CN117949995B - 一种基于测距雷达的煤矿车辆定位监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于测距雷达的煤矿车辆定位监测方法及系统，涉及车辆定位技术领域。所述方法包括：通过卫星定位系统，获得卫星定位信息，进而确定多个车辆的运动趋势信息，并确定是否存在目标车辆，获取目标车辆的测距雷达测量车辆周围的障碍物与目标车辆之间的距离数据，进而确定目标车辆的行驶危险性评分和目标运动趋势信息，从而在下一时刻，控制目标车辆按照目标运动趋势信息进行运动。根据本发明，可在目标车辆处于存在障碍物的狭窄矿道位置时，通过测距雷达的距离数据，确定能够提升车辆安全性的运动方式，降低了车辆发生事故的可能性，提高了车辆在煤矿中的工作安全性和效率。

Description

一种基于测距雷达的煤矿车辆定位监测方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆定位技术领域，尤其涉及一种基于测距雷达的煤矿车辆定位监测方法及系统。

背景技术

在煤矿车辆行驶时，可能会遇到狭窄的矿道路段，从而影响行车的安全，然而，卫星定位系统的定位误差相对较大，在煤矿车辆行驶于存在障碍物的狭窄的矿道路段时，难以提供精确位置，从而难以保证行车安全和行车效率。

公开于本申请背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明提供一种基于测距雷达的煤矿车辆定位监测方法及系统，能够解决煤矿车辆在狭窄路段难以进行精确定位的情况下，如何提高行车安全性的技术问题。

根据本发明的第一方面，提供一种方法,包括：

通过卫星定位系统，获得煤矿中的多个车辆在连续两个时刻的卫星定位信息；

通过所述连续两个时刻的卫星定位信息，确定多个车辆的运动趋势信息，其中，所述运动趋势信息包括运动速度和运动方向；

根据所述运动趋势信息、卫星定位系统的定位误差，以及预设的矿道位置，确定是否存在需要收集测距雷达的距离数据的目标车辆；

如果存在目标车辆，则获取目标车辆的测距雷达测量车辆周围的障碍物与目标车辆之间的距离数据；

根据所述距离数据、所述卫星定位系统的定位误差和所述运动趋势信息，确定目标车辆的行驶危险性评分；

根据所述行驶危险性评分、所述运动趋势信息和所述距离数据，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息；

在下一个时刻，控制所述目标车辆按照所述目标运动趋势信息进行运动。

根据本发明的第二方面，提供一种基于测距雷达的煤矿车辆定位监测系统，包括：

卫星定位信息获取模块，用于通过卫星定位系统，获得煤矿中的多个车辆在连续两个时刻的卫星定位信息；

运动趋势信息确定模块，用于通过所述连续两个时刻的卫星定位信息，确定多个车辆的运动趋势信息，其中，所述运动趋势信息包括运动速度和运动方向；

目标车辆确定模块，用于根据所述运动趋势信息、卫星定位系统的定位误差，以及预设的矿道位置，确定是否存在需要收集测距雷达的距离数据的目标车辆；

距离数据获取模块，如果存在目标车辆，则获取目标车辆的测距雷达测量车辆周围的障碍物与目标车辆之间的距离数据；

行驶危险性评分确定模块，用于根据所述距离数据、所述卫星定位系统的定位误差和所述运动趋势信息，确定目标车辆的行驶危险性评分；

目标运动趋势信息确定模块，用于根据所述行驶危险性评分、所述运动趋势信息和所述距离数据，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息；

目标车辆控制模块，用于在下一个时刻，控制所述目标车辆按照所述目标运动趋势信息进行运动。

根据本发明的第三方面，提供一种基于测距雷达的煤矿车辆定位监测设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行所述基于测距雷达的煤矿车辆定位监测方法。

根据本发明的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现所述基于测距雷达的煤矿车辆定位监测方法。

技术效果：根据本发明，可通过卫星定位信息确定多个车辆的运动趋势信息，并将筛选存在一定行车危险性的目标车辆，且通过测距雷达确定目标车辆与障碍物之间的距离信息，进而确定行驶危险性评分，并根据行驶危险性评分，确定目标车辆的目标运动趋势信息，进而控制目标车辆根据目标运动趋势信息行驶，从而在目标车辆处于存在障碍物的狭窄矿道位置时，通过测距雷达的距离数据，确定能够提升车辆安全性的运动方式，降低了车辆发生事故的可能性，提高了车辆在煤矿中的工作安全性和效率。在确定行驶危险性系数时，可通过卫星定位确定煤矿车辆的定位范围及预测定位范围确定筛选条件，并将符合筛选条件的车辆确定为目标车辆，从而通过测距雷达确定目标车辆与障碍物的距离数据，进而根据定位范围、预测定位范围和距离数据和预设的矿道位置的车道最窄处的宽度，确定与四个筛选条件相对应的行驶危险性评分，并对四方面的行驶危险性评分进行加权求和计算，获得目标车辆的行驶危险性评分，目标车辆的行驶危险性提供准确且客观的量化数据，为降低车辆危险性提供数据基础。在目标车辆的定位范围包括预设的矿道位置并与另一个目标车辆的定位范围存在交集，且行驶危险性评分较高时，可根据目标车辆左右两侧障碍物的距离数据及运动趋势信息，确定目标车辆的目标运动向量，进而确定目标运动趋势信息，并确定目标车辆和另一个目标车辆之间的合理的会车方式，进而控制所述目标车辆在存在障碍物的狭窄路段顺利完成会车，提高了行车安全性。在目标车辆的预测定位范围存在预设的矿道位置并与另一目标车辆的预测定位范围存在交集，且行驶危险性评分较高时，如果另一个目标车辆处于狭窄的矿道位置，则使目标车辆停止移动保证会车安全，如果另一个目标车辆没有处于狭窄的矿道位置，则根据目标车辆和另一目标车辆与两侧障碍物的距离数据、目标车辆与左侧障碍物的距离数据和运动趋势信息，确定目标车辆的目标运动向量，选择需要避让的目标车辆，帮助两个目标车辆安全会车，提高了行车安全性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本发明。根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将更清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的实施例；

