CN116185040A - 井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法及系统，控制方法包括步骤：获得井下安全行驶界限图；控制无人驾驶矿车在安全行驶界限区域内自动行驶；获取工作人员的实时定位信息；根据实时定位信息判断安全行驶界限区域内是否有工作人员；若是，向工作人员发出示警信息，返回执行获取工作人员实时定位信息步骤；获取井下巷道内的空间环境图像信息；根据空间环境图像信息判断是否有障碍物；若是，向障碍物附近的工作人员发出调度指令，返回执行获取空间环境图像信息步骤；根据工作人员实时定位信息和/或空间环境图像信息控制无人驾驶矿车在安全行驶界限区域内自动驾驶。通过执行上述控制方法，可提高井下矿物运输的运输效率和运输安全性。

Description

井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法及系统

技术领域

本发明涉及矿井安全作业技术领域，特别是涉及一种井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法及系统。

背景技术

采矿行业是我国国民经济生产生活中最重要工业原料来源，其数字化和智能化建设关乎国家整体智能化建设进程。传统的井下矿石运输由于工作环境恶劣、人工驾驶任务繁重等，导致矿石运输效率不高且运输过程危险，容易发生难以预料事故。

发明内容

基于此，有必要针对传统的井下矿石运输方式存在运输效率低、运输过程安全隐患较大的问题，提供一种可提高运输效率以及生产安全性的井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法及系统。

一种井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法，包括：

根据井下巷道轨道信息获得井下安全行驶界限图；所述井下安全行驶界限图包括由分别位于轨道两侧的第一界线和第二界线围成的安全行驶界限区域；

控制无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内的轨道上自动行驶；

在所述无人驾驶矿车自动行驶过程中，获取井下巷道中每个工作人员的实时定位信息；

根据所述工作人员的实时定位信息判断所述无人驾驶矿车前方，位于其行驶路线上的所述安全行驶界限区域内是否有工作人员；

若是，向所述安全行驶界限区域内的工作人员发出示警信息；

在所述无人驾驶矿车自动行驶过程中，获取井下巷道内的空间环境图像信息；

根据所述空间环境图像信息判断所述无人驾驶矿车前方，位于其行驶路线上的所述安全行驶界限区域内是否有障碍物；

若是，向所述障碍物附近的工作人员发出调度指令，安排其进行障碍物清除工作；

在执行发出示警信息的步骤和/或发出调度指令的步骤之后，根据所述工作人员实时定位信息和/或所述空间环境图像信息控制所述无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内的轨道上自动驾驶。

在其中一个实施例中，所述第一界线和所述第二界线的延伸方向与位于所述安全行驶界限区域内轨道的延伸方向一致。

在其中一个实施例中，所述第一界线位于同侧巷道支护与所述轨道之间，且所述第一界线与所述轨道之间的距离大于或等于0.2米；

所述第二界线位于同侧巷道支护与所述轨道之间，所述第二界线与所述轨道之间的距离大于或等于0.2米。

在其中一个实施例中，控制无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内的轨道上行驶的步骤包括：

针对处于自动驾驶状态下的无人驾驶矿车，获取所述无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内的周围环境数据和车辆数据；

根据所述周围环境数据和所述车辆数据,建立所述无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内实时调速的自动驾驶决策模型；

利用所述自动驾驶决策模型输出所述无人驾驶矿车实时调速的最优策略，以控制所述无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内的自动驾驶过程。

在其中一个实施例中，所述自动驾驶决策模型包括空载智能决策模型和载重智能决策模型；

利用所述自动驾驶决策模型输出所述无人驾驶矿车实时调速的最优策略的步骤为：

所述无人驾驶矿车处于空载状态时，利用所述空载智能决策模型输出所述无人驾驶矿车在空载状态下实时调速的最优策略；

所述无人驾驶矿车处于载重状态时，利用所述载重智能决策模型输出所述无人驾驶矿车在载重状态下实时调速的最优策略。

在其中一个实施例中，利用所述自动驾驶决策模型输出所述无人驾驶矿车实时调速的最优策略，以控制所述无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内的自动驾驶过程的步骤为：

在所述无人驾驶矿车自动行驶过程中，基于传感器收集所述无人驾驶矿车的运行数据；

在所述无人驾驶矿车自动行驶过程中，基于视觉检测装置收集所述无人驾驶矿车的周围环境数据；

在所述无人驾驶矿车自动行驶过程中，收集所述无人驾驶矿车的实时定位信息；

将所述无人驾驶矿车的运行数据、所述周围环境数据及所述无人驾驶矿车的实时定位信息作为输入参数，输入至所述自动驾驶决策模型，根据所述自动驾驶决策模型的输出结果确定所述无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内实时调速的最优策略。

