CN117193091A - 一种井下智能车的信息采集系统搭载平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及信息采集技术领域，公开了一种井下智能车的信息采集系统搭载平台，包括载具驱动模块，用于控制井下智能车行走和转向，机械臂驱动模块，用于调节车载机械臂的运动轨迹，导航模块，用于井下智能车的自动驾驶、定位、线路控制和避障，图像采集模块，用于对井下场景进行画面拍摄，信息采集模块，用于对井下环境信息进行采集，信息处理模块，用于对采集的图像和环境信息进行处理和传输。本发明通过增加机械臂驱动模块，使得采用井下环境信息的电子元件均可以安装在机械臂上，利用机械臂的灵活调整，可以更好地采集井下信息，增加智能车导航模块，配合转向驱动单元完成行走过程中的自动避障，更好地满足信息的采集过程。
Description
技术领域
本发明涉及信息采集技术领域，具体为一种井下智能车的信息采集系统搭载平台。
背景技术
煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域，当煤层离地表远时，一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭，此为井工煤矿，为了提高井工煤矿开采时的安全性，通常会利用井下智能巡检车对井下环境和结构进行信息采集，方便工作人员了解井下情况。
目前井下智能车的信息采集手段大多包括井下图像信息采集和井下环境信息采集，即利用智能车携带摄像探头进行井下拍照和利用传感器采集井下环境信息，但由于井下智能车本身的限制，会导致信息采集不够全面，且井下道路中存在大量岩石障碍，会导致智能车行走时产生诸多障碍，影响信息采集过程，普通摄像探头也难以将井下状况进行全面拍摄，受限程度大。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种井下智能车的信息采集系统搭载平台，解决了井下智能车本身的限制，会导致信息采集不够全面和智能车行走时产生诸多障碍，影响信息采集过程的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种井下智能车的信息采集系统搭载平台，包括车载控制平台和计算机云台，所述车载控制平台和计算机云台之间通过谐振天线建立通讯连接，所述车载控制平台包括：
载具驱动模块，用于控制井下智能车行走和转向；
机械臂驱动模块，用于调节车载机械臂的运动轨迹；
导航模块，用于井下智能车的自动驾驶、定位、线路控制和避障；
图像采集模块，用于对井下场景进行画面拍摄；
信息采集模块，用于对井下环境信息进行采集；
信息处理模块，用于对采集的图像和环境信息进行处理和传输。
优选的，所述载具驱动模块包括行走驱动单元和转向驱动单元，所述行走驱动单元包括安装在井下智能车底部的四组行走轮，用于控制行走轮移动的行走电机和行走电机控制器，所述转向驱动单元包括安装在井下智能车底部的转向轮，用于控制转向轮旋转的转向电机和转向电机控制器。
优选的，所述机械臂驱动模块包括高度调节单元、角度调节单元和激光测距单元，所述高度调节单元电连接有伸缩气缸，所述角度调节单元电连接有旋转电机，所述激光测距单元电连接有红外测距传感器。
优选的，所述导航模块包括北斗定位单元、线路预设单元、自动驾驶单元和智能避障单元，所述北斗定位单元与北斗卫星定位仪建立电性连接，所述线路预设单元电连接有线路生成单元，所述自动驾驶单元与激光导航传感器建立电性连接，所述智能避障单元与超声波传感器建立电性连接。
优选的，所述图像采集模块包括摄像单元、探头调节单元和灯光调节单元，所述摄像单元与高清摄像探头建立电性连接，用于采集井下环境画面，所述探头调节单元与六轴传感器建立电性连接，用于调节高清摄像探头的拍摄角度，所述灯光调节单元与LED灯光组建立电性连接，用于在光线较暗的环境下进行照明。