图1示例性地示出根据本发明实施例的基于测距雷达的煤矿车辆定位监测方法的流程示意图；

图2示例性地示出根据本发明实施例的基于测距雷达的煤矿车辆定位监测系统的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1示例性地示出根据本发明实施例的基于测距雷达的煤矿车辆定位监测方法的流程示意图，所述方法包括：

步骤S101，通过卫星定位系统，获得煤矿中的多个车辆在连续两个时刻的卫星定位信息；

步骤S102，通过所述连续两个时刻的卫星定位信息，确定多个车辆的运动趋势信息，其中，所述运动趋势信息包括运动速度和运动方向；

步骤S103，根据所述运动趋势信息、卫星定位系统的定位误差，以及预设的矿道位置，确定是否存在需要收集测距雷达的距离数据的目标车辆；

步骤S104，如果存在目标车辆，则获取目标车辆的测距雷达测量车辆周围的障碍物与目标车辆之间的距离数据；

步骤S105，根据所述距离数据、所述卫星定位系统的定位误差和所述运动趋势信息，确定目标车辆的行驶危险性评分；

步骤S106，根据所述行驶危险性评分、所述运动趋势信息和所述距离数据，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息；

步骤S107，在下一个时刻，控制所述目标车辆按照所述目标运动趋势信息进行运动。

根据本发明的基于测距雷达的煤矿车辆定位监测方法，可通过卫星定位信息确定多个车辆的运动趋势信息，并将筛选存在一定行车危险性的目标车辆，且通过测距雷达确定目标车辆与障碍物之间的距离信息，进而确定行驶危险性评分，并根据行驶危险性评分，确定目标车辆的目标运动趋势信息，进而控制目标车辆根据目标运动趋势信息行驶，从而在目标车辆处于存在障碍物的狭窄矿道位置时，通过测距雷达的距离数据，确定能够提升车辆安全性的运动方式，降低了车辆发生事故的可能性，提高了车辆在煤矿中的工作安全性和效率。

根据本发明的实施例，在步骤S101中，通过卫星定位系统，获得煤矿中的多个车辆在连续两个时刻的卫星定位信息；其中，所述两个时刻之间的时间间隔的单位可为秒，例如，所述两个时刻之间的时间间隔为1秒、3秒等，本发明对此不作限制。

根据本发明的实施例，在步骤S102中，通过所述连续两个时刻的卫星定位信息，确定多个车辆的运动趋势信息，其中，所述运动趋势信息包括运动速度和运动方向，可根据车辆的所述两个时刻的卫星定位位置信息之间的距离和两个时刻之间的时间差，可确定多个车辆的运动速度，还可通过两个时刻的卫星定位位置信息，确定两个时刻的卫星定位位置信息之间的向量，进而将该向量的方向确定为所述运动方向。

根据本发明的实施例，在步骤S103中，根据所述运动趋势信息、卫星定位系统的定位误差，以及预设的矿道位置，确定是否存在需要收集测距雷达的距离数据的目标车辆，包括：根据卫星定位系统的定位误差，确定多个车辆在当前时刻的定位范围，其中，所述定位范围为以车辆的当前时刻的卫星定位信息为圆心，以所述定位误差为半径的圆形范围；根据所述运动趋势信息，和多个车辆在当前时刻的卫星定位信息，确定多个车辆在下一时刻的预测定位信息；根据多个车辆在下一时刻的预测定位信息和所述卫星定位系统的定位误差，确定多个车辆在下一时刻的预测定位范围；根据所述多个车辆在当前时刻的定位范围、多个车辆在下一时刻的预测定位范围和所述预设的矿道位置，确定目标车辆的筛选条件；将符合筛选条件的车辆确定为目标车辆。

根据本发明的实施例，所述卫星定位信息为通过卫星定位系统所确定的车辆所处的位置，该位置存在一定误差，以所述卫星定位信息为圆心，以定位误差为半径确定一个圆形范围，所述圆形范围即为多个车辆在当前时刻的定位范围，车辆可能存在于所述定位范围内的任意位置。假设在当前时刻至下一时刻的时间段中，车辆的运动趋势信息（即，运动速度和运动方向）均不发生变化，则可通过车辆在当前时刻的卫星定位信息和运动趋势信息，确定多个车辆在下一时刻的预测定位信息，进一步地，与以上类似，以所述预测定位信息为圆心，以定位误差为半径确定一个圆形范围，可获得车辆在下一时刻的预测定位范围。进而，可根据所述定位范围，所述预测定位范围和预设的矿道位置，确定目标车辆的筛选条件，并将符合筛选条件的车辆确定为目标车辆。