向所述无人驾驶矿车前方位于其行驶路线上的所述安全行驶界限区域内的工作人员发出示警信息的步骤之后，还包括步骤：

根据井下巷道信息及所述安全行驶界限图获取所述工作人员附近所述第一界线与同侧巷道支护之间的第一距离信息，以及所述第二界线与同侧巷道支护之间的第二距离信息；

若所述第一距离信息和/或所述第二距离信息所显示的距离值大于预设距离值时，向所述工作人员发出第一指引指令，以指引所述工作人员撤离至所述第一界线外或所述第二界线外；

若所述第一距离信息及所述第二距离信息所显示的距离值均小于或等于所述预设距离值，获取附近巷道避险洞的位置信息和所述巷道避险洞内的人员信息；

根据附近所述巷道避险洞的位置信息和所述巷道避险洞内的人员信息向所述工作人员发出第二指引指令，以指引所述工作人员撤离至最近可避险的所述巷道避险洞内。

在其中一个实施例中，若所述无人驾驶矿车前方的所述安全行驶界限区域内有障碍物，向所述障碍物附近的工作人员发出调度指令，以进行障碍物清除工作的步骤，包括步骤：

若所述无人驾驶矿车前方的所述安全行驶界限区域内有障碍物，则根据所述空间环境图像信息获取所述障碍物的位置信息、种类信息和大小信息；

根据所述障碍物的位置信息、种类信息和大小信息向所述障碍物附近的一个或多个工作人员发出调度指令。

在其中一个实施例中，根据所述障碍物的位置信息、种类信息和大小信息向所述障碍物附近的一个或多个工作人员发出调度指令的步骤之后，还包括步骤：

工作人员在接收到所述调度指令后发出反馈信息；

若没收到或者收到部分所述反馈信息，向井下巷道内其他工作人员发出调度指令；

若有部分反馈信息没有收到且井下巷道内没有未收到调度指令的工作人员时，则向井上工作人员发出调度指令，安排工作人员下井清除障碍物。

井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法，根据井下巷道内的轨道信息生成安全行驶界限图，并在图中标识处由轨道两侧的第一界线和第二界线围设的安全行驶界限区域，并保证无人驾驶矿车在该区域内的轨道上自动行驶；通过人员定位以确认无人驾驶矿车前方的安全行驶区域内是否有工作人员，并在有工作人员时提醒工作人员及时离开安全行驶界限区域，以保证无人驾驶矿车高效且安全地进行运输工作；通过视觉检测的方式确定无人驾驶矿车前方的安全行驶界限区域内是否有障碍物，并在有障碍物时同时障碍物附近的工作人员及时清除障碍物，以进一步保证无人驾驶矿车高效且安全地进行运输工作；更进一步地，在发出示警信息和/或调度指令后，再根据重新获取的工作人员实时定位信息和空间环境图像信息控制无人驾驶矿车原速行驶、减速行驶、紧急制动或者改道行驶，以更一步确保无人驾驶矿车高效且安全地进行矿物运输工作。因此，上述井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法，可兼顾较高的矿物运输效率及较高的运输安全性。

一种井下无人驾驶矿车安全行驶控制系统，包括：

自动驾驶决策控制模块，用于根据井下巷道轨道信息获得井下安全行驶界限图,并控制无人驾驶矿车在所述安全行驶界限图中的安全行驶界限区域内的轨道上自动行驶；

人员定位模块，与所述自动驾驶决策控制模块通信连接，并用于在所述无人驾驶矿车自动行驶时获取工作人员在井下巷道中的实时定位信息；

视觉检测模块，与所述自动驾驶决策控制模块通信连接，并用于在所述无人驾驶矿车自动行驶时实时获取所述无人驾驶矿车前方的空间环境图像信息；

判断模块，分别与所述人员定位模块及所述视觉检测模块通信连接，并用于根据所述工作人员的实时定位信息判断所述无人驾驶矿车前方位于其行驶路线上的所述安全行驶界限区域内是否有工作人员，以及用于根据所述空间环境图像信息判断所述无人驾驶矿车前方位于其行驶路线上的所述安全行驶界限区域内是否有障碍物在；

报警模块，与所述判断模块通信连接，并用于在所述无人驾驶矿车前方的所述安全行驶界限区域内有工作人员时向所述安全行驶界限区域内的工作人员阀处示警信息；

调度模块，与所述判断模块通信连接，并用于在所述无人驾驶矿车前方的所述安全行驶界限区域内有障碍物时向所述障碍物附近的工作人员发出调度指令，以进行障碍物的清除工作；

其中，所述自动驾驶决策控制模块还用于在所述工作人员接收到示警信息和/或调速指令后，根据所述工作人员的实时定位信息和/或所述空间环境图像信息控制所述无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内的轨道上自动驾驶。

通过上述井下无人驾驶矿车安全行驶控制系统，可控制无人驾驶矿车在井下巷道内以合理的速度及合理的方式进行安全行驶，并及时清除井下巷道内影响无人驾驶矿车通行的因素，保证无人驾驶矿车高效且安全地进行矿物运输工作。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明一实施例提供的井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法的流程示意图；

