CN117664602B - 一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法及装置 - Google Patents

一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法及装置，包括以下步骤：S1、采集矿车制动过程的工况、制动区域；S2、根据矿车制动过程的工况计算矿车的制动扭矩；S3、将S2得到的制动扭矩与历史数据库中同等工况及同等制动区域的制动数据的制动扭矩对比，根据对比结果判断矿车制动性能是否合格。本发明有益效果：通过比对相同工况和制动区域内的制动扭矩，可以客观体现车辆当前的制动性能，无需计算刹车频率提高了计算效率的同时，还能保证监控过程的准确性，进而保证了车辆运行过程中的安全性。

Description

一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法及装置
技术领域
本发明属于无人驾驶技术领域，尤其是涉及一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法及装置。
背景技术
无人驾驶矿车在矿场的生产运营过程中有重要的作用，矿车的制动性能关系着矿车的运行过程的安全性，当前的无人驾驶矿车制动性能的监控方法主要还是根据有人驾驶车辆中驾驶员踩刹车的频率、不同材质的刹车片、不同材质的管路设置不同的系数来计算刹车性能的总指标，人工驾驶下的刹车性能评估，代入了主观监控的参数，如人工驾驶踩刹车的频率，且不同材质的制动相关器件设置不同的系数，且并未监控车辆刹车片机械磨损等因素造成的制动性能降低隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法及装置，以期解决上述部分技术问题中的至少之一。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明第一方面提供了一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法，包括以下步骤：
S1、采集矿车制动过程的工况、制动区域；
S2、根据矿车制动过程的工况计算矿车的制动扭矩；
S3、将S2得到的制动扭矩与历史数据库中同等工况及同等制动区域的制动数据的制动扭矩对比，根据对比结果判断矿车制动性能是否合格。
进一步的，所述矿车制动过程的制动区域为投入刹车时车辆后轴两侧轮胎的坐标与刹车使用结束时车辆前轴的两侧轮胎坐标组成的条形区域；
所述矿车制动过程的工况包括矿车的减速度、制动坡度、载重。
进一步的，所述S3包括以下步骤：
S31、如果历史数据库中存在与本次制动过程的工况同等且制动区域同等的历史制动数据，则进入步骤S32；
否则将本次制动过程的工况、制动区域、制动扭矩保存至历史数据库；
S32、对比本次制动过程的制动扭矩和历史数据库中的制动扭矩；
如果本次制动过程的制动扭矩大于历史数据库中的制动扭矩，则制动性能监控计次减1；
如果本次制动过程的制动扭矩小于历史数据库中的制动扭矩，则制动性能监控计次加1；
S33、当制动性能监控计次超过制动阈值时，则判定矿车制动性能不合格。
进一步的，所述S31中，如果本次制动过程与历史数据库中数据的空满载状态一致，则判定为载重同等；
如果本次制动过程与历史数据库中数据的制动坡度差值在坡度阈值范围内，则判定为制动坡度同等；
如果本次制动过程与历史数据库中数据的车辆速度差值在速度阈值范围内，则判定为车辆速度同等；
如果本次制动过程与历史数据库中数据的刹车开度差值在刹车开度阈值范围内，则判定为刹车开度同等；
如果载重、制动坡度、车辆速度、刹车开度均同等则判定为工况同等。
进一步的，所述S31中，如果本次制动过程与历史数据库中数据的制动区域存在相交，则判定为制动区域同等。
进一步的，所述S32中，如果本次制动过程的制动扭矩小于历史数据库中的制动扭矩，则制动性能监控计次加1，并将本次制动过程的工况、制动区域、制动扭矩保存至历史数据库；
将本次制动过程的数据作为历史数据库的优先对比数据与后续制动过程数据对比。
本发明第二方面提供了一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控装置，包括：
采集模块，其被配置为采集矿车制动过程的工况、制动区域；
性能分析模块，其被配置为根据矿车制动过程的工况计算矿车的制动扭矩；
数据匹配存储模块，其被配置为将性能分析模块得到的制动扭矩与历史数据库中同等工况及同等制动区域的制动数据的制动扭矩对比，根据对比结果判断矿车制动性能是否合格。
本发明第三方面提供了一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，所述处理器用于执行上述第一方面所述的方法。
本发明第四方面提供了一种服务器，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如第一方面所述的方法。
本发明第五方面提供了一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。
相对于现有技术，本发明所述的一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法具有以下有益效果：