根据本发明的实施例，所述筛选条件包括：第一条件：两个车辆的定位范围存在交集；第二条件：车辆的定位范围包括所述预设的矿道位置；第三条件：两个车辆的预测定位范围存在交集；第四条件：车辆的预测定位范围包括所述预设的矿道位置。

根据本发明的实施例，定位范围表示以定位信息为圆心、以定位误差为半径的圆，因此，车辆可能处于所述定位范围中的任意位置，当两个车辆的定位范围存在交集，表示两个车辆的距离较近，易发生事故，则将所述两个车辆确定为满足第一条件的目标车辆。所述预设的矿道位置可为矿道狭窄或道路两侧存在障碍物的位置，车辆在预设的矿道位置附近时，由于定位精度较低，易发生磕碰等事故，因此，则将定位范围包括所述预设的矿道位置的车辆确定为满足第二条件的目标车辆。类似的，当两个车辆的预测定位范围（即假设在车辆的运动速度和运动方向不变的情况下，预测的下一时刻的定位范围）存在交集时，表示两个车辆在下一时刻的距离将会减小，有可能会发生事故，则将所述两个车辆确定为满足第三条件的目标车辆，同时，在预测定位范围内包括所述预设的矿道位置时，即车辆即将通往矿道狭窄或道路两侧存在障碍物的位置，则将车辆确定为满足第四条件的目标车辆。

根据本发明的实施例，在步骤S104中，如果存在目标车辆，则获取目标车辆的测距雷达测量车辆周围的障碍物与目标车辆之间的距离数据。其中，车辆可设置多个方向的测距雷达，可测量车辆与各个方向的障碍物之间的距离数据，其中，距离数据包括目标车辆与左侧障碍物之间的距离数据和目标车辆与右侧障碍物之间的距离数据，即，目标车辆与两侧的障碍物之间的距离数据。

根据本发明的实施例，在步骤S105中，根据所述距离数据、所述卫星定位系统的定 位误差和所述运动趋势信息，确定目标车辆的行驶危险性评分，包括：在存在符合第一条件 的两个目标车辆的情况下，根据公式（1），确定每个目标车辆的与第一条件对应的行驶危险 性评分，

（1）

其中，为两个目标车辆中的第一个目标车辆的定位范围，为两个目标车辆 中的第二个目标车辆的定位范围，为和的交集的面积，为和的并 集的面积，为两个目标车辆中的第一个目标车辆的预测定位范围，为两个目标 车辆中的第二个目标车辆的预测定位范围，为和的交集的面积，为和的并集的面积，为两个目标车辆的当前时刻的卫星定位信息 之间的距离，为两个目标车辆的前一个时刻的卫星定位信息之间的距离；

在存在符合第二条件的目标车辆的情况下，根据公式（2），确定目标车辆的与第二 条件对应的行驶危险性评分，

（2）

其中，为目标车辆左侧的测距雷达测量的目标车辆与左侧障碍物的距离数据， 为目标车辆右侧的测距雷达测量的目标车辆与右侧障碍物的距离数据，为所述预设的 矿道位置的车道最窄处的宽度，W为目标车辆的宽度；

在存在符合第三条件的两个目标车辆的情况下，根据公式（3），确定每个目标车辆 的与第三条件对应的行驶危险性评分，

（3）

其中，为两个目标车辆的下一个时刻的预测距离，所述预测距离根据两个目 标车辆在下一时刻的预测定位信息来确定；

在存在符合第四条件的目标车辆的情况下，根据公式（4），确定目标车辆的与第四 条件对应的行驶危险性评分，

（4）

根据目标车辆所满足的筛选条件，将目标车辆的与第一条件对应的行驶危险性评分、与第二条件对应的行驶危险性评分、与第三条件对应的行驶危险性评分以及与第四条件对应的行驶危险性评分中的至少一种进行加权求和，获得目标车辆的行驶危险性评分。

根据本发明的实施例，公式（1）包括条件函数，表示当两个符合第一条件的两个目 标车辆行驶过程中，如果两个目标车辆的前一个时刻的卫星定位信息之间的距离不低于当 前时刻的卫星定位信息之间的距离，即两个目标车辆的距离逐渐在缩小时，则确定目标车 辆的行驶危险性评分，如果前一个时刻的卫星定位信息之间的距 离小于当前时刻的卫星定位信息之间的距离，即两个目标车辆之间的距离越来越远，则确 定目标车辆的行驶危险性评分，即，确定该状况下不存在危险性，其中，为两个 目标车辆的定位范围的面积的交并比，用于表示两个目标车辆定位范围的重合程度，由于 所述定位范围由卫星定位及定位误差所确定，因此，所述定位范围的重合程度越高，则两个 目标车辆的距离越近，越有可能发生事故，类似的，为预测定位范围的面积的交 并比，用于表示两个目标车辆在下一时刻的预测定位范围的重合程度，所述预测定位范围 的重合程度越高，则两个车辆越有可能在下一时刻发生事故，根据上述两方面的交并比的 平均值，可确定两个目标车辆之间的距离在逐渐缩小时的行驶危险性评分，所述行驶危 险性评分越高，两个目标车辆越有可能发生事故，则需要立即改变目标车辆的行驶方向和 行驶速度，避免造成财产损失，反之，所述行驶危险性评分越低，发生事故的可能性越低，目 标车辆的安全性越高。