优选的，所述信息采集模块包括温湿度传感器、瓦斯浓度传感器、二氧化碳传感器和粉尘浓度传感器，用于获取井下温湿度、瓦斯浓度、二氧化碳浓度和粉尘浓度数据。
优选的，所述信息处理模块包括图像优化单元、图像传输单元、数据整合单元和数据传输单元，用于将拍摄的图像进行优化传输以及采集的井下环境数据进行整合传输。
本发明提供了一种井下智能车的信息采集系统搭载平台。具备以下有益效果：
1、本发明通过增加机械臂驱动模块，使得采用井下环境信息的电子元件均可以安装在机械臂上，利用机械臂的灵活调整，可以更好地采集井下信息，同时图像采集模块增加探头调节单元和灯光调节单元，可以更好地对井下环境进行拍照，获取更多信息，给工作人员带来便利。
2、本发明增加智能车导航模块，可以对智能车进行实时定位和生成智能的行走路线，利用激光导航传感器完成自动行驶，智能程度更高，同时增加智能避障单元，利用超声波传感器对行走路径中存在的障碍进行探测，再利用转向驱动单元控制智能车转向，完成自动避障过程，更好地满足信息的采集过程。
附图说明
图1为本发明的系统架构图；
图2为本发明中车载控制平台的系统架构图；
图3为本发明中载具驱动模块的系统结构图；
图4为本发明中机械臂驱动模块的系统结构图；
图5为本发明中导航模块的系统结构图；
图6为本发明中图像采集模块的系统结构图；
图7为本发明中信息采集模块的系统结构图；
图8为本发明中信息处理模块的系统结构图。
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、完整的描述，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。
实施例：
请参阅附图1-附图8，本发明实施例提供一种井下智能车的信息采集系统搭载平台，包括车载控制平台和计算机云台，车载控制平台和计算机云台之间通过谐振天线建立通讯连接，车载控制平台包括：
载具驱动模块，用于控制井下智能车行走和转向，机械臂驱动模块，用于调节车载机械臂的运动轨迹，导航模块，用于井下智能车的自动驾驶、定位、线路控制和避障，图像采集模块，用于对井下场景进行画面拍摄，信息采集模块，用于对井下环境信息进行采集，信息处理模块，用于对采集的图像和环境信息进行处理和传输。
本实施例中，载具驱动模块包括行走驱动单元和转向驱动单元，行走驱动单元包括安装在井下智能车底部的四组行走轮，用于控制行走轮移动的行走电机和行走电机控制器，用于控制井下智能的启停，转向驱动单元包括安装在井下智能车底部的转向轮，用于控制转向轮旋转的转向电机和转向电机控制器，用于控制井下智能车的转向。
进一步的，机械臂驱动模块包括高度调节单元、角度调节单元和激光测距单元，高度调节单元电连接有伸缩气缸，角度调节单元电连接有旋转电机，分别实现对机械臂的上下伸缩和旋转，激光测距单元电连接有红外测距传感器，可以感应机械臂与障碍物之间的距离。
具体的，通过在智能车上增加机械臂，将电子元件装载到机械臂上，通过控制机械臂的运动，实现更全面的信息采集过程，同时机械臂上增加红外测距传感器，可以感应机械臂与障碍物之间的距离，实现自动躲避功能。
进一步的，导航模块包括北斗定位单元、线路预设单元、自动驾驶单元和智能避障单元，北斗定位单元与北斗卫星定位仪建立电性连接，可以对智能车进行实时定位，方便工作人员掌握位置信息，线路预设单元电连接有线路生成单元，可以生产行驶路线，方便自动驾驶，自动驾驶单元与激光导航传感器建立电性连接，智能避障单元与超声波传感器建立电性连接，包括超声波发生器和超声波接收器，安装在智能车的前后端，通过发出超声波并接收来判断前方是否存在障碍物，如果存在障碍物，则利用转向驱动机构控制智能车转向，完成绕行避障动作。