图2为图1所示井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法中步骤S20的流程示意图；

图3为图2所示井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法中步骤S203的流程示意图；

图4为图1所示井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法中步骤S5001至步骤5004的流程示意图；

图5为图1所示井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法中步骤S80的流程示意图；

图6为图5所示井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法中步骤S802的流程示意图；

图7为本发明一实施例提供的井下无人驾驶矿车安全行驶控制系统的结构框图。

具体实施方式中的附图标号说明：100、井下无人驾驶矿车安全行驶控制系统；110、自动驾驶决策控制模块；120、人员定位模块；130、视觉检测模块；140、判断模块；150、报警模块；160、调度模块。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件被指为在另一元件“上”时，其能直接在其他元件上或亦可存在中间元件。亦可以理解的是，当元件被指为在两个元件“之间”时，其可为两个元件之间的唯一一个，或亦可存在一或多个中间元件。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

请参阅图1，本申请的一实施例提供了井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法。井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法括步骤S10至步骤S90。

步骤S10，根据井下巷道轨道信息获得井下安全行驶界限图。井下安全行驶界限图包括由分别位于轨道两侧的第一界线和第二界线围成的安全行驶界限区域。

其中，第一界线和第二界线分别位于轨道的左右两侧，而第一界线与第二界线之间并覆盖轨道的区域为安全行驶界限区域，且该区域会显示在安全行驶界限图中。

步骤S20，控制无人驾驶矿车在安全行驶界限区域内的轨道上自动行驶。

具体地，获取无人驾驶矿车在井下巷道中的实时定位信息，并将无人驾驶矿车的实时定位信息显示在去拿群行驶界限图中。

步骤S30，在无人驾驶矿车自动行驶过程中，获取井下巷道中每个工作人员的实时定位信息。

具体地，通过佩戴在工作人员身上的定位装置获取工作人员在井下巷道中的实时定位信息。其中，定位装置可以为方便携带的定位终端，也可以为固定在某个物体(例如工作人员佩戴的安全帽，工作人员穿的工作服等)上的定位芯片。

更为具体地，利用佩戴在工作人员身上的定位标签采集工作人员在井下巷道中的实时定位信息，以方便对工作人员进行定位。

步骤S40，根据工作人员的实时定位信息判断无人驾驶矿车前方，位于其行驶路线上的安全行驶界限区域内是否有工作人员。

具体地，在步骤S40之后，还包括步骤；若无人驾驶矿车前方位于其行驶路线上的安全行驶界限区域内没有工作人员，那么无人驾驶矿车就可以在安全行驶界限区域内的轨道上正常行驶即可。

步骤S50，若是，向安全行驶界限区域内的工作人员发出示警信息，并返回执行步骤S30。

具体地，若无人驾驶矿车前方的安全行驶界限区域内的工作人员收到示警信息后，可立即离开安全行驶界限区域。具体地，示警信息为语音信息。示警信息可以为“请离开安全行驶界限区域”等语言提示信息，也可以为警报音、闹铃音或提示音乐等语音信息。

步骤S60，在无人驾驶矿车自动行驶过程中，获取井下巷道内的空间环境图像信息。

具体地，利用视觉检测装置获取井下巷道内的空间环境图像信息。

步骤S70，根据空间环境图像信息判断无人驾驶矿车前方，位于其行驶路线上的安全行驶界限区域内是否有障碍物。

即对空间环境图像信息进行识别，以确定无人驾驶矿车前方的安全行驶界限区域内是否有障碍物，并在有障碍物时确定该障碍物的位置信息和种类信息。

需要解释的，无人驾驶矿车前方位于其行驶路线上的安全行驶界限区域，是指，无人驾驶矿车前方的安全行驶界限区域位于该无人驾驶矿车预设的行驶路线上。

步骤S80，若是，向障碍物附近的工作人员发出调度指令，以进行障碍物清除工作，并返回执行步骤S60。

如此，接到调度指令的工作人员可快速地移动至障碍物的位置，并进行障碍物的清除工作。

步骤S90，在执行步骤S50和/或步骤S80之后，根据工作人员实时定位信息和/或空间环境图像信息控制无人驾驶矿车在安全界限区域内的轨道上自动驾驶。

具体地，在执行步骤S50和/或步骤S80之后，根据工作人员实时定位信息判断工作人员的撤离情况，根据空间环境图像信息判断障碍物的清除情况，并根据工作人员的撤离情况和/或障碍物的清除情况控制无人驾驶矿车原速行驶、减速行驶、紧急制动或者改道行驶。

也就是说，当无人驾驶矿车前方的工作人员已经撤离时，控制无人驾驶矿车继续原速行驶；当无人驾驶矿车前方的工作人员还没有撤离，且距离无人驾驶矿车较远时，控制无人驾驶矿车减速慢行；当无人即使矿车前方的工作人员还没有撤离，且距离无人驾驶矿车较近时，控制无人驾驶矿车紧急制动。

