CN116862208A - 一种煤矿机器人集群管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种煤矿机器人集群管理系统，涉及煤矿机器人技术领域，由调度系统和指挥系统组成，包括：所述信息存储模块用于对GIS数据、机器人信息、传感器工作信息进行存储；所述信息采集模块用于采集GIS数据、任务信息和获取机器人信息；所述任务配置模块用于接收机器人信息和任务信息，对其进行任务调配处理，获取任务信息和机器人信息，以此构建机器人任务分配模型。本发明通过任务配置模块进行任务调配处理，构建机器人任务分配模型，可以根据机器人的位置、能力、速度等信息，以及任务的起始点、目标点、优先级等信息，智能地分配任务给合适的机器人，有助于提高任务执行的效率和质量。

Description

一种煤矿机器人集群管理系统

技术领域

本发明涉及煤矿机器人相关技术领域，尤其涉及一种煤矿机器人集群管理系统。

背景技术

由于煤矿井下运输巷道内环境条件恶劣，在长期运行中会经常发生各类事故，存在极大事故隐患，传统的监控和设备维护方式浪费人力、效率低下，并且恶劣条件对人身安全存在威胁，近几年国内煤矿智能化发展迅速，利用智能机器人代替人工完成自动巡检和维护任务的方式受到极大的欢迎。

机器人集群管理系统是指将多个机器人同时部署在同一工作场所，通过集群化的方式进行任务协同和处理。它通常包括一个中央控制系统，可以对多个机器人进行远程控制和监测。机器人之间还可以通过网络实现通信和数据传输，从而更好地实现任务的协同处理。

在现代社会中，机器人在各个领域的应用越来越广泛，需要一种系统来管理和协调它们的任务执行。尽管该系统考虑了机器人集群管理的多个方面，但在应对规模较大的机器人集群时，可能会面临一定的扩展性问题，特别是在任务配置和路径规划方面，导致机器人无法进行更好的管理。因此，有必要提供一种煤矿机器人集群管理系统解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种煤矿机器人集群管理系统，解决了应对规模较大的机器人集群时，可能会面临一定的扩展性问题，特别是在任务配置和路径规划方面的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种煤矿机器人集群管理系统，由调度系统和指挥系统组成，包括：所述调度系统包括信息采集模块、任务配置模块、地图构建模块、路线生成模块和信息存储模块；所述信息存储模块用于对采集GIS数据、机器人信息、传感器工作信息进行存储；所述信息采集模块用于采集GIS数据、任务信息和获取机器人信息。

所述任务配置模块用于接收机器人信息和任务信息，对其进行任务调配处理，获取任务信息和机器人信息，以此构建机器人任务分配模型；其中任务信息包括任务的起始点、目标点、任务优先级和时间限制，机器人信息包括机器人的位置信息、能力信息、速度信息、寿命信息、负载能力；构建机器人任务分配模型，具体为。

获取任务信息和机器人信息，建立以任务信息和机器人信息内的参数为基础的集合，并表示为G = (V，A)；其中，V表示任务信息的集合，V={1，2，3，4，……，s}表示为有s个任务，A表示为机器人信息的集合，并建立机器人与任务之间的距离关系，表示为C={cij；其中i和j属于V}；以此构建机器人任务分配模型，具体模型表示如下：建立任务与机器人之间的目标函数，表示为；限制每个机器人和任务的配对数量的关系，表示为，/>；m表示机器人的数量；设定对目标函数的约束关系，表示为；/>；/>；对避免任务出现循环或重复执行进行限制表示为/>；定义机器人与任务之间的配对关系，表示为/>。

所述地图构建模块用于接收GIS数据，据此利用WebGL技术构建基于机器人应用场景的交互式地图模型；所述路线生成模块用于在机器人接收到任务时，将机器人的当前位置和任务位置作为输入到交互式地图模型中，基于导航技术所提供的路径规划算法，计算得到机器人的行走路线，并基于实际路况进行路径优化处理，以得到实时修正路线。