进一步的，图像采集模块包括摄像单元、探头调节单元和灯光调节单元，摄像单元与高清摄像探头建立电性连接，用于采集井下环境画面，探头调节单元与六轴传感器建立电性连接，高清摄像探头安装在六轴陀螺仪上，用于实现拍摄角度的调节，用于调节高清摄像探头的拍摄角度，灯光调节单元与LED灯光组建立电性连接，用于在光线较暗的环境下进行照明，LED灯光组上加设光照度传感器，可以根据具体的光线强度选择开启或关闭LED灯光组。
进一步的，信息采集模块包括温湿度传感器、瓦斯浓度传感器、二氧化碳传感器和粉尘浓度传感器，用于获取井下温湿度、瓦斯浓度、二氧化碳浓度和粉尘浓度数据，温湿度传感器、瓦斯浓度传感器、二氧化碳传感器和粉尘浓度传感器均安装在智能车的机械臂上，可以更好地采集获取井下信息。
进一步地，信息处理模块包括图像优化单元、图像传输单元、数据整合单元和数据传输单元，用于将拍摄的图像进行优化传输以及采集的井下环境数据进行整合传输。
具体地，通过图像优化单元对采集的图片进行优化后再通过图像传输单元向外传输，数据整合单元则将采集的温湿度、瓦斯浓度、二氧化碳浓度和粉尘浓度数据进行整合，再通过数据传输单元向外传输。
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 (7)
1.一种井下智能车的信息采集系统搭载平台，包括车载控制平台和计算机云台，其特征在于，所述车载控制平台和计算机云台之间通过谐振天线建立通讯连接，所述车载控制平台包括：
载具驱动模块，用于控制井下智能车行走和转向；
机械臂驱动模块，用于调节车载机械臂的运动轨迹；
导航模块，用于井下智能车的自动驾驶、定位、线路控制和避障；
图像采集模块，用于对井下场景进行画面拍摄；
信息采集模块，用于对井下环境信息进行采集；
信息处理模块，用于对采集的图像和环境信息进行处理和传输。
2.根据权利要求1所述的一种井下智能车的信息采集系统搭载平台，其特征在于，所述载具驱动模块包括行走驱动单元和转向驱动单元，所述行走驱动单元包括安装在井下智能车底部的四组行走轮，用于控制行走轮移动的行走电机和行走电机控制器，所述转向驱动单元包括安装在井下智能车底部的转向轮，用于控制转向轮旋转的转向电机和转向电机控制器。
3.根据权利要求1所述的一种井下智能车的信息采集系统搭载平台，其特征在于，所述机械臂驱动模块包括高度调节单元、角度调节单元和激光测距单元，所述高度调节单元电连接有伸缩气缸，所述角度调节单元电连接有旋转电机，所述激光测距单元电连接有红外测距传感器。
4.根据权利要求1所述的一种井下智能车的信息采集系统搭载平台，其特征在于，所述导航模块包括北斗定位单元、线路预设单元、自动驾驶单元和智能避障单元，所述北斗定位单元与北斗卫星定位仪建立电性连接，所述线路预设单元电连接有线路生成单元，所述自动驾驶单元与激光导航传感器建立电性连接，所述智能避障单元与超声波传感器建立电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种井下智能车的信息采集系统搭载平台，其特征在于，所述图像采集模块包括摄像单元、探头调节单元和灯光调节单元，所述摄像单元与高清摄像探头建立电性连接，用于采集井下环境画面，所述探头调节单元与六轴传感器建立电性连接，用于调节高清摄像探头的拍摄角度，所述灯光调节单元与LED灯光组建立电性连接，用于在光线较暗的环境下进行照明。
6.根据权利要求1所述的一种井下智能车的信息采集系统搭载平台，其特征在于，所述信息采集模块包括温湿度传感器、瓦斯浓度传感器、二氧化碳传感器和粉尘浓度传感器，用于获取井下温湿度、瓦斯浓度、二氧化碳浓度和粉尘浓度数据。
7.根据权利要求1所述的一种井下智能车的信息采集系统搭载平台，其特征在于，所述信息处理模块包括图像优化单元、图像传输单元、数据整合单元和数据传输单元，用于将拍摄的图像进行优化传输以及采集的井下环境数据进行整合传输。
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