当无人驾驶矿车前方的障碍区已经清除时，控制无人驾驶矿车继续原速行驶；当无人驾驶矿车前方的障碍物还没有清除，且距离无人驾驶矿车较远，清除时间较短时，控制无人驾驶矿车减速慢行；当无人驾驶矿车前方的障碍物还没有清除，且距离障碍物较近时，控制无人驾驶矿车紧急制动；当无人驾驶矿车前方的障碍物还没有清除，且清除时间较长时，控制无人驾驶矿车改道行驶。

可以理解，上述较远距离、较近距离、较长时间及较短时间都是用于控制无人驾驶矿车自动行驶的自动控制决策模型通过反复强化训练获得。

在执行上述步骤S10的过程中，通过执行步骤S30至步骤S80，以保证无人驾驶矿车在安全行驶区域内的轨道上自动行驶时，无人驾驶矿车的前方没有阻碍无人驾驶矿车前进的人或物，及时排除无人驾驶矿车前方安全行驶界限区域内影响无人驾驶矿车通行的因素，以保证无人驾驶矿车高效且安全地进行矿物运输工作；进一步地，通过执行步骤S90，在发出示警信息和/或调度指令后，再根据重新获取的工作人员实时定位信息和空间环境图像信息控制无人驾驶矿车原速行驶、减速行驶、紧急制动或者改道行驶，以更一步确保无人驾驶矿车高效且安全地进行矿物运输工作。因此，通过执行上述步骤S10至步骤S90，大大提高井下矿物运输工作的运输效率以及运输安全性。

应当清楚的是，本实施例中，步骤S30至步骤S80与步骤S20同时执行，并对步骤S30至步骤S80的执行顺序并不做具体的限定，其先后顺序可以根据需要自动设定，也可以同时执行。

在一些实施例中，第一界线和第二界线的延伸方向与位于安全行驶界限区域内轨道的延伸方向一致。故由第一接线和第二界线形成的安全行驶界限区域的延伸方向也与轨道的延伸方向一致，并伴随轨道的弯曲而弯曲，伴随轨道的变直而变成直线形。

进一步地，在一些实施例中，第一界线位于同侧巷道支护与轨道之间，且第一界线与轨道之间的距离大于或等于0.2米。第二界线位于同侧巷道支护与轨道之间，第二界线与轨道之间的距离大于或等于0.2米。

如此，第一界线与轨道的左侧边缘之间的距离大于或等于0.2米，第二界线与轨道的右侧边缘之间的距离大于或等于0.2米，以保证无人驾驶矿车在安全行驶界限区域内的轨道上行驶时，不会与安全行驶界限区域外的人或物发生碰撞，以防止发生无人驾驶矿车在进行井下运输工作时发生事故从而影响运输效率的情况。

请一并参阅图2，在一些实施例中，步骤S20包括步骤S201至步骤S203：

步骤S201，针对处于自动驾驶状态下的无人驾驶矿车，获取无人驾驶矿车在安全行驶界限区域内的周围环境数据和车辆数据。

步骤S202，根据周围环境数据和车辆数据,建立无人驾驶矿车在安全行驶界限区域内实时调速的自动驾驶决策模型。

步骤S203，利用自动驾驶决策模型输出无人驾驶矿车实时调速的最优策略，以控制无人驾驶矿车在安全行驶界限区域内的自动驾驶过程。

如此，通过执行步骤S201至步骤S203，使得无人驾驶矿车可根据井下巷道内的结构以及巷道内的环境等实际情况进行合理调速，以进一步保证无人驾驶矿车能够安全行驶，进一步提高了矿物运输效率及运输安全性。例如，在无人驾驶矿车经过风门、硐室、道岔、弯道、噪声较大的路段时可进行合理减速，以使无人驾驶矿车在保证安全的情况下通过这些路段；当经过粉末浓度高的巷道时，可控制无人驾驶矿车减速慢行或者紧急制动，以在确保安全后再继续进行运输工作，等等。

进一步地，在一些实施例中，自动驾驶决策模型包括空载智能决策模型和载重智能决策模型。

步骤S203为：无人驾驶矿车处于空载状态时，利用空载智能决策模型输出无人驾驶矿车在空载状态下实时调速的最优策略。

步骤S203为：无人驾驶矿车处于载重状态时，利用载重智能决策模型输出无人驾驶矿车在载重状态下实时调速的最优策略。

如此，在实际应用中，先判断无人驾驶矿车是在空载状态下行驶还是在载重状态下行驶，并在相应状态下选择合适的空载智能决策模型或者载重智能决策模型控制无人驾驶矿车在井下巷道内自动行驶，以提高对无人驾驶矿车自动行驶的控制精度。