所述指挥系统包括机器采集模块、机器评估模块及GIS平台；所述机器采集模块用于采集机器人信息、作业环境信息；所述机器评估模块用于接收机器人信息，并进行评估分析处理，得到机器评估值。

所述GIS平台用于对信息存储模块内的信息进行浏览、查询、编辑和路径回放；所述GIS平台通过物联网与智能终端进行通信连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述GIS平台内设置有机器注册模块；所述机器注册模块内设置有注册单元、注销单元。

所述注册单元用于提交未知机器人信息进行注册，未知机器人信息包括机器人网络连接信息、运行信息、能力信息、标识信息；将注册过的未知机器人标记为机器人；将机器人信息发送到信息存储模块进行存储。

所述注销单元用于对机器人进行注销，将注销成功的机器人标记为注销机器人；对注销机器人信息进行信息留存处理，以得到注销机器人的留存信息，并将其发送到信息存储模块进行存储；在生成注销机器人的留存信息时，生成信息删除指令，信息删除指令用于对信息存储模块中注销机器人信息进行删除。

作为本发明的一种优选实施方式，所述路线生成模块内设置有路径优化单元。

所述路径优化单元用于对实际路况进行路径优化处理，在机器人行走时，利用高清摄像头获取机器人行走方向的图像信息，使用Canny边缘检测算法从图像信息提取路面边缘，使用曲率计算方法计算，由路面边缘构建边缘平面坐标系，将路面边缘在边缘平面坐标系中的点标记为边缘点，以边缘点为圆心，再以预设半径画圆得到邻近点集，计算邻近点集内所有边缘点与圆心的距离；使用二维曲率定义计算曲率；再使用数值微分近似对曲率进行转化，得到路面的弯曲程度的估量值并记为路弯值；使用激光传感器提取路面边缘的高度，由路面边缘的高度构建离散高度序列；利用方差公式，得到高度变化值；将状态值与预设的正常阈值进行比对，若状态值不处于预设的正常阈值，则将该路面的位置标记为颠簸位置；获取机器人行走装置接触地面的位置，并将其与颠簸位置进行配对，若配对成功，则生成颠簸避开策略；颠簸避开策略用于使用路径规划算法根据颠簸位置重新规划路线生成实时修正路线，控制机器人根据实时修正路线行进。

作为本发明的一种优选实施方式，所述机器评估模块用于接收机器人信息，并进行评估分析处理，具体为。

获取机器人执行任务的行走路线以及相应行走时长，对其进行均值计算得到行走均时；获取机器人在到达任务位置的真实位置，将其与任务位置进行欧式距离计算公式得到位置实际误差，将该机器人所有的位置实际误差的平方的均值计算后，再进行开方处理，以得到定位准确值；获取机器人的电池续航时间，将同种类任务的电池续航时间进行均值计算得到任务对应的任务续航均时；对行走均时、定位准确值和任务续航均时进行权重加权计算处理，得到机器评估值。

作为本发明的一种优选实施方式，所述机器采集模块包括多个用于采集机器人的本体信息和作业环境信息的传感器，所述信息采集模块均设置在机器人的应用场景内，包括多个用于采集GIS数据和机器人信息的传感器。

作为本发明的一种优选实施方式，所述机器采集模块和信息采集模块的内部均设置有传感器采集单元；所述传感器采集单元用于采集本体信息和作业环境信息的传感器的工作信息，并将其发送到信息存储模块。

作为本发明的一种优选实施方式，所述调度系统还包括采集评估模块和采集处理模块。

所述采集评估模块用于接收传感器的工作信息，并进行评估分析，以得到传感器的评估值；设定传感器评估值的正常阈值，当传感器的评估值不处于传感器设定的正常阈值，则生成传感器对应的采集运维信令。