.根据本发明的实施例，公式（2）中包括取最小值函数，表示在目标车辆通过测距 雷达测量目标车辆与左侧障碍物的距离数据和目标车辆与右侧障碍物的距离数据后，比较 上述两方面距离数据，进而获取相对较小的距离数据，而为车道最窄处的宽度与目 标车辆的差值，用于表示所述目标车辆在经过预设矿道位置时的横向剩余空间，因此，为距离障碍物的距离数据和所述横向剩余空间的比值，可表示目标车辆在经过预设 矿道位置的危险程度，的值越低，所述目标车辆越容易与障碍物发生碰撞，因此，根据 公式（2），可确定行驶危险性评分，所述行驶危险性评分越高，所述目标车辆越容易发 生事故，需要及时调整，保证目标车辆安全通过狭窄的车道，避免造成财产损失。

根据本发明的实施例，公式（3）中包括条件函数，表示当两个目标车辆在行驶过程 中，如果两个目标车辆的当前时刻的卫星定位信息之间的距离不低于下一个时刻的预测距 离，则确定行驶危险性评分，如果两个目标车辆的当前时刻的卫星定位信息 之间的距离小于下一个时刻的预测距离，则确定行驶危险性评分，即，确定该状况下 不存在危险性，其中，表示为预测定位范围的面积的交并比，用于表示两个目标 车辆在下一时刻的预测定位范围的重合程度，所述预测定位范围的重合程度越高，则两个 车辆越有可能在下一时刻发生事故，因此，所述危险性评分可表示在假定两个目标车辆 均保持当前时刻的运动速度和运动方向的情况下，在下一时刻会出现事故的可能性，所述 危险性评分越高，则在下一时刻两个目标车辆越有可能发生事故，则需要调整所述目标车 辆的运动方向和运动速度，降低发生事故的可能性。

根据本发明的实施例，公式（4）中为目标车辆与左右两侧障碍物之间的距 离数据及目标车辆的宽度的和，用于表示通过测距雷达确定的车道的宽度，因此，为 预设的矿道位置的车道最窄处的宽度和所述车道的宽度之间的比值，可表示目标车辆在通 过预设的矿道位置的车道最窄处时的行驶难度与车辆在当前位置的行驶难度之比，因此， 根据公式（4）可确定行驶危险性评分，所述行驶危险性评分越大，表示目标车辆通过车 道最窄处剩余的空间越小，所述行驶难度相对于当前的行驶难度越高，反之，所述行驶危险 性评分越小，表示目标车辆通过车道最窄处时行车剩余空间越大，行驶难度相对于当前 的行驶难度越低，目标车辆的安全性越高。

根据本发明的实施例，根据目标车辆所满足的筛选条件，将上述四方面的行驶危 险性评分进行加权求和，获得目标车辆的行驶危险性评分，例如，目标车辆同时满足第一条 件和第三条件，所述目标车辆的行驶危险性评分可由和通过加权求和的计算方式确定， 如果第二条件和第三条件被满足，也可基于类似的计算方式获得所述行驶危险性评分，在 此不再赘述。

通过这种方式，可通过卫星定位确定煤矿车辆的定位范围及预测定位范围确定筛选条件，并将符合筛选条件的车辆确定为目标车辆，从而通过测距雷达确定目标车辆与障碍物的距离数据，进而根据定位范围、预测定位范围和距离数据和预设的矿道位置的车道最窄处的宽度，确定与四个筛选条件相对应的行驶危险性评分，并对四方面的行驶危险性评分进行加权求和计算，获得目标车辆的行驶危险性评分，目标车辆的行驶危险性提供准确且客观的量化数据，为降低车辆危险性提供数据基础。

根据本发明的实施例，在步骤S106中，根据所述行驶危险性评分、所述运动趋势信息和所述距离数据，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息，包括：在所述目标车辆满足第一条件和第二条件，且所述行驶危险性评分高于或等于第一危险性阈值的情况下，确定所述目标车辆右侧的测距雷达测量的目标车辆与右侧障碍物的距离数据，以及所述目标车辆左侧的测距雷达测量的目标车辆与左侧障碍物的距离数据；根据所述目标车辆右侧的测距雷达测量的目标车辆与右侧障碍物的距离数据、所述目标车辆左侧的测距雷达测量的目标车辆与左侧障碍物的距离数据、所述距离数据和所述运动趋势信息，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息。

根据本发明的实施例，如果两个目标车辆满足定位范围存在交集，并且至少一个目标车辆包括预设的矿道位置的条件，且该目标车辆的行驶危险性评分高于或等于第一危险性阈值，即车辆行驶危险性较高时，通过测距雷达获取目标车辆与左右两侧障碍物的距离数据，进而根据上述距离数据和目标车辆的运动趋势信息，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息，即目标车辆为了避免发生事故所需要做出的运动趋势的变化，其中，运动趋势的变化包括运动速度和运动方向的变化。

根据本发明的实施例，根据所述目标车辆右侧的测距雷达测量的目标车辆与右侧 障碍物的距离数据、所述目标车辆左侧的测距雷达测量的目标车辆与左侧障碍物的距离数 据、所述距离数据和所述运动趋势信息，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息，包括：根 据公式（5），确定目标车辆的目标运动向量，

（5）

其中，为所述目标车辆与左侧障碍物的距离数据，为所述目标车辆与右侧障 碍物的距离数据，为预设的车辆与右侧障碍物的最小距离，为预设的车辆与左侧障 碍物的最小距离，为目标车辆向右侧转向的最大转向角，为目标车辆向左侧转向 的最大转向角，min为取最小值函数，if为条件函数，为目标车辆的预设最小移动速度，为相邻时刻之间的时间差；所述目标运动向量为目标车辆在当前时刻和下一个时刻之间 的运动向量；根据所述目标车辆的目标运动向量、目标车辆的预设最小移动速度和目标车 辆的运动趋势信息，确定所述目标运动趋势信息。