（1）本发明所述的一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法，通过比对相同工况和制动区域内的制动扭矩，可以客观体现车辆当前的制动性能，无需计算刹车频率提高了计算效率的同时，还能保证监控过程的准确性，进而保证了车辆运行过程中的安全性。
（2）本发明所述的一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法，通过将较小制动扭矩的制动数据作为优先对比数据，提高了保证了对比结果的准确性。
（3）本发明所述的一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法，通过制动区域同等设置，不仅保证了对比数据的充足，而且还能最大程度上保证对比结果的准确性。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的监控方法流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例一：
如图1所示，一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法，包括以下步骤：
S1、采集矿车制动过程的工况、制动区域；
S2、根据矿车制动过程的工况计算矿车的制动扭矩；
S3、将S2得到的制动扭矩与历史数据库中同等工况及同等制动区域的制动数据的制动扭矩对比，根据对比结果判断矿车制动性能是否合格。
所述矿车制动过程的制动区域为投入刹车时车辆后轴两侧轮胎的坐标与刹车使用结束时车辆前轴的两侧轮胎坐标组成的条形区域；
根据刹车轨迹，条形区域可以为矩形、梯形、平行四边形。
所述矿车制动过程的工况包括矿车的减速度、制动坡度、载重。
所述S3包括以下步骤：
S31、如果历史数据库中存在与本次制动过程的工况同等且制动区域同等的历史制动数据，则进入步骤S32；
否则将本次制动过程的工况、制动区域、制动扭矩保存至历史数据库；
S32、对比本次制动过程的制动扭矩和历史数据库中的制动扭矩；
如果本次制动过程的制动扭矩大于历史数据库中的制动扭矩，则制动性能监控计次减1；
如果本次制动过程的制动扭矩小于历史数据库中的制动扭矩，则制动性能监控计次加1；
S33、当制动性能监控计次超过制动阈值时，则判定矿车制动性能不合格。制动阈值不小于10，本申请优选的制动阈值为10。
所述S31中，如果本次制动过程与历史数据库中数据的空满载状态一致，则判定为载重同等；空满载状态根据矿车执行任务获取，当矿车完成卸载任务后，输出空载；当矿车完成装载任务时，输出满载。
如果本次制动过程与历史数据库中数据的制动坡度差值在坡度阈值范围内，则判定为制动坡度同等；坡度阈值为±1°。
如果本次制动过程与历史数据库中数据的车辆速度差值在速度阈值范围内，则判定为车辆速度同等；速度阈值为2km/h。
如果本次制动过程与历史数据库中数据的刹车开度差值在刹车开度阈值范围内，则判定为刹车开度同等；刹车开度阈值为5%。
如果载重、制动坡度、车辆速度、刹车开度均同等则判定为工况同等。
所述S31中，如果本次制动过程与历史数据库中数据的制动区域存在相交，则判定为制动区域同等。
通过制动区域同等设置，不仅保证了对比数据的充足，而且还能最大程度上保证对比结果的准确性。
所述S32中，如果本次制动过程的制动扭矩小于历史数据库中的制动扭矩，则制动性能监控计次加1，并将本次制动过程的工况、制动区域、制动扭矩保存至历史数据库；
将本次制动过程的数据作为历史数据库的优先对比数据与后续制动过程数据对比。
通过将较小制动扭矩的制动数据作为优先对比数据，提高了保证了对比结果的准确性。
通过比对相同工况和制动区域内的制动扭矩，可以客观体现车辆当前的制动性能，无需计算刹车频率提高了计算效率的同时，还能保证监控过程的准确性，进而保证了车辆运行过程中的安全性。
一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控装置，包括：
采集模块，其被配置为采集矿车制动过程的工况、制动区域；
性能分析模块，其被配置为根据矿车制动过程的工况计算矿车的制动扭矩；
数据匹配存储模块，其被配置为将性能分析模块得到的制动扭矩与历史数据库中同等工况及同等制动区域的制动数据的制动扭矩对比，根据对比结果判断矿车制动性能是否合格。
若车辆处于使用制动的状态，则开始保存此时的车辆数据。其中，车辆数据包括区域位置、减速度、刹车开度、速度、坡度、空满载状态。减速度、速度、坡度可以通过定位模块获取；刹车开度可以通过底盘数据获取。
定位中心为车辆后轴中心，轴距为、左右轮胎间距为/>，投入刹车时的定位点坐标为/>、航向角为/>，结束刹车使用时定位点的坐标为/>、航向角为/>。根据上述数据，计算出开始投入刹车时车辆后轴两侧轮胎的坐标；刹车使用结束时，车辆前轴的两侧轮胎坐标。
4个坐标组成的条形区域为制动区域。
开始制动时后轴两侧轮胎坐标如下：
；
；
结束制动时前轴两侧轮胎坐标如下：
；
；
S2包括以下步骤：建立力平衡关系方程，如公式所示：
；
其中，为驱动力，/>为空气阻力，/>为滚动阻力，/>为坡道阻力，/>为加速阻力。
建立空气阻力的公式如下：
；
其中，为空气密度，通常设置为1.225kg/m3，/>为空气阻力系数，通过车辆滑行试验计算，卡车的风阻系数通常取值范围在0.4~1.0之间；/>为迎风面积，通常按照整车宽和高计算的面积80%取值，Vx为车辆速度、Vwind为风速。
建立滚动阻力的公式：
；
其中，f为滚动阻力系数，经验值取0.01~0.04，为道路坡度，m为质量，g为重力加速度。
