堆取料臂UWB定位标签。采用全新的控制理念，简化了系统实现和维护难度，提高了系统智能化水平。

Description

一种数字化煤场无人值守控制系统及其控制方法

技术领域

本发明属于数字化煤场技术领域，具体涉及一种数字化煤场无人值守控制系统及其控制方法。

背景技术

发电厂等用煤大户，都有自己的煤场，为响应国家环保要求，露天煤场逐步实现封闭化改造。对于封闭煤场，需要对其温度、有毒有害气体、粉尘浓度、烟雾、进出煤情况、安全作业情况等进行全方位监测，传统的人工为主导的煤场作业模式和独立功能的监测系统已难以满足新形势下数字化、智能化和高效绿色节能的转型需求。

现有技术煤场监测多为独立功能，封闭煤场安全监测系统只负责对封闭煤场内的温度、有毒有害气体、粉尘浓度、烟雾等进行监测报警，煤场自动盘煤系统只负责煤场内煤堆体积盘点，斗轮机无人值守系统只负责斗轮机无人值守控制，而且斗轮机无人值守系统的自动避障、实时堆取料体积盘点、行程测量、回程测量等均需要在斗轮机上安装大量的传感器实现功能，功能实现复杂，故障率高，维护困难。三个独立系统各自独立工作，只能通过集控室上位机软件集成、协调。

发明内容

本发明提供了一种数字化煤场无人值守控制系统及其控制方法，该控制系统和控制方法的使用可以将煤场安全监测、自动在线盘煤以及斗轮机无人值守功能融合为一体。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数字化煤场无人值守控制系统，所述控制系统包括设置在煤场内的左煤区轨道巡检机器人；所述左煤区轨道巡检机器人设置在左煤区轨道上，并可沿左煤区轨道往复运动；所述左煤区轨道一侧设置有左煤区第一无线基站；所述控制系统还包括设置在煤场内于所述左煤区轨道巡检机器人对向设置的右煤区轨道巡检机器人；所述右煤区轨道巡检机器人设置在右煤区轨道上，并可沿右煤区轨道往复运动；所述右煤区轨道一侧设置有右煤区第一无线基站；所述左煤区轨道和右煤区轨道之间的煤场内设置有斗轮机行走轨道；所述斗轮机行走轨道上部设置有斗轮机；所述斗轮机本体上设置有斗轮机本体UWB定位标签，斗轮机前端堆取料臂上设置有堆取料臂UWB定位标签。

优选的，所述左煤区轨道一侧还设置有左煤区第二无线基站；所述右煤区轨道一侧还设置有右煤区第二无线基站。

优选的，所述控制系统根据煤场大小，对无线基站的数量进行相应增加。

优选的，所述控制系统还包括机器人检修平台、无线充电站、现场控制柜和上位机监控平台；所述斗轮机包括设置在堆取料臂前端的斗轮和设置在斗轮机后端的配重臂。

优选的，所述左煤区轨道巡检机器人和右煤区轨道巡检机器人都包括有机器人本体；所述机器人本体上设置有运行指示灯和电源开关；所述机器人本体上还设置有航空插座和传感器底板；所述传感器底板下部安装有烟雾传感器、粉尘传感器、一氧化碳传感器和甲烷传感器；所述机器人本体上还设置有云台；所述云台上安装有高清摄像机和红外热成像仪；所述机器人本体上设置有无线数传模块天线。

优选的，所述机器人本体上还设置有激光扫描仪。

优选的，所述机器人本体上还设置有无线充电接收器和接近开关。

优选的，所述机器人本体内部设置有行程传感器。

优选的，所述机器人本体后端安装有后超声波测距传感器和后急停开关；所述机器人本体前端安装有前超声波测距传感器和前急停开关。

一种数字化煤场无人值守控制系统的控制方法，包括如下方法：

S1：当斗轮机未收到新堆取料作业任务时：

斗轮机通过内部控制器自动将堆取料臂旋转至与斗轮机行走轨道平行的位置；

左煤区轨道巡检机器人和右煤区轨道巡检机器人开始沿各自轨道往复行走进行巡检，通过机器人本体上设置的传感器底板上集成的烟雾传感器、粉尘传感器、一氧化碳传感器、甲烷传感器、高清摄像机和红外热成像仪实现煤场全区域安全监测功能；