请一并参阅图3，进一步地，在一些实施例中，步骤S203包括步骤S2031至步骤S2034：

步骤S2031，在无人驾驶矿车自动行驶过程中，基于传感器收集无人驾驶矿车的运行数据。

步骤S2032，在无人驾驶矿车自动行驶过程中，基于视觉检测装置收集无人驾驶矿车的周围环境数据。

步骤S2033，在无人驾驶矿车自动行驶过程中，收集无人驾驶矿车的实时定位信息。

步骤S2034，将无人驾驶矿车的运行数据、周围环境数据及无人驾驶矿车的实时定位信息作为输入参数，输入至自动驾驶决策模型，根据自动驾驶决策模型的输出结果确定无人驾驶矿车在安全行驶界限区域内实时调速的最优策略。

如此，通过执行上述步骤S2031和步骤S2034，可在保证无人驾驶矿车在良好车况下进行运输工作；通过执行上述步骤S2032和步骤S2034，可降低周围环境对无人驾驶矿车的行驶造成的影响，例如当检测到周围环境中存在浓度较高的粉尘时，可对无人驾驶矿车进行合理减速或者紧急制动，以保证运输工作的安全性；通过执行上述步骤S2033和步骤S2034，以实时调节无人驾驶矿车在巷道内行驶的具体位置，并根据无人驾驶矿车的定位信息对无人驾驶矿车进行合理调速，以保证同轨同向或同向异轨的两辆无人驾驶矿车之间的车距处于安全行驶距离，例如同向同轨时两辆无人驾驶矿车之间的车距大于100米，同向异轨时两辆无人驾驶矿车之间的车距50米。

因此，通过执行上述步骤S2031至步骤S2034，使得自动驾驶决策模型可准确且合理的控制无人驾驶矿车在安全行驶界限区域内的轨道上安全行驶，更进一步提高了对无人驾驶矿车在安全行驶区域内自动行驶的控制精度。

请一并参阅图4，在一些实施例中，步骤S50之后，还包括步骤S5001至步骤S5004：

步骤S5001，根据井下巷道信息及所述安全行驶界限图获取工作人员附近第一界线与同侧巷道支护之间的第一距离信息，以及第二界线与同侧巷道支护之间的第二距离信息。

步骤S5002，若第一距离信息和/或第二距离信息所显示的距离值大于预设距离值时，向工作人员发出第一指引指令，以指引工作人员撤离至第一界线外或第二界线外。

其中，预设距离值是指，第一界线与同侧巷道支护之间以及第二界线与同侧巷道支护之间，可以容纳一个成年男性站立，并保证人体在地面的正向投影不会压线的位置宽度。具体在本实施例中，预设距离值大于或等于0.45米。

故，当第一距离信息显示第一界线外的位置足够工作人员安全避开无人驾驶矿车，和/或第二距离信息显示第二界线外的部位足够工作人员安全避开无人驾驶矿车时，向工作人员发出第一指引指令，以指引工作人员快速撤离至安全的第一界线外或第二界线外的位置。

步骤S5003，若第一距离信息及第二距离信息所显示的距离值均小于或等于预设距离值，获取附近巷道避险洞的位置信息和巷道避险洞内的人员信息。

当第一距离信息显示第一界线外的位置并不能保证工作人员安全避开无人驾驶矿车，且第二距离信息显示第二界线外的位置也不能保证工作人员安全避开无人驾驶矿车时，就要立即获取附近的多个巷道避险洞的位置信息以及每个巷道避险洞内工作人员的数量信息。

步骤S5004，根据附近巷道避险洞的位置信息和巷道避险洞内的人员信息向工作人员发出第二指引指令，以指引工作人员撤离至最近可避险的巷道避险洞内。

附近多个巷道避险洞的位置信息和巷道避险洞内工作人员的数量信息，选择一个距离工作人员最近且可以保证该工作人员安全进入的巷道避险洞并发出第二指引指令，以指引工作人员快速撤离至该最近且可避险的巷道避险洞内。

通过执行步骤S5001至步骤S5004，可帮助无人驾驶矿车前方位于其行驶路线上的安全行驶界限区域内的工作人员快速且准确地撤离至安全地带，使得无人驾驶矿车在井下巷道内的矿物运输过程更为安全、高效。

请一并参阅图5，在一些实施例中，步骤S80包括步骤S801至步骤S802：

步骤S801，若无人驾驶矿车前方的安全行驶界限区域内有障碍物，则根据空间环境图像信息获取障碍物的位置信息、种类信息和大小信息。

步骤S802，根据障碍物的位置信息、种类信息和大小信息向障碍物附近的一个或多个工作人员发出调度指令。

如此，通过执行上述步骤S801和步骤S802，可根据识别的障碍物的大小、种类以及位置信息来判断要清除这个障碍物需要多少工作人员，并根据判断的情况向障碍物周围的一个或多个工作人员发出调度指令，以在降低对工作人员其他工作的影响的同时保证将障碍物快速清除。