根据本发明的实施例，公式（5）可表示表示在两个目标车辆在狭窄的矿道位置进 行会车时，如果目标车辆与左侧障碍物的距离数据不低于目标车辆与右侧障碍物的距离数 据，即目标车辆正行驶于右侧车道，为了与另一目标车辆安全完成会车需要向右避让时，则 确定目标运动向量，其中，为目标车辆与右侧障碍物的距离 数据和预设最小距离之差，可表示目标车辆在横向上需要向右进行避让的距离，而 可表示目标车辆向右进行避让时，在前进方向上需要行进距离，因此，为 上述两方面组成的运动向量，用于表示目标车辆在与另一目标车辆进行会车时需要在向右 方向和前进方向的行进距离。类似地，如果目标车辆与左侧障碍物的距离数据小于目标车 辆与右侧障碍物的距离数据，即目标车辆正行驶于左侧车道，为了与另一目标车辆安全完 成会车需要向左避让，则确定目标运动向量，用于表示目标车辆在与 另一目标车辆进行会车时需要在向左方向和前进方向的行进距离。根据公式（5），可确定目 标车辆的目标运动向量，并根据所述目标运动向量、目标车辆的预设最小移动速度和目 标车辆的运动趋势信息，确定所述目标运动趋势信息，用于控制目标车辆完成会车，即，以 预设最小移动速度按照上述目标运动向量移动，保证行车安全。另一方面，另一个目标车辆 也可按照公式（5）确定目标运动向量，所述目标运动向量为目标车辆在当前时刻和下一个 时刻之间的运动向量，按照目标运动向量行驶，可在确定目标车辆的位置以及所满足的条 件后，降低目标车辆发生磕碰或剐蹭的可能性。可基于目标运动向量确定目标运动趋势，进 而向着与上述目标车辆相反的方向进行避让，从而提升会车的安全性。

根据本发明的实施例，如果目标车辆不同时满足第一条件和第二条件，以及行驶危险性评分高于或等于第一危险性阈值，则目标车辆无论是否发生会车，或无论是否将要通过预设的矿道位置，其所在的车道的宽度均可使目标车辆安全通行，因此，可使用预设最小移动速度按照原运动方向，直至行驶危险性评分降至第一危险性阈值以下，或不再满足第一条件或第二条件。

通过这种方式，在目标车辆的定位范围包括预设的矿道位置并与另一个目标车辆的定位范围存在交集，且行驶危险性评分较高时，可根据目标车辆左右两侧障碍物的距离数据及运动趋势信息，确定目标车辆的目标运动向量，进而确定目标运动趋势信息，并确定目标车辆和另一个目标车辆之间的合理的会车方式，进而控制所述目标车辆在存在障碍物的狭窄路段顺利完成会车，提高了行车安全性。

根据本发明的实施例，根据所述行驶危险性评分、所述运动趋势信息和所述距离数据，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息，包括：在所述目标车辆满足第三条件和第四条件，且所述行驶危险性评分高于或等于第二危险性阈值的情况下，确定另一个目标车辆是否满足第二条件；如果另一个目标车辆满足第二条件，则将所述目标车辆的目标运动向量设置为（0,0）；根据所述目标运动向量和所述运动趋势信息，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息；如果另一个目标车辆不满足第二条件，确定所述目标车辆和另一个目标右侧的测距雷达测量的目标车辆与右侧障碍物的距离数据，以及所述目标车辆和另一个目标车辆左侧的测距雷达测量的目标车辆与左侧障碍物的距离数据；根据所述目标车辆和另一个目标右侧的测距雷达测量的目标车辆与右侧障碍物的距离数据、所述目标车辆和另一个目标车辆左侧的测距雷达测量的目标车辆与左侧障碍物的距离数据、所述距离数据和所述运动趋势信息，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息。

根据本发明的实施例，在目标车辆满足第三条件和第四条件，且行驶危险性评分高于或等于第二危险性阈值的情况下,确定另一个目标车辆是否满足第二条件，即是否处于狭窄的矿道位置，当所述另一个目标车辆处于狭窄的矿道位置时，所述目标车辆当前未处于狭窄的矿道位置，因此，目标车辆所处的车道较宽，则将所述目标车辆的目标运动向量设置为（0,0），即控制所述目标车辆停止移动，等待与另一个目标车辆会车，在另一车辆离开狭窄的矿道位置后，再进一步判断如何进行会车，例如，可进行后续的会车处理。如果另一个目标车辆不满足第二条件，则两个目标车辆虽然接近预设的矿道位置，但均不处于预设的矿道位置，可通过测距雷达确定目标车辆与左右两侧障碍物的距离数据，并根据所述距离数据和运动趋势信息，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息，进而准备下一时刻与另一个目标车辆的会车。

根据本发明的实施例，根据所述目标车辆和另一个目标车辆右侧的测距雷达测量的目标车辆与右侧障碍物的距离数据、所述目标车辆和另一个目标车辆左侧的测距雷达测量的目标车辆与左侧障碍物的距离数据、所述距离数据和所述运动趋势信息，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息，包括：根据公式（6），确定目标车辆的目标运动向量，