并且通过给机器人发送的定时盘煤指令，在机器人进行安全监测巡检的同时，定时启动激光扫描仪，实现煤堆定时盘点功能；

S2：当斗轮机收到新的堆取料作业任务后：

斗轮机自动行驶至堆取料作业任务单中规定的斗轮机行走轨道的对应位置，在斗轮机行驶过程中，轨道巡检机器人退出沿轨道往复巡检任务，启动激光扫描仪，根据斗轮机实时位置保持在斗轮机前方，随斗轮机同步移动，对斗轮机前方区域进行实时激光扫描，实现斗轮机行走过程中的自动避障，斗轮机行驶至要求位置后，将堆取料臂旋转至需要堆取料的对应煤区位置，开始堆取料作业；

此时如果斗轮机要在左煤区堆取料，则左煤区轨道巡检机器人行驶至斗轮机的堆取料臂作业区域上方，而右煤区轨道巡检机器人行驶至斗轮机的配重臂区域上方；如果斗轮机要在右煤区堆取料，则右煤区轨道巡检机器人行驶至斗轮机的堆取料臂作业区域上方，而左煤区轨道巡检机器人行驶至斗轮机的配重臂区域上方；

斗轮机堆取料臂上方的轨道巡检机器人启动激光扫描仪，对斗轮周边作业区域进行扫描轮廓识别，实时更新堆取煤的体积并进行上传，通过三维建模实时显示煤场内煤堆的堆取状态；并且轨道巡检机器人通过对激光扫描仪扫描出的轮廓进行识别提取，提取出斗轮处煤堆的料高、斗轮机堆取料臂高度信息，以及进入斗轮作业范围内的障碍物轮廓，当斗轮机的堆取料臂和斗轮高度接近碰撞报警区域时，轨道巡检机器人向斗轮机发出报警，提示斗轮机对堆取料臂和斗轮进行防碰撞避障控制，斗轮机根据接收的防碰撞信息，并结合堆取料臂UWB定位标签空间坐标定位信息，执行防碰撞动作；相同的，当外部障碍物进入堆取料臂和斗轮避障作业区域的报警范围内后，轨道巡检机器人向斗轮机发送紧急避障信息，斗轮机执行自动避障动作；

配重臂区域上方的轨道巡检机器人同步启动激光扫描仪，对配重臂区域内有效范围的煤区进行三维扫描，同时对配重臂范围内的障碍物进行识别，向斗轮机发出配重臂避障信息；

同时高清摄像机向下俯视，实时监测斗轮机堆取料臂作业状态和安全状态、斗轮机机身前后方位安全状态、斗轮机配重臂周边安全状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.通过轨道巡检机器人进行堆煤区的巡检，且通过机器人上设置的传感器，在巡检的同时实现煤场安全监测和盘煤功能，解决了现有煤场安全监测需要在煤场间隔一定距离布置多套传感器，每套传感器只能测量安装点位置的气体浓度，无法实现全区域测量的难题；

2. 因机器人只需搭载一套传感器系统，无需在煤场间隔布置许多套传感器设备，节省了煤场安全监测成本和维护难度；

3.斗轮机的运行进行自动控制并进行自动避障处理，通过采用全新的控制理念，不需要再在斗轮机上布置大量的用于实现料高检测、障碍物自动避障、实时堆取料轮廓扫描等功能的传感器，大大简化了系统实现和维护难度，提高了系统智能化水平和可靠性。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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公开的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明控制系统整体图；