例如，若判断结果显示，障碍物较小、较轻或者障碍物所处位置比较好清除等，只需要一个工作人员即可完成时，就可以向障碍物附近的一个工作人员发出调度指令即可；若判断结果显示，障碍物较大、较重或者障碍物所处位置不太好进行清除工作，需要多个工作人员配合方可进行清除时，就可以向障碍物附近的多个工作人员发出调度指令。

请一并参阅图6，进一步地，在一些实施例中，步骤S802还包括步骤S8021至步骤S8023：

步骤S8021，工作人员在接收到调度指令后发出反馈信息。

具体地，利用配置给工作人员的移动通信终端接收调度指令，并发出反馈信息。其中，移动通信终端为对讲机、本案型手机等。其中，反馈信息是指，工作人员在接收到调度指令后，发出的能够去或者不能去清除障碍物的确认信息。

步骤S8022，若没收到或者收到部分反馈信息，向井下巷道内其他工作人员发出调度指令。若没有收到反馈信息，就默认该工作人员无法前往清除障碍物。

步骤S8023，若有部分反馈信息没有收到且井下巷道内没有未收到调度指令的工作人员时，则向井上工作人员发出调度指令，安排工作人员下井清除障碍物。

若发现井下巷道内已经没有工作人员可以接收调度指令时，则立即向井上工作人员发出调度指令，以及时派遣足够数量的工作人员下井进行障碍物的清除工作。

因此，通过执行步骤S8021至步骤S8023，可确保有足够数量的工作人员来进行障碍物的清除工作，以保证无人驾驶矿车前方的安全行驶界限区域内的障碍物能够被及时清除，避免影响矿物运输工作，更进一步提高了矿物运输的运输效率和运输安全性。

具体地，第一指引指令和第二指引指令也可以利用接收调度指令的移动通信终端接收。

请参阅图7，本发明还提供了一种基于同一发明构思的井下无人驾驶矿车安全行驶控制系统100。井下无人驾驶矿车安全行驶控制系统100包括自动驾驶决策控制模块110、人员定位模块120、视觉检测模块130、判断模块140、报警模块150及调度模块160。

自动驾驶决策控制模块110用于根据井下巷道轨道信息获得井下安全行驶界限图,并控制无人驾驶矿车在安全行驶界限图中的安全行驶界限区域内的轨道上自动行驶。具体地，工作人员将井下巷道内的设计图输入至自动驾驶决策控制模块110中，自动驾驶决策模块就会自动生成具有安全行驶界限区域的安全行驶界限图。此处的安全行驶界限区域与上述井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法中的安全行驶界限区域相同。

人员定位模块120与自动驾驶决策控制块110通信连接，并用于在无人驾驶矿车自动行驶过程中获取工作人员在井下巷道中的实时定位信息。

具体地，人员定位模块120可佩戴在每个工作人员身上。井下巷道内的每个工作人员都需要佩戴一个人员定位模块120，以保证每个工作人员定位的准确性。为了进一步提高定位准确性，可在井下巷道内建设多个定位基站，以使每个人员定位模块120通过定位基站准确获取每个工作人员的实时定位信息。

视觉检测模块130与自动驾驶决策模块110通信连接，并用于在无人驾驶矿车自动行驶过程中实时获取无人驾驶矿车前方的空间环境图像信息。

判断模块140分别与人员定位模块120及视觉检测模块130通信连接，并用于根据工作人员的实时定位信息判断无人驾驶矿车前方位于其行驶路线上的安全行驶界限区域内是否有工作人员，以及用于根据空间环境图像信息判断无人驾驶矿车前方位于其行驶路线上的安全行驶界限区域内是否有障碍物。

报警模块150与判断模块140连接，并用于在无人驾驶矿车前方的安全行驶界限区域内有工作人员时向安全行驶界限区域内的工作人员发出示警信息。

调度模块160与判断模块140连接，并用于在无人驾驶矿车前方的安全行驶界限区域内有障碍物时向障碍物附近的工作人员调度指令，以进行障碍物的清除工作。

进一步地，自动驾驶决策控制模块110与判断模块140连接，并用于在无人驾驶矿车前方的安全行驶界限区域内有工作人员或者障碍物时控制无人驾驶矿车减速至预设行驶速度或者紧急制动。

其中，自动驾驶决策控制模块还用于在工作人员接收到示警信息和/或调速指令后，根据工作人员的实时定位信息和/或空间环境图像信息控制无人驾驶矿车在安全行驶界限区域内的轨道上自动驾驶。

如此，通过上述井下无人驾驶矿车安全行驶控制系统100，可控制无人驾驶矿车在井下巷道内以合理的速度进行安全行驶，并及时清除井下巷道内影响无人驾驶矿车通行的因素，保证无人驾驶矿车高效且安全地进行矿物运输工作。