（6）

其中，为所述目标车辆与左侧障碍物的距离数据，为所述目标车辆与右侧障 碍物的距离数据，为另一个目标车辆与左侧障碍物的距离数据，为另一个目标车辆与 右侧障碍物的距离数据，为预设的车辆与右侧障碍物的最小距离，为预设的车辆与 左侧障碍物的最小距离，为目标车辆向右侧转向的最大转向角，为目标车辆向左 侧转向的最大转向角，min为取最小值函数，if为条件函数；所述目标运动向量为目标车辆 在当前时刻和下一个时刻之间的运动向量；根据所述目标车辆的目标运动向量、目标车辆 的预设最小移动速度和目标车辆的运动趋势信息，确定所述目标运动趋势信息。

根据本发明的实施例，公式（6）表示，如果目标车辆与左右障碍物之间相对较小的一侧的距离数据大于另一个目标车辆与左右障碍物之间相对较小的一侧的距离数据，即目标车辆的行驶空间相对于另一个目标车辆较大，更适合在狭窄路段的会车过程中避让，则目标车辆可按照确定目标运动向量，进而确定目标运动趋势信息，从而进行避让。其中，与的含义与以上相同，在此不再赘述。如果目标车辆与左右障碍物相对较小的一侧的距离数据小于另一个目标车辆与左右障碍物相对较小的一侧的距离数据，则确定目标运动向量为，表示目标车辆无需进行横向移动，以最小移动速度行驶直至会车完成即可。即，如果两个目标车辆未处于预设的矿道位置，在会车时，仅需一个目标车辆避让，另一个目标车辆可继续按照原方向移动。

因此，根据公式（6），可确定目标车辆的目标运动向量，并根据所述目标运动向量、目标车辆的预设最小移动速度和目标车辆的运动趋势信息，确定所述目标运动趋势信息，用于控制目标车辆在下一时刻完成会车，保证行车安全。

根据本发明的实施例，当另一个目标车辆满足第二条件时，即所述另一个目标车辆当前处于狭窄的矿道位置时，且此时另一个目标车辆也满足第三条件，所述另一个目标车辆也可使用公式（6）确定目标运动向量。另一个目标车辆与左右两侧障碍物的距离数据的最小值小于目标车辆的与左右两侧障碍物的距离数据的最小值，因此，可通过公式（6），确定所述另一个目标车辆的目标运动向量，表示在与目标车辆完成会车过程中，所述目标车辆停止行驶，所述另一个目标车辆以预设最小移动速度行驶，保证会车的安全性。

根据本发明的实施例，如果目标车辆不同时满足第三条件和第四条件，以及行驶危险性评分高于或等于第一危险性阈值，则目标车辆无论是否发生会车，或无论是否将要通过预设的矿道位置，其所在的车道的宽度均可使目标车辆安全通行，因此，可使用预设最小移动速度按照原运动方向，直至行驶危险性评分降至第一危险性阈值以下，或不再满足第三条件或第四条件。

通过这种方式，在目标车辆的预测定位范围存在预设的矿道位置并与另一目标车辆的预测定位范围存在交集，且行驶危险性评分较高时，如果另一个目标车辆处于狭窄的矿道位置，则使目标车辆停止移动保证会车安全，如果另一个目标车辆没有处于狭窄的矿道位置，则根据目标车辆和另一目标车辆与两侧障碍物的距离数据、目标车辆与左侧障碍物的距离数据和运动趋势信息，确定目标车辆的目标运动向量，选择需要避让的目标车辆，帮助两个目标车辆安全会车，提高了行车安全性。

根据本发明的实施例，在步骤S107中，在下一个时刻，控制所述目标车辆按照所述目标运动趋势信息进行运动。通过目标趋势信息，可控制目标车辆避开障碍物或安全与另一个目标车辆进行会车。

根据本发明的实施例的基于测距雷达的煤矿车辆定位监测方法，可通过卫星定位信息确定多个车辆的运动趋势信息，并将筛选存在一定行车危险性的目标车辆，且通过测距雷达确定目标车辆与障碍物之间的距离信息，进而确定行驶危险性评分，并根据行驶危险性评分，确定目标车辆的目标运动趋势信息，进而控制目标车辆根据目标运动趋势信息行驶，从而在目标车辆处于存在障碍物的狭窄矿道位置时，通过测距雷达的距离数据，确定能够提升车辆安全性的运动方式，降低了车辆发生事故的可能性，提高了车辆在煤矿中的工作安全性和效率。在确定行驶危险性系数时，可通过卫星定位确定煤矿车辆的定位范围及预测定位范围确定筛选条件，并将符合筛选条件的车辆确定为目标车辆，从而通过测距雷达确定目标车辆与障碍物的距离数据，进而根据定位范围、预测定位范围和距离数据和预设的矿道位置的车道最窄处的宽度，确定与四个筛选条件相对应的行驶危险性评分，并对四方面的行驶危险性评分进行加权求和计算，获得目标车辆的行驶危险性评分，目标车辆的行驶危险性提供准确且客观的量化数据，为降低车辆危险性提供数据基础。在目标车辆的定位范围包括预设的矿道位置并与另一个目标车辆的定位范围存在交集，且行驶危险性评分较高时，可根据目标车辆左右两侧障碍物的距离数据及运动趋势信息，确定目标车辆的目标运动向量，进而确定目标运动趋势信息，并确定目标车辆和另一个目标车辆之间的合理的会车方式，进而控制所述目标车辆在存在障碍物的狭窄路段顺利完成会车，提高了行车安全性。在目标车辆的预测定位范围存在预设的矿道位置并与另一目标车辆的预测定位范围存在交集，且行驶危险性评分较高时，如果另一个目标车辆处于狭窄的矿道位置，则使目标车辆停止移动保证会车安全，如果另一个目标车辆没有处于狭窄的矿道位置，则根据目标车辆和另一目标车辆与两侧障碍物的距离数据、目标车辆与左侧障碍物的距离数据和运动趋势信息，确定目标车辆的目标运动向量，选择需要避让的目标车辆，帮助两个目标车辆安全会车，提高了行车安全性。