图2为本发明控制系统轨道巡检机器人第一放大图；

图3为本发明控制系统轨道巡检机器人第二放大图；

图4为本发明控制系统UWB无线定位示意图；

图5为本发明控制系统工作状态示意图；

图中：1、左煤区轨道巡检机器人，2、左煤区轨道，3、左煤区第一无线基站，4、左煤区第二无线基站，5、右煤区轨道巡检机器人，6、右煤区轨道，7、右煤区第一无线基站，8、右煤区第二无线基站，9、堆取料臂UWB定位标签，10、斗轮机，11、斗轮机本体UWB定位标签，12、斗轮机行走轨道，13、斗轮，14、堆取料臂，15、配重臂，101、机器人本体，102、后超声波测距传感器，103、后急停开关，104、运行指示灯，105、电源开关，106、航空插座，107、烟雾传感器，108、粉尘传感器，109、一氧化碳传感器，110、甲烷传感器，111、高清摄像机，112、云台，113、红外热成像仪，114、传感器底板，115、无线数传模块天线，116、前急停开关，117、前超声波测距传感器，118、激光扫描仪，119、无线充电接收器，120、接近开关。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种数字化煤场无人值守控制系统，控制系统包括设置在煤场内的左煤区轨道巡检机器人1；左煤区轨道巡检机器人1设置在左煤区轨道2上，并可沿左煤区轨道2往复运动；左煤区轨道2一侧设置有左煤区第一无线基站3；控制系统还包括设置在煤场内于左煤区轨道巡检机器人1对向设置的右煤区轨道巡检机器人5；右煤区轨道巡检机器人5设置在右煤区轨道6上，并可沿右煤区轨道6往复运动；右煤区轨道6一侧设置有右煤区第一无线基站7；左煤区轨道2和右煤区轨道6之间的煤场内设置有斗轮机行走轨道12；斗轮机行走轨道12上部设置有斗轮机10；斗轮机10本体上设置有斗轮机本体UWB定位标签11，斗轮机10前端堆取料臂上设置有堆取料臂UWB定位标签9。

利用轨道巡检机器人和斗轮机10上的UWB定位标签对整个煤场进行无人值守的控制，将煤场安全监测、自动在线盘煤、斗轮机无人值守功能融合为一体。其中左煤区轨道2和右煤区轨道6均为工字型型材轨道，分别安装在斗轮机10左右煤区上方的检修马道上，而左煤区轨道巡检机器人1和右煤区轨道巡检机器人5分别设置在对应的轨道上，并且在左右检修马道上分别设置有无线基站，无线基站内含无线AP和UWB定位基站，用于轨道巡检机器人无线通信和斗轮机UWB标签定位，而无线基站均通过光纤连接至现场控制柜。UWB定位即超宽带定位，超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有收发时间短、抗多径效果好、系统安全性高、整体功耗低等优点。斗轮机10上安装有两个UWB定位标签，分别为堆取料臂UWB定位标签9和斗轮机本体UWB定位标签11，用于对斗轮机堆取料臂14和机身进行精确空间定位。轨道巡检机器人通过安装在煤棚顶部马道下方的工字轨道来回行走，实现机器人正下方的堆煤区域巡检。

无线基站内的UWB定位基站组成煤场无线定位基站网络，接收斗轮机堆取料臂UWB定位标签9和斗轮机本体UWB定位标签11发出的位置信息，并传输至现场控制柜内的工控机进行解析，计算出煤场坐标系下的三维坐标，供无人值守控制时使用。

左煤区轨道2一侧还设置有左煤区第二无线基站4；右煤区轨道6一侧还设置有右煤区第二无线基站8。控制系统根据煤场大小，对无线基站的数量进行相应增加。根据煤场的大小，可以相应的增加无线基站的数量。

控制系统还包括机器人检修平台、无线充电站、现场控制柜和上位机监控平台；斗轮机10包括设置在堆取料臂14前端的斗轮13和设置在斗轮机10后端的配重臂15。其中现场控制柜具有巡检机器人控制、斗轮机UWB定位算法解析、机器人和斗轮机空间坐标系计算等功能。

左煤区轨道巡检机器人1和右煤区轨道巡检机器人5都包括有机器人本体101；机器人本体101上设置有运行指示灯104和电源开关105；机器人本体101上还设置有航空插座106和传感器底板114；传感器底板114下部安装有烟雾传感器107、粉尘传感器108、一氧化碳传感器109和甲烷传感器110；机器人本体101上还设置有云台112；云台112上安装有高清摄像机111和红外热成像仪113；机器人本体101上设置有无线数传模块天线115。

机器人后侧面板设计有运行指示灯104、电源开关105和航空插头106。运行指示灯104用于指示机器人运行状态、通信状态、电池状态、传感器状态和报警状态。航空插头106包括传感器组通信接口、电源接口、机器人调试接口和功能扩展接口。

轨道巡检机器人主要包括机器人本体101和传感器底板114，传感器底板114固定在机器人本体101下方，传感器底板114上集成有烟雾传感器107、粉尘传感器108、一氧化碳传感器109、甲烷传感器110和云台112，云台搭载有高清摄像机111和红外热成像仪113，通过机器人行走巡检，实现煤场全区域安全监测功能。机器人搭载有带云台的高清摄像机111和红外热成像仪113，通过机器人行走巡检，可实现整个煤场区域连续的视频监控和红外热成像测温，因机器人与煤堆表面的距离较短，可保证红外热成像仪的测温精度，解决了现有煤场安全监测系统只能测量摄像机和红外热成像仪安装位置所在区域的视频和红外温度信息的难题。