具体地，自动驾驶决策控制模块110根据无人驾驶矿车的周围环境数据和车辆数据建立在安全行驶界限区域内实时调速的自动驾驶决策模型，并利用自动驾驶决策模型输出的无人驾驶矿车实时调速的最优策略控制无人驾驶矿车在安全行驶界限区域内自动驾驶。

更为具体的，自动驾驶决策控制模块110建立的自动驾驶决策模型包括空载智能决策模型和载重智能决策模型，以分别对空载状态下和载重状态下的无人驾驶矿车的自动驾驶过程进行控制。

本发明的井下无人驾驶矿车安全行驶控制系统100还包括给井下巷道内的每个工作人员配备的调度通信终端(图未示)。调度通信终端分别与调度模块160及自动驾驶决策控制模块110远程通信连接，并用于接收调度模块160发出的调度指令，和向调度模块160和自动驾驶决策控制模块110发出反馈信息。具体地，调度通信终端可以为对讲机、本安型手机等。具体在本实施例中，调度通信模块为本安型手机。

具体在一个实施例中，自动驾驶决策控制模块110还用于根据井下巷道信息及安全行驶界限图或者工作人员附近第一界线与同侧巷道支护之间的第一距离信息，以及第二界线与同侧巷道支护之间的第二距离信息。

调度通信终端与自动驾驶决策控制模块通信连接，并用于在第一距离信息和/或第二距离信息所显示的距离值大于预设距离值时，向工作人员发出第一指引指令，以指引工作人员撤离至第一界线外或第二界线外。

自动驾驶决策控制模块110还用于在第一距离信息及第二距离信息所显示的距离值均小于或等于预设距离值时，获取附近巷道避险洞的位置信息和巷道避险洞内的人员信息；

调度通信终端还用于根据附近巷道避险洞的位置信息和巷道避险洞内的人员信息向工作人员发出第二指引指令，以指引工作人员撤离至最近可避险的巷道避险洞内。

本发明中的井下无人驾驶矿车安全行驶控制系统100还包括存储模块(图未示)，存储模块用于存储井下安全行驶界限图、无人驾驶矿车的车辆数据、工作人员定位数据、无人驾驶矿车定位数据、无人驾驶矿车运行数据、空间环境图像数据、自动驾驶决策模型数据等等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法，其特征在于，包括：

根据井下巷道轨道信息获得井下安全行驶界限图；所述井下安全行驶界限图包括由分别位于轨道两侧的第一界线和第二界线围成的安全行驶界限区域；

控制无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内的轨道上自动行驶；

在所述无人驾驶矿车自动行驶过程中，获取井下巷道中每个工作人员的实时定位信息；

根据所述工作人员的实时定位信息判断所述无人驾驶矿车前方，位于其行驶路线上的所述安全行驶界限区域内是否有工作人员；

若是，向所述安全行驶界限区域内的工作人员发出示警信息，并返回执行获取工作人员实时定位信息的步骤；

在所述无人驾驶矿车自动行驶过程中，获取井下巷道内的空间环境图像信息；

根据所述空间环境图像信息判断所述无人驾驶矿车前方，位于其行驶路线上的所述安全行驶界限区域内是否有障碍物；

若所述安全行驶界限区域内有障碍物，向所述障碍物附近的工作人员发出调度指令，以进行障碍物清除工作，并返回执行获取所述空间环境图像信息的步骤；

在执行发出示警信息的步骤和/或发出调度指令的步骤之后，根据所述工作人员实时定位信息和/或所述空间环境图像信息控制所述无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内的轨道上自动驾驶。

2.根据权利要求1所述的井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法，其特征在于，所述第一界线和所述第二界线的延伸方向与位于所述安全行驶界限区域内轨道的延伸方向一致。

3.根据权利要求2所述的井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法，其特征在于，所述第一界线位于同侧巷道支护与所述轨道之间，且所述第一界线与所述轨道之间的距离大于或等于0.2米；

所述第二界线位于同侧巷道支护与所述轨道之间，所述第二界线与所述轨道之间的距离大于或等于0.2米。

4.根据权利要求1所述的井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法，其特征在于，控制无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内的轨道上行驶的步骤包括：

针对处于自动驾驶状态下的无人驾驶矿车，获取所述无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内的周围环境数据和车辆数据；

根据所述周围环境数据和所述车辆数据,建立所述无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内实时调速的自动驾驶决策模型；

利用所述自动驾驶决策模型输出所述无人驾驶矿车实时调速的最优策略，以控制所述无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内的自动驾驶过程。

5.根据权利要求4所述的井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法，其特征在于，所述自动驾驶决策模型包括空载智能决策模型和载重智能决策模型；