图2示例性地示出根据本发明实施例的基于测距雷达的煤矿车辆定位监测系统的示意图，所述系统包括：

卫星定位信息获取模块，用于通过卫星定位系统，获得煤矿中的多个车辆在连续两个时刻的卫星定位信息；

运动趋势信息确定模块，用于通过所述连续两个时刻的卫星定位信息，确定多个车辆的运动趋势信息，其中，所述运动趋势信息包括运动速度和运动方向；

目标车辆确定模块，用于根据所述运动趋势信息、卫星定位系统的定位误差，以及预设的矿道位置，确定是否存在需要收集测距雷达的距离数据的目标车辆；

距离数据获取模块，如果存在目标车辆，则获取目标车辆的测距雷达测量车辆周围的障碍物与目标车辆之间的距离数据；

行驶危险性评分确定模块，用于根据所述距离数据、所述卫星定位系统的定位误差和所述运动趋势信息，确定目标车辆的行驶危险性评分；

目标运动趋势信息确定模块，用于根据所述行驶危险性评分、所述运动趋势信息和所述距离数据，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息；

车辆控制模块，用于在下一个时刻，控制所述目标车辆按照所述目标运动趋势信息进行运动。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种基于测距雷达的煤矿车辆定位监测方法，其特征在于，包括：

通过卫星定位系统，获得煤矿中的多个车辆在连续两个时刻的卫星定位信息；

通过所述连续两个时刻的卫星定位信息，确定多个车辆的运动趋势信息，其中，所述运动趋势信息包括运动速度和运动方向；

根据所述运动趋势信息、卫星定位系统的定位误差，以及预设的矿道位置，确定是否存在需要收集测距雷达的距离数据的目标车辆；

如果存在目标车辆，则获取目标车辆的测距雷达测量车辆周围的障碍物与目标车辆之间的距离数据；

根据所述距离数据、所述卫星定位系统的定位误差和所述运动趋势信息，确定目标车辆的行驶危险性评分；

根据所述行驶危险性评分、所述运动趋势信息和所述距离数据，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息；

在下一个时刻，控制所述目标车辆按照所述目标运动趋势信息进行运动；

根据所述运动趋势信息、卫星定位系统的定位误差，以及预设的矿道位置，确定是否存在需要开启测距雷达的目标车辆，包括：

根据卫星定位系统的定位误差，确定多个车辆在当前时刻的定位范围，其中，所述定位范围为以车辆的当前时刻的卫星定位信息为圆心，以所述定位误差为半径的圆形范围；

根据所述运动趋势信息，和多个车辆在当前时刻的卫星定位信息，确定多个车辆在下一时刻的预测定位信息；

根据多个车辆在下一时刻的预测定位信息和所述卫星定位系统的定位误差，确定多个车辆在下一时刻的预测定位范围；

根据所述多个车辆在当前时刻的定位范围、多个车辆在下一时刻的预测定位范围和所述预设的矿道位置，确定目标车辆的筛选条件；

将符合筛选条件的车辆确定为目标车辆；

所述筛选条件包括：

第一条件：两个车辆的定位范围存在交集；

第二条件：车辆的定位范围包括所述预设的矿道位置；

第三条件：两个车辆的预测定位范围存在交集；

第四条件：车辆的预测定位范围包括所述预设的矿道位置；

根据所述距离数据、所述卫星定位系统的定位误差和所述运动趋势信息，确定目标车辆的行驶危险性评分，包括：

在存在符合第一条件的两个目标车辆的情况下，根据公式

，

确定每个目标车辆的与第一条件对应的行驶危险性评分，其中，为两个目标车辆中的第一个目标车辆的定位范围，为两个目标车辆中的第二个目标车辆的定位范围，为和的交集的面积，为和的并集的面积，为两个目标车辆中的第一个目标车辆的预测定位范围，为两个目标车辆中的第二个目标车辆的预测定位范围，为和的交集的面积，为和的并集的面积，为两个目标车辆的当前时刻的卫星定位信息之间的距离，为两个目标车辆的前一个时刻的卫星定位信息之间的距离；

在存在符合第二条件的目标车辆的情况下，根据公式

，

确定目标车辆的与第二条件对应的行驶危险性评分，其中，为目标车辆左侧的测距雷达测量的目标车辆与左侧障碍物的距离数据，为目标车辆右侧的测距雷达测量的目标车辆与右侧障碍物的距离数据，为所述预设的矿道位置的车道最窄处的宽度，W为目标车辆的宽度；