所述采集处理模块用于接收采集运维信令和人员信息并进行运维数据分析，以得到对应的运维人员；将采集运维信令和对应的传感器编号、位置发送到运维人员的智能终端；运维人员通过智能终端接收到采集运维信令及对应传感器编号、位置、型号后，对传感器进行运维处理。

与相关技术相比较，本发明提供的一种煤矿机器人集群管理系统具有如下有益效果。

1、 本发明通过任务配置模块进行任务调配处理，构建机器人任务分配模型，可以根据机器人的位置、能力、速度等信息，以及任务的起始点、目标点、优先级等信息，智能地分配任务给合适的机器人，有助于提高任务执行的效率和质量。

2、 本发明通过路径优化单元，根据路面的弯曲程度和高度变化值以得到路面的状态值，根据路面状态值生成颠簸避开策略重新规划路径，从而使机器人能够根据实时修正路线行进以避免颠簸位置，保证机器人行走在较为平整的路面上，减少颠簸和震动对机器人和载荷的影响，提高行走的安全性和稳定性，提高机器人行走的效率、减少机器人的震动和颠簸、保护机器人和载荷的安全性，以及提高机器人行走的稳定性。

3、 本发明通过采集评估模块对机器人的传感器进行评估分析，并根据传感器的评估值生成采集运维信令，由采集处理模块准确找到合适的维护人员并指导进行维护处理，提高机器人的工作效率以及其传感器采集信息的准确性。

综上所述，本发明通过信息采集、任务配置、地图构建和指挥决策等模块的有机组合，提供了智能化的机器人管理和调度功能，有助于提升工作效率、优化任务执行和实现远程监控与管理。

附图说明

图1为本发明提供的一种煤矿机器人集群管理系统的实施例1的原理框图。

图2为本发明提供的一种煤矿机器人集群管理系统的实施例2的原理框图。

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。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“一组”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

请结合参阅图1：一种煤矿机器人集群管理系统，由调度系统和指挥系统组成，包括：调度系统包括信息采集模块、任务配置模块、地图构建模块、路线生成模块和信息存储模块；信息存储模块用于对采集GIS数据、机器人信息、传感器工作信息进行存储；信息采集模块用于采集GIS数据、任务信息和获取机器人信息。

任务配置模块用于接收机器人信息和任务信息，对其进行任务调配处理，获取任务信息和机器人信息，以此构建机器人任务分配模型；其中任务信息包括任务的起始点、目标点、任务优先级和时间限制，机器人信息包括机器人的位置信息、能力信息、速度信息、寿命信息、负载能力；其中，构建机器人任务分配模型，具体为。

获取任务信息和机器人信息，建立以任务信息和机器人信息内的参数为基础的集合，并表示为G = (V，A)；其中，V表示任务信息的集合，V={1，2，3，4，……，s}表示为有s个任务，A表示为机器人信息的集合，并建立机器人与任务之间的距离关系，表示为C={cij；其中i和j属于V}；以此构建机器人任务分配模型，具体模型表示如下。

建立任务与机器人之间的目标函数，表示为。

限制每个机器人和任务的配对数量的关系，表示为，/>；m表示机器人的数量。

设定对目标函数的约束关系，表示为；/>；。

对避免任务出现循环或重复执行进行限制表示为。

定义机器人与任务之间的配对关系，表示为。

地图构建模块用于接收GIS数据，据此利用WebGL技术构建基于机器人应用场景的交互式地图模型；路线生成模块用于在机器人接收到任务时，将机器人的当前位置和任务位置作为输入到交互式地图模型，且基于导航技术所提供的路径规划算法，计算得到机器人的行走路线，并基于实际路况进行路径优化处理，以得到实时修正路线。