在机器人内部安装有无线数传模块，无线数传模块天线115从机器人右侧面引出。无线数传模块与无线基站内的无线AP组网通信，并通过光纤将数据从无线基站传输至现场控制柜和集控室上位机监控平台。

机器人本体101上还设置有激光扫描仪118。机器人前侧下方搭载有激光扫描仪118，用于煤场盘煤作业，通过机器人行走，可扫描出煤堆表面轮廓，通过现场控制柜内的工控机或者集控室远程上位机软件，计算出煤场煤堆的体积和重量。

机器人本体101上还设置有无线充电接收器119和接近开关120。机器人本体101采用电池供电方式，当机器人巡检结束后返回轨道起始端利用无线充电站进行无线充电。在机器人左侧面安装有无线充电接收器119和接近开关120，接近开关120用于无线充电时辅助定位。

机器人本体101内部设置有行程传感器。机器人通过内部的行程传感器，可实时测量机器人相对轨道的绝对位移，通过现场控制柜，可计算出煤场坐标系下的三维坐标，供无人值守控制时使用。

轨道巡检机器人通过自身的行程传感器，实现机器人的精准定位。通过UWB无线定位系统，实现斗轮机堆取料臂14和机身的精准定位。通过将机器人定位坐标和斗轮机UWB定位坐标融合，并转换成煤场全局空间坐标系，可得到机器人和斗轮机的绝对位置。当斗轮机进行堆取料作业时，机器人根据获得的斗轮机在煤场全局空间坐标系的绝对位置和机器人自身的绝对位置信息，自动行驶至斗轮机堆取料臂14和配重臂15上方，通过机器人搭载的激光扫描仪118对斗轮机作业区域进行三维扫描，通过扫描获得的三维点云数据，提取出煤堆轮廓和障碍物信息，实现斗轮机自动避障和实时盘煤功能。通过采用全新的控制理念，不需要再在斗轮机上布置大量的用于实现料高检测、障碍物自动避障、实时堆取料轮廓扫描等功能的传感器，大大简化了系统实现和维护难度，提高了系统智能化水平和可靠性。

机器人本体101后端安装有后超声波测距传感器102和后急停开关103；机器人本体101前端安装有前超声波测距传感器117和前急停开关116。机器人前后侧面分别安装有前超声波测距传感器117、前急停开关116、后超声波测距传感器102和后急停开关103，超声波测距传感器用于机器人本体101避障，当前后方有障碍物时及时停止行驶，急停开关用于机器人出现故障时紧急停止。

数字化煤场无人值守控制系统的控制方法，包括如下方法：

S1：当斗轮机10未收到新堆取料作业任务时：

斗轮机10通过内部控制器自动将堆取料臂旋转至与斗轮机行走轨道12平行的位置；

左煤区轨道巡检机器人1和右煤区轨道巡检机器人5开始沿各自轨道往复行走进行巡检，通过机器人本体101上设置的传感器底板114上集成的烟雾传感器107、粉尘传感器108、一氧化碳传感器109、甲烷传感器110、高清摄像机111和红外热成像仪113实现煤场全区域安全监测功能；

并且通过给机器人发送的定时盘煤指令，在机器人进行安全监测巡检的同时，定时启动激光扫描仪118，实现煤堆定时盘点功能；

S2：当斗轮机10收到新的堆取料作业任务后：

斗轮机10自动行驶至堆取料作业任务单中规定的斗轮机行走轨道12的对应位置，在斗轮机10行驶过程中，轨道巡检机器人退出沿轨道往复巡检任务，启动激光扫描仪118，根据斗轮机实时位置保持在斗轮机前方，随斗轮机同步移动，对斗轮机前方区域进行实时激光扫描，实现斗轮机行走过程中的自动避障，斗轮机行驶至要求位置后，将堆取料臂旋转至需要堆取料的对应煤区位置，开始堆取料作业；