在存在符合第三条件的两个目标车辆的情况下，根据公式

，

确定每个目标车辆的与第三条件对应的行驶危险性评分，其中，为两个目标车辆的下一个时刻的预测距离，所述预测距离根据两个目标车辆在下一时刻的预测定位信息来确定；

在存在符合第四条件的目标车辆的情况下，根据公式

，

确定目标车辆的与第四条件对应的行驶危险性评分；

根据目标车辆所满足的筛选条件，将目标车辆的与第一条件对应的行驶危险性评分、与第二条件对应的行驶危险性评分、与第三条件对应的行驶危险性评分以及与第四条件对应的行驶危险性评分进行加权求和，获得目标车辆的行驶危险性评分；

根据所述行驶危险性评分、所述运动趋势信息和所述距离数据，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息，包括：

在所述目标车辆满足第一条件和第二条件，且所述行驶危险性评分高于或等于第一危险性阈值的情况下，确定所述目标车辆右侧的测距雷达测量的目标车辆与右侧障碍物的距离数据，以及所述目标车辆左侧的测距雷达测量的目标车辆与左侧障碍物的距离数据；

根据所述目标车辆右侧的测距雷达测量的目标车辆与右侧障碍物的距离数据、所述目标车辆左侧的测距雷达测量的目标车辆与左侧障碍物的距离数据和所述运动趋势信息，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息；

根据所述目标车辆右侧的测距雷达测量的目标车辆与右侧障碍物的距离数据、所述目标车辆左侧的测距雷达测量的目标车辆与左侧障碍物的距离数据和所述运动趋势信息，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息，包括：

根据公式

，

确定目标车辆的目标运动向量，其中，为所述目标车辆与左侧障碍物的距离数据，为所述目标车辆与右侧障碍物的距离数据，为预设的车辆与右侧障碍物的最小距离，为预设的车辆与左侧障碍物的最小距离，为目标车辆向右侧转向的最大转向角，为目标车辆向左侧转向的最大转向角，min为取最小值函数，if为条件函数，为目标车辆的预设最小移动速度，为相邻时刻之间的时间差；所述目标运动向量为目标车辆在当前时刻和下一个时刻之间的运动向量；

根据所述目标车辆的目标运动向量、目标车辆的预设最小移动速度和目标车辆的运动趋势信息，确定所述目标运动趋势信息；

根据所述行驶危险性评分、所述运动趋势信息和所述距离数据，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息，包括：

在所述目标车辆满足第三条件和第四条件，且所述行驶危险性评分高于或等于第二危险性阈值的情况下，确定另一个目标车辆是否满足第二条件；

如果另一个目标车辆满足第二条件，则将所述目标车辆的目标运动向量设置为（0,0）；

根据所述目标运动向量和所述运动趋势信息，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息；

如果另一个目标车辆不满足第二条件，确定所述目标车辆右侧的测距雷达测量的目标车辆与右侧障碍物的距离数据，另一个目标车辆右侧的测距雷达测量的另一个目标车辆与右侧障碍物的距离数据，所述目标车辆左侧的测距雷达测量的目标车辆与左侧障碍物的距离数据，和另一个目标车辆左侧的测距雷达测量的另一个目标车辆与左侧障碍物的距离数据；

根据目标车辆与右侧障碍物的距离数据、另一个目标车辆与右侧障碍物的距离数据、目标车辆与左侧障碍物的距离数据、另一个目标车辆与左侧障碍物的距离数据和所述运动趋势信息，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息；

根据目标车辆与右侧障碍物的距离数据、另一个目标车辆与右侧障碍物的距离数据、目标车辆与左侧障碍物的距离数据、另一个目标车辆与左侧障碍物的距离数据和所述运动趋势信息，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息，包括：

根据公式

，

确定目标车辆的目标运动向量，其中，为所述目标车辆与左侧障碍物的距离数据，为所述目标车辆与右侧障碍物的距离数据，为另一个目标车辆与左侧障碍物的距离数据，为另一个目标车辆与右侧障碍物的距离数据，为预设的车辆与右侧障碍物的最小距离，为预设的车辆与左侧障碍物的最小距离，为目标车辆向右侧转向的最大转向角，为目标车辆向左侧转向的最大转向角，min为取最小值函数，if为条件函数；所述目标运动向量为目标车辆在当前时刻和下一个时刻之间的运动向量；

根据所述目标车辆的目标运动向量、目标车辆的预设最小移动速度和目标车辆的运动趋势信息，确定所述目标运动趋势信息。

2.一种用于执行如权利要求1所述的方法的基于测距雷达的煤矿车辆定位监测系统，其特征在于，包括：

卫星定位信息获取模块，用于通过卫星定位系统，获得煤矿中的多个车辆在连续两个时刻的卫星定位信息；

运动趋势信息确定模块，用于通过所述连续两个时刻的卫星定位信息，确定多个车辆的运动趋势信息，其中，所述运动趋势信息包括运动速度和运动方向；

目标车辆确定模块，用于根据所述运动趋势信息、卫星定位系统的定位误差，以及预设的矿道位置，确定是否存在需要收集测距雷达的距离数据的目标车辆；

距离数据获取模块，如果存在目标车辆，则获取目标车辆的测距雷达测量车辆周围的障碍物与目标车辆之间的距离数据；

行驶危险性评分确定模块，用于根据所述距离数据、所述卫星定位系统的定位误差和所述运动趋势信息，确定目标车辆的行驶危险性评分；

目标运动趋势信息确定模块，用于根据所述行驶危险性评分、所述运动趋势信息和所述距离数据，确定所述目标车辆的目标运动趋势信息；

车辆控制模块，用于在下一个时刻，控制所述目标车辆按照所述目标运动趋势信息进行运动。