指挥系统包括机器采集模块、机器评估模块及GIS平台；机器采集模块用于采集机器人信息、作业环境信息。

机器评估模块用于接收机器人信息，并进行评估分析处理，具体为。

获取机器人执行任务的行走路线以及相应行走时长，对其进行均值计算得到行走均时；获取机器人在到达任务位置的真实位置，将其与任务位置进行欧式距离计算公式得到位置实际误差，将该机器人所有的位置实际误差的平方的均值计算后，再进行开方处理，以得到定位准确值；获取机器人的电池续航时间，将同种类任务的电池续航时间进行均值计算得到任务对应的任务续航均时；对行走均时、定位准确值和任务续航均时进行权重加权计算处理，得到机器评估值。

GIS平台用于对信息存储模块内的信息进行浏览、查询、编辑和路径回放；GIS平台通过物联网与智能终端进行通信连接。

需要说明的是，指挥系统中还包括系统配置模块，系统配置模块用于配置系统的参数和设置，具体为网络连接、安全设置、联动逻辑；指挥系统还包括语音交互模块，指挥人员使用智能终端发送语音控制指令到机器人，机器人接收到语音指令以执行相应控制操作；指挥系统还包括云平台，云平台通过物联网与机器人、智能终端通信连接，指挥人员使用智能终端查看机器人的作业环境信息，或发送机器人对应的控制指令以执行相应操作；通过云平台将机器人作业现场情况展现给指挥人员，方便指挥人员根据现场情况指定事件处置方案，有助于实现对各机器人的调度指挥；其中，机器人的类型包括但不限于煤仓巡检机器人、井下管路安装机器人、井下搬运机器人、巷道修复机器人、智能喷浆机器人、水仓清淤机器人及井上选矸机器人。

在本申请中，GIS平台内设置有机器注册模块；机器注册模块内设置有注册单元、注销单元。

注册单元用于提交未知机器人信息进行注册，未知机器人信息包括机器人网络连接信息、运行信息、能力信息、标识信息；将注册过的未知机器人标记为机器人；将机器人信息发送到信息存储模块进行存储。

注销单元用于对机器人进行注销，将注销成功的机器人标记为注销机器人；对注销机器人信息进行信息留存处理，以得到注销机器人的留存信息，留存信息包括工作时长、机器型号、注销日期、注销原因、采取措施，并将其发送到信息存储模块进行存储；在生成注销机器人的留存信息时，生成信息删除指令，信息删除指令用于对信息存储模块中注销机器人信息进行删除。

在本申请中，路线生成模块内设置有路径优化单元。

路径优化单元用于对实际路况进行路径优化处理，在机器人行走时，利用高清摄像头获取机器人行走方向的图像信息，使用Canny边缘检测算法从图像信息提取路面边缘，使用曲率计算方法计算，由路面边缘构建边缘平面坐标系，将路面边缘在边缘平面坐标系中的点标记为边缘点，以边缘点为圆心P（x，y），再以预设半径画圆得到邻近点集，计算邻近点集内所有边缘点与圆心的距离，设定邻近点集内其它边缘点表示为Q，利用公式d= sqrt[(xQ - xP)² + (yQ - yP)²]。

使用二维曲率定义计算曲率，利用公式，其中ρ为设定的预设半径； 再使用数值微分近似对曲率进行转化，表示为，得到路面的弯 曲程度的估量值并记为路弯值；其中dx和dy分别是点P周围邻近点的水平和垂直偏移量， d2x和d2y分别是水平和垂直方向上的二阶偏导数；使用激光传感器提取路面边缘的高度， 由路面边缘的高度构建离散高度序列并表示为T= [t1，t2，...，tn]；利用方差公式，得到高度变化值；其中te表示路面边缘在第e个位置的高度的数值，表 示路面边缘高度的均值。

对路弯值、高度变化值进行加权计算，利用公式KG=K*a1+G*a2，得到路面的状态值KG；其中a1、a2表示路弯值、高度变化值所对应的权重系数；将状态值与预设的正常阈值进行比对，若状态值不处于预设的正常阈值，则将该路面的位置标记为颠簸位置；获取机器人行走装置接触地面的位置，并将其与颠簸位置进行配对，若配对成功，则生成颠簸避开策略；颠簸避开策略用于使用路径规划算法根据颠簸位置重新规划路线生成实时修正路线，控制机器人根据实时修正路线行进。