此时如果斗轮机10要在左煤区堆取料，则左煤区轨道巡检机器人1行驶至斗轮机10的堆取料臂14作业区域上方，而右煤区轨道巡检机器人5行驶至斗轮机的配重臂15区域上方；如果斗轮机10要在右煤区堆取料，则右煤区轨道巡检机器人5行驶至斗轮机10的堆取料臂14作业区域上方，而左煤区轨道巡检机器人1行驶至斗轮机的配重臂15区域上方；

斗轮机堆取料臂14上方的轨道巡检机器人启动激光扫描仪118，对斗轮13周边作业区域进行扫描轮廓识别，实时更新堆取煤的体积并进行上传，通过三维建模实时显示煤场内煤堆的堆取状态；并且轨道巡检机器人通过对激光扫描仪118扫描出的轮廓进行识别提取，提取出斗轮13处煤堆的料高、斗轮机堆取料臂高度信息，以及进入斗轮13作业范围内的障碍物轮廓，当斗轮机10的堆取料臂14和斗轮13高度接近碰撞报警区域时，轨道巡检机器人向斗轮机10发出报警，提示斗轮机对堆取料臂14和斗轮13进行防碰撞避障控制，斗轮机根据接收的防碰撞信息，并结合堆取料臂UWB定位标签9空间坐标定位信息，执行防碰撞动作；相同的，当外部障碍物进入堆取料臂14和斗轮13避障作业区域的报警范围内后，轨道巡检机器人向斗轮机发送紧急避障信息，斗轮机执行自动避障动作；

配重臂15区域上方的轨道巡检机器人同步启动激光扫描仪118，对配重臂15区域内有效范围的煤区进行三维扫描，同时对配重臂15范围内的障碍物进行识别，向斗轮机10发出配重臂15避障信息；

同时高清摄像机111向下俯视，实时监测斗轮机堆取料臂作业状态和安全状态、斗轮机机身前后方位安全状态、斗轮机配重臂周边安全状态。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种数字化煤场无人值守控制系统，其特征在于：所述控制系统包括设置在煤场内的左煤区轨道巡检机器人（1）；所述左煤区轨道巡检机器人（1）设置在左煤区轨道（2）上，并可沿左煤区轨道（2）往复运动；所述左煤区轨道（2）一侧设置有左煤区第一无线基站（3）；所述控制系统还包括设置在煤场内于所述左煤区轨道巡检机器人（1）对向设置的右煤区轨道巡检机器人（5）；所述右煤区轨道巡检机器人（5）设置在右煤区轨道（6）上，并可沿右煤区轨道（6）往复运动；所述右煤区轨道（6）一侧设置有右煤区第一无线基站（7）；所述左煤区轨道（2）和右煤区轨道（6）之间的煤场内设置有斗轮机行走轨道（12）；所述斗轮机行走轨道（12）上部设置有斗轮机（10）；所述斗轮机（10）本体上设置有斗轮机本体UWB定位标签（11），斗轮机（10）前端堆取料臂上设置有堆取料臂UWB定位标签（9）。

2.根据权利要求1所述的一种数字化煤场无人值守控制系统，其特征在于：所述左煤区轨道（2）一侧还设置有左煤区第二无线基站（4）；所述右煤区轨道（6）一侧还设置有右煤区第二无线基站（8）。

3.根据权利要求1所述的一种数字化煤场无人值守控制系统，其特征在于：所述控制系统根据煤场大小，对无线基站的数量进行相应增加。

4.根据权利要求1所述的一种数字化煤场无人值守控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括机器人检修平台、无线充电站、现场控制柜和上位机监控平台；所述斗轮机（10）包括设置在堆取料臂（14）前端的斗轮（13）和设置在斗轮机（10）后端的配重臂（15）。

5.根据权利要求1所述的一种数字化煤场无人值守控制系统，其特征在于：所述左煤区轨道巡检机器人（1）和右煤区轨道巡检机器人（5）都包括有机器人本体（101）；所述机器人本体（101）上设置有运行指示灯（104）和电源开关（105）；所述机器人本体（101）上还设置有航空插座（106）和传感器底板（114）；所述传感器底板（114）下部安装有烟雾传感器（107）、粉尘传感器（108）、一氧化碳传感器（109）和甲烷传感器（110）；所述机器人本体（101）上还设置有云台（112）；所述云台（112）上安装有高清摄像机（111）和红外热成像仪（113）；所述机器人本体（101）上设置有无线数传模块天线（115）。