建立坡道阻力的公式：
；
建立加速阻力的公式：
；
其中，为车辆纵向加速度，/>为加速度阻力系数。
建立车辆驱动力的公式：
；
其中，为制动扭矩，/>为行驶挡位的传动比，/>为主减速比，/>为传动效率，按照90%~98%取值，/>为轮胎半径，Ttq在减速情况下一般为负值，对应的就是制动扭矩。
把采集到的减速度、坡度、空满载质量代入后，可算出制动扭矩。
实施例二：
一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，所述处理器用于执行上述第一方面所述的方法。
实施例三：
一种服务器，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如第一方面所述的方法。
实施例四：
一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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实用各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采集矿车制动过程的工况、制动区域；
S2、根据矿车制动过程的工况计算矿车的制动扭矩；
S3、将S2得到的制动扭矩与历史数据库中同等工况及同等制动区域的制动数据的制动扭矩对比，根据对比结果判断矿车制动性能是否合格；
所述S3包括以下步骤：
S31、如果历史数据库中存在与本次制动过程的工况同等且制动区域同等的历史制动数据，则进入步骤S32；
否则将本次制动过程的工况、制动区域、制动扭矩保存至历史数据库；
S32、对比本次制动过程的制动扭矩和历史数据库中的制动扭矩；
如果本次制动过程的制动扭矩大于历史数据库中的制动扭矩，则制动性能监控计次减1；
如果本次制动过程的制动扭矩小于历史数据库中的制动扭矩，则制动性能监控计次加1；
S33、当制动性能监控计次超过制动阈值时，则判定矿车制动性能不合格。
2.根据权利要求1所述的一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法，其特征在于：所述矿车制动过程的制动区域为投入刹车时车辆后轴两侧轮胎的坐标与刹车使用结束时车辆前轴的两侧轮胎坐标组成的条形区域；
所述矿车制动过程的工况包括矿车的减速度、制动坡度、载重。
3.根据权利要求1所述的一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法，其特征在于：所述S31中，如果本次制动过程与历史数据库中数据的空满载状态一致，则判定为载重同等；
如果本次制动过程与历史数据库中数据的制动坡度差值在坡度阈值范围内，则判定为制动坡度同等；
如果本次制动过程与历史数据库中数据的车辆速度差值在速度阈值范围内，则判定为车辆速度同等；
如果本次制动过程与历史数据库中数据的刹车开度差值在刹车开度阈值范围内，则判定为刹车开度同等；
如果载重、制动坡度、车辆速度、刹车开度均同等，则判定为工况同等。
4.根据权利要求1所述的一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法，其特征在于：所述S31中，如果本次制动过程与历史数据库中数据的制动区域存在相交，则判定为制动区域同等。
5.根据权利要求1所述的一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控方法，其特征在于：所述S32中，如果本次制动过程的制动扭矩小于历史数据库中的制动扭矩，则制动性能监控计次加1，并将本次制动过程的工况、制动区域、制动扭矩保存至历史数据库；
将本次制动过程的数据作为历史数据库的优先对比数据与后续制动过程数据对比。
6.一种用于无人驾驶矿车制动性能的监控装置，其特征在于，包括：
采集模块，其被配置为采集矿车制动过程的工况、制动区域；
性能分析模块，其被配置为根据矿车制动过程的工况计算矿车的制动扭矩；
数据匹配存储模块，其被配置为得到的制动扭矩与历史数据库中同等工况及同等制动区域的制动数据的制动扭矩对比，根据对比结果判断矿车制动性能是否合格；
根据对比结果判断矿车制动性能是否合格包括以下步骤：
S31、如果历史数据库中存在与本次制动过程的工况同等且制动区域同等的历史制动数据，则进入步骤S32；
否则将本次制动过程的工况、制动区域、制动扭矩保存至历史数据库；
S32、对比本次制动过程的制动扭矩和历史数据库中的制动扭矩；
如果本次制动过程的制动扭矩大于历史数据库中的制动扭矩，则制动性能监控计次减1；
如果本次制动过程的制动扭矩小于历史数据库中的制动扭矩，则制动性能监控计次加1；
S33、当制动性能监控计次超过制动阈值时，则判定矿车制动性能不合格。
7.一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，其特征在于：所述处理器用于执行上述权利要求1-5任一所述的方法。
8.一种服务器，其特征在于：包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-5任一所述的方法。
9.一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述的方法。
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