在本申请中，机器评估模块用于接收机器人信息，并进行评估分析处理，具体为。

获取机器人执行任务的行走路线以及相应行走时长，对其进行均值计算得到行走均时；获取机器人在到达任务位置的真实位置，将其与任务位置进行欧式距离计算公式得到位置实际误差，将该机器人所有的位置实际误差的平方的均值计算后，再进行开方处理，以得到定位准确值；获取机器人的电池续航时间，将同种类任务的电池续航时间进行均值计算得到任务对应的任务续航均时；对行走均时、定位准确值和任务续航均时进行权重加权计算处理，得到机器评估值。

本发明提供的一种煤矿机器人集群管理系统的工作原理如下。

在本发明使用时，任务配置模块用于接收机器人信息和任务信息，在生成任务时，根据任务优先级、时间限制等要素进行任务调配处理，在任务调配过程中，会构建机器人任务分配模型，该模型基于任务信息和机器人信息的参数建立集合，并确定机器人与任务之间的距离关系，且通过优化目标函数、限制机器人和任务配对数量及避免循环或重复执行等约束条件，确定最佳的机器人任务分配；同时，路线生成模块在机器人接收到任务后，根据机器人的当前位置和任务位置，使用导航技术提供的路径规划算法计算机器人的行走路线，并且还会根据实际路况进行路径优化处理，以得到实时修正路线，控制作业机器人按照实时修正路线行进。

机器评估模块接收机器人信息，并进行评估分析处理，通过计算机器人行走路线的均值，以及计算机器人定位准确度，计算机器人的电池续航时间；并根据任务类型计算任务对应的续航均值；通过对行走路线均值、定位准确度和任务续航均值进行权重加权计算，得出机器人在执行对应任务类型的机器评估值。

实施例2。

请结合参阅图2所示，基于本申请的实施例1提供的机器人集群管理系统，本申请的实施例2提出另一种煤矿机器人集群管理系统。实施例2仅仅是实施例1优选的方式，实施例2的实施对实施例1的单独实施不会造成影响。

具体的，本申请的实施例2提供的机器人集群管理系统的不同之处在于。

在本申请中，机器采集模块包括多个用于采集机器人的本体信息和作业环境信息的传感器，信息采集模块均设置在机器人的应用场景内，包括多个用于采集GIS数据和机器人信息的传感器。

在本申请中，机器采集模块和信息采集模块的内部均设置有传感器采集单元；传感器采集单元用于采集本体信息和作业环境信息的传感器的工作信息，并将其发送到信息存储模块。

在本申请中，调度系统还包括采集评估模块和采集处理模块。

采集评估模块用于接收传感器的工作信息，并进行评估分析，具体为。

获取传感器距离当前时刻最近的运维时刻，将该运维时刻标记为第一时刻；若无运维时刻，则将传感器的出厂时刻标记为第一时刻；对当前时刻与第一时刻进行时刻差计算，得到对应传感器的未维时长；设定传感器的未维阈值，将未维阈值减去未维时长得到未维差值并标记为GY。

获取传感器在第一时刻与当前时刻之间所有的所处环境温度，对环境温度进行筛选，将不处于环境温度的正常温度阈值的环境温度标记为异常温度；将异常温度所处的时区标记为异温时区，将异温时区内最大的环境温度标记为异高温值GT1，对异温时区进行计算得到异温时长，将所有异温时区的异温时长进行均值计算得到异温均值并标记为GT2；对异温均值、异高温值进行计算，利用公式GT=GT1*b1+GT2*b2，得到温感影响值GT；其中，b1、b2分别表示传感器的异温均值、异高温值所对应的权重因子。