6.根据权利要求5所述的一种数字化煤场无人值守控制系统，其特征在于：所述机器人本体（101）上还设置有激光扫描仪（118）。

7.根据权利要求5所述的一种数字化煤场无人值守控制系统，其特征在于：所述机器人本体（101）上还设置有无线充电接收器（119）和接近开关（120）。

8.根据权利要求5所述的一种数字化煤场无人值守控制系统，其特征在于：所述机器人本体（101）内部设置有行程传感器。

9.根据权利要求5所述的一种数字化煤场无人值守控制系统，其特征在于：所述机器人本体（101）后端安装有后超声波测距传感器（102）和后急停开关（103）；所述机器人本体（101）前端安装有前超声波测距传感器（117）和前急停开关（116）。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种数字化煤场无人值守控制系统的控制方法，包括如下方法：

S1：当斗轮机（10）未收到新堆取料作业任务时：

斗轮机（10）通过内部控制器自动将堆取料臂旋转至与斗轮机行走轨道（12）平行的位置；

左煤区轨道巡检机器人（1）和右煤区轨道巡检机器人（5）开始沿各自轨道往复行走进行巡检，通过机器人本体（101）上设置的传感器底板（114）上集成的烟雾传感器（107）、粉尘传感器（108）、一氧化碳传感器（109）、甲烷传感器（110）、高清摄像机（111）和红外热成像仪（113）实现煤场全区域安全监测功能；

并且通过给机器人发送的定时盘煤指令，在机器人进行安全监测巡检的同时，定时启动激光扫描仪（118），实现煤堆定时盘点功能；

S2：当斗轮机（10）收到新的堆取料作业任务后：

斗轮机（10）自动行驶至堆取料作业任务单中规定的斗轮机行走轨道（12）的对应位置，在斗轮机（10）行驶过程中，轨道巡检机器人退出沿轨道往复巡检任务，启动激光扫描仪（118），根据斗轮机实时位置保持在斗轮机前方，随斗轮机同步移动，对斗轮机前方区域进行实时激光扫描，实现斗轮机行走过程中的自动避障，斗轮机行驶至要求位置后，将堆取料臂旋转至需要堆取料的对应煤区位置，开始堆取料作业；

此时如果斗轮机（10）要在左煤区堆取料，则左煤区轨道巡检机器人（1）行驶至斗轮机（10）的堆取料臂（14）作业区域上方，而右煤区轨道巡检机器人（5）行驶至斗轮机的配重臂（15）区域上方；如果斗轮机（10）要在右煤区堆取料，则右煤区轨道巡检机器人（5）行驶至斗轮机（10）的堆取料臂（14）作业区域上方，而左煤区轨道巡检机器人（1）行驶至斗轮机的配重臂（15）区域上方；

斗轮机堆取料臂（14）上方的轨道巡检机器人启动激光扫描仪（118），对斗轮（13）周边作业区域进行扫描轮廓识别，实时更新堆取煤的体积并进行上传，通过三维建模实时显示煤场内煤堆的堆取状态；并且轨道巡检机器人通过对激光扫描仪（118）扫描出的轮廓进行识别提取，提取出斗轮（13）处煤堆的料高、斗轮机堆取料臂高度信息，以及进入斗轮（13）作业范围内的障碍物轮廓，当斗轮机（10）的堆取料臂（14）和斗轮（13）高度接近碰撞报警区域时，轨道巡检机器人向斗轮机（10）发出报警，提示斗轮机对堆取料臂（14）和斗轮（13）进行防碰撞避障控制，斗轮机根据接收的防碰撞信息，并结合堆取料臂UWB定位标签（9）空间坐标定位信息，执行防碰撞动作；相同的，当外部障碍物进入堆取料臂（14）和斗轮（13）避障作业区域的报警范围内后，轨道巡检机器人向斗轮机发送紧急避障信息，斗轮机执行自动避障动作；

配重臂（15）区域上方的轨道巡检机器人同步启动激光扫描仪（118），对配重臂（15）区域内有效范围的煤区进行三维扫描，同时对配重臂（15）范围内的障碍物进行识别，向斗轮机（10）发出配重臂（15）避障信息；

同时高清摄像机（111）向下俯视，实时监测斗轮机堆取料臂作业状态和安全状态、斗轮机机身前后方位安全状态、斗轮机配重臂周边安全状态。

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