利用所述自动驾驶决策模型输出所述无人驾驶矿车实时调速的最优策略的步骤为：

所述无人驾驶矿车处于空载状态时，利用所述空载智能决策模型输出所述无人驾驶矿车在空载状态下实时调速的最优策略；

所述无人驾驶矿车处于载重状态时，利用所述载重智能决策模型输出所述无人驾驶矿车在载重状态下实时调速的最优策略。

6.根据权利要求4所述的井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法，其特征在于，利用所述自动驾驶决策模型输出所述无人驾驶矿车实时调速的最优策略，以控制所述无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内的自动驾驶过程的步骤为：

在所述无人驾驶矿车自动行驶过程中，基于传感器收集所述无人驾驶矿车的运行数据；

在所述无人驾驶矿车自动行驶过程中，基于视觉检测装置收集所述无人驾驶矿车的周围环境数据；

在所述无人驾驶矿车自动行驶过程中，收集所述无人驾驶矿车的实时定位信息；

将所述无人驾驶矿车的运行数据、所述周围环境数据及所述无人驾驶矿车的实时定位信息作为输入参数，输入至所述自动驾驶决策模型，根据所述自动驾驶决策模型的输出结果确定所述无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内实时调速的最优策略。

7.根据权利要求1所述的井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法，其特征在于，向所述无人驾驶矿车前方位于其行驶路线上的所述安全行驶界限区域内的工作人员发出示警信息的步骤之后，还包括步骤：

根据井下巷道信息及所述安全行驶界限图获取所述工作人员附近所述第一界线与同侧巷道支护之间的第一距离信息，以及所述第二界线与同侧巷道支护之间的第二距离信息；

若所述第一距离信息和/或所述第二距离信息所显示的距离值大于预设距离值时，向所述工作人员发出第一指引指令，以指引所述工作人员撤离至所述第一界线外或所述第二界线外；

若所述第一距离信息及所述第二距离信息所显示的距离值均小于或等于所述预设距离值，获取附近巷道避险洞的位置信息和所述巷道避险洞内的人员信息；

根据附近所述巷道避险洞的位置信息和所述巷道避险洞内的人员信息向所述工作人员发出第二指引指令，以指引所述工作人员撤离至最近可避险的所述巷道避险洞内。

8.根据权利要求1所述的井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法，其特征在于，若所述无人驾驶矿车前方的所述安全行驶界限区域内有障碍物，向所述障碍物附近的工作人员发出调度指令，以进行障碍物清除工作的步骤，包括步骤：

若所述无人驾驶矿车前方的所述安全行驶界限区域内有障碍物，则根据所述空间环境图像信息获取所述障碍物的位置信息、种类信息和大小信息；

根据所述障碍物的位置信息、种类信息和大小信息向所述障碍物附近的一个或多个工作人员发出调度指令。

9.根据权利要求8所述的井下无人驾驶矿车安全行驶控制方法，其特征在于，根据所述障碍物的位置信息、种类信息和大小信息向所述障碍物附近的一个或多个工作人员发出调度指令的步骤之后，还包括步骤：

工作人员在接收到所述调度指令后发出反馈信息；

若没收到或者收到部分所述反馈信息，向井下巷道内其他工作人员发出调度指令；

若有部分反馈信息没有收到且井下巷道内没有未收到调度指令的工作人员时，则向井上工作人员发出调度指令，安排工作人员下井清除障碍物。

10.一种井下无人驾驶矿车安全行驶控制系统，其特征在于，包括：

自动驾驶决策控制模块，用于根据井下巷道轨道信息获得井下安全行驶界限图,并控制无人驾驶矿车在所述安全行驶界限图中的安全行驶界限区域内的轨道上自动行驶；

人员定位模块，与所述自动驾驶决策控制模块通信连接，并用于在所述无人驾驶矿车自动行驶过程中获取工作人员在井下巷道中的实时定位信息；

视觉检测模块，与所述自动驾驶决策模块通信连接，用于在所述无人驾驶矿车自动行驶过程中实时获取所述无人驾驶矿车前方的空间环境图像信息；

判断模块，分别与所述人员定位模块及所述视觉检测模块通信连接，并用于根据所述工作人员的实时定位信息判断所述无人驾驶矿车前方位于其行驶路线上的所述安全行驶界限区域内是否有工作人员，以及用于根据所述空间环境图像信息判断所述无人驾驶矿车前方位于其行驶路线上的所述安全行驶界限区域内是否有障碍物；

报警模块，与所述判断模块通信连接，并用于在所述无人驾驶矿车前方的所述安全行驶界限区域内有工作人员时向所述安全行驶界限区域内的工作人员发出示警信息；

调度模块，与所述判断模块通信连接，并用于在所述无人驾驶矿车前方的所述安全行驶界限区域内有障碍物时向所述障碍物附近的工作人员发出调度指令，以进行障碍物的清除工作；

其中，所述自动驾驶决策控制模块还用于在所述工作人员接收到示警信息和/或调速指令后，根据所述工作人员的实时定位信息和/或所述空间环境图像信息控制所述无人驾驶矿车在所述安全行驶界限区域内的轨道上自动驾驶。

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