对传感器的未维差值、温感影响值进行归一化计算，利用公式，以得到传感器的评估值GYT；设定传感器评估值的正常阈值，当传感器的评估值不处于传感器设定的正常阈值，则生成传感器对应的采集运维信令。

采集处理模块用于接收采集运维信令和人员信息并进行运维数据分析，获取采集运维信令所对应传感器的工作人员，向工作人员的智能终端反馈信息获取指令以获得工作人员的当前位置、工作状态，工作状态包括忙碌、闲置；提取闲置状态的工作人员，若无闲置状态的工作人员，则提取忙碌状态的工作人员；将提取的工作人员的当前位置与采集运维信令对应传感器对应的位置进行距离计算以得到运维间距并标记为YW1；获取工作人员的当月运维次数、工龄并分别标记为YW2和YW3；将当月运维次数、工龄、运维间距标记为人员信息；将运维间距、当月运维次数、工龄进行归一化处理，利用公式，得到工作人员的运维值YW；将运维值最大的工作人员标记为运维人员。

将采集运维信令和对应的传感器编号、位置发送到运维人员的智能终端；运维人员通过智能终端接收到采集运维信令及对应传感器编号、位置、型号后，对传感器进行运维处理。

本发明实施例2提供的一种煤矿机器人集群管理系统的工作原理如下。

在使用时，采集评估模块获取机器人的各种传感器的工作信息，并进行评估分析，以得到传感器的评估值，当传感器的评估值不处于传感器设定的正常阈值，则生成传感器对应的采集运维信令，将采集运维信令和对应的传感器编号、位置发送到运维人员的智能终端，使运维人员及时对传感器进行调控，有助于及时发现和解决传感器故障，提高系统的稳定性和可靠性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种煤矿机器人集群管理系统，由调度系统和指挥系统组成，其特征在于，包括：所述调度系统包括信息采集模块、任务配置模块、地图构建模块、路线生成模块和信息存储模块；所述信息存储模块用于对GIS数据、机器人信息、传感器工作信息进行存储；所述信息采集模块用于采集GIS数据、任务信息和获取机器人信息；

所述任务配置模块用于接收机器人信息和任务信息，对其进行任务调配处理，获取任务信息和机器人信息，以此构建机器人任务分配模型；其中任务信息包括任务的起始点、目标点、任务优先级和时间限制，机器人信息包括机器人的位置信息、能力信息、速度信息、寿命信息和负载能力；

所述地图构建模块用于接收GIS数据，据此利用WebGL技术构建基于机器人应用场景的交互式地图模型；所述路线生成模块用于在机器人接收到任务时，将机器人的当前位置和任务位置作为输入到交互式地图模型中，基于导航技术所提供的路径规划算法，计算得到机器人的行走路线，并基于实际路况进行路径优化处理，以得到实时修正路线；

所述指挥系统包括机器采集模块、机器评估模块及GIS平台；所述机器采集模块用于采集机器人信息、作业环境信息；所述机器评估模块用于接收机器人信息，并进行评估分析处理，得到机器评估值；

所述GIS平台用于对信息存储模块内的信息进行浏览、查询、编辑和路径回放；所述GIS平台通过物联网与智能终端进行通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿机器人集群管理系统，其特征在于，所述GIS平台内设置有机器注册模块；所述机器注册模块内设置有注册单元、注销单元；

所述注册单元用于提交未知机器人信息进行注册，未知机器人信息包括机器人网络连接信息、运行信息、能力信息、标识信息；将注册过的未知机器人标记为机器人；将机器人信息发送到信息存储模块进行存储；

所述注销单元用于对机器人进行注销，将注销成功的机器人标记为注销机器人；对注销机器人信息进行信息留存处理，以得到注销机器人的留存信息，并将其发送到信息存储模块进行存储；在生成注销机器人的留存信息时，生成信息删除指令，信息删除指令用于对信息存储模块中注销机器人信息进行删除。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿机器人集群管理系统，其特征在于，所述路线生成模块内设置有路径优化单元；

所述路径优化单元用于对实际路况进行路径优化处理，在机器人行走时，利用高清摄像头获取机器人行走方向的图像信息，使用Canny边缘检测算法从图像信息提取路面边缘，使用曲率计算方法计算，由路面边缘构建边缘平面坐标系，将路面边缘在边缘平面坐标系中的点标记为边缘点，以边缘点为圆心，再以预设半径画圆得到邻近点集，计算邻近点集内所有边缘点与圆心的距离；使用二维曲率定义计算曲率；再使用数值微分近似对曲率进行转化，得到路面的弯曲程度的估量值并记为路弯值；使用激光传感器提取路面边缘的高度，由路面边缘的高度构建离散高度序列；利用方差公式，得到高度变化值；将状态值与预设的正常阈值进行比对，若状态值不处于预设的正常阈值，则将该路面的位置标记为颠簸位置；获取机器人行走装置接触地面的位置，并将其与颠簸位置进行配对，若配对成功，则生成颠簸避开策略；颠簸避开策略用于使用路径规划算法根据颠簸位置重新规划路线生成实时修正路线，控制机器人根据实时修正路线行进。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿机器人集群管理系统，其特征在于，构建机器人任务分配模型，具体为：

获取任务信息和机器人信息，建立以任务信息和机器人信息内的参数为基础的集合，并表示为G = (V，A)；其中，V表示任务信息的集合，V={1，2，3，4，……，s}表示为有s个任务，A表示为机器人信息的集合，并建立机器人与任务之间的距离关系，表示为C={cij；其中i和j属于V}；以此构建机器人任务分配模型，具体模型表示如下：建立任务与机器人之间的目标函数，表示为；限制每个机器人和任务的配对数量的关系，表示为，/>；设定对目标函数的约束关系，表示为/>；；/>；对避免任务出现循环或重复执行进行限制表示为/>；定义机器人与任务之间的配对关系，表示为/>。

5.根据权利要求1所述的一种煤矿机器人集群管理系统，其特征在于，所述机器评估模块用于接收机器人信息，并进行评估分析处理，具体为：

获取机器人执行任务的行走路线以及相应行走时长，对其进行均值计算得到行走均时；获取机器人在到达任务位置的真实位置，将其与任务位置进行欧式距离计算公式得到位置实际误差，将该机器人所有的位置实际误差的平方的均值计算后，再进行开方处理，以得到定位准确值；获取机器人的电池续航时间，将同种类任务的电池续航时间进行均值计算得到任务对应的任务续航均时；对行走均时、定位准确值和任务续航均时进行权重加权计算处理，得到机器评估值。

6.根据权利要求1所述的一种煤矿机器人集群管理系统，其特征在于，所述机器采集模块包括多个用于采集机器人的本体信息和作业环境信息的传感器，所述信息采集模块均设置在机器人的应用场景内，包括多个用于采集GIS数据和机器人信息的传感器。

7.根据权利要求6所述的一种煤矿机器人集群管理系统，其特征在于，所述机器采集模块和信息采集模块的内部均设置有传感器采集单元；所述传感器采集单元用于采集本体信息和作业环境信息的传感器的工作信息，并将其发送到信息存储模块。

8.根据权利要求7所述的一种煤矿机器人集群管理系统，其特征在于，所述调度系统还包括采集评估模块和采集处理模块；

所述采集评估模块用于接收传感器的工作信息，并进行评估分析，以得到传感器的评估值；设定传感器评估值的正常阈值，当传感器的评估值不处于传感器设定的正常阈值，则生成传感器对应的采集运维信令；

所述采集处理模块用于接收采集运维信令和人员信息并进行运维数据分析，以得到对应的运维人员；将采集运维信令和对应的传感器编号、位置发送到运维人员的智能终端；运维人员通过智能终端接收到采集运维信令及对应传感器编号、位置、型号后，对传感器进行运维处理。