基于5G通讯井工矿井无轨胶轮车无人辅助驾驶系统技术方案

本发明专利技术公开了基于5G通讯井工矿井无轨胶轮车无人辅助驾驶系统，包括核心交换机和新增工业网交换机，所述核心交换机的输出端电性连接有工业网交换机，所述工业网交换机和新增工业网交换机的输出端电性连接有E1000E,所述E1000E的输出端电性连接有NE800，所述NE800的输出端分别电性连接有PTN7900和MEC，所述PTN7900的输出端电性连接有PTN980，所述PTN980的输出端电性连接有井下2站，所述井下2站的输出端电性连接有CPE，所述CPE输出端电性连接有胶轮车。本发明专利技术通过核心交换机、工业网交换机、新增工业网交换机、E1000E、NE800、PTN7900和MEC的设置，解决了驾驶员违章作业、疲劳驾驶和安全管理不正规等人为因素导致的胶轮车运输事故频发的问题。胶轮车运输事故频发的问题。胶轮车运输事故频发的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于5G通讯井工矿井无轨胶轮车无人辅助驾驶系统


[0001]本专利技术涉及矿井无人驾驶
，具体为基于5G通讯井工矿井无轨胶轮车无人辅助驾驶系统。

技术介绍

[0002]矿井无人驾驶技术作为智慧矿山的重要组成部分和人工智能的重要分支，将在国家政策导向作用下蓬勃发展。
[0003]随着胶轮车在煤矿辅助运输中的投入使用，随之而来的因驾驶员违章作业、疲劳驾驶、安全管理不正规等人为因素导致的胶轮车运输事故频发，胶轮车无人驾驶技术的研发将从人为操作和人为管理转变为系统操作和系统管理，规避了人为因素造成的安全风险，为“无人则安、少人则安”的安全管理理念以及智慧矿山建设发展迈出了一大步。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供基于5G通讯井工矿井无轨胶轮车无人辅助驾驶系统，达到了安全性高的优点，解决了驾驶员违章作业、疲劳驾驶和安全管理不正规等人为因素导致的胶轮车运输事故频发的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于5G通讯井工矿井无轨胶轮车无人辅助驾驶系统，包括核心交换机和新增工业网交换机，所述核心交换机的输出端电性连接有工业网交换机，所述工业网交换机和新增工业网交换机的输出端电性连接有E1000E,所述E1000E的输出端电性连接有NE800，所述NE800的输出端分别电性连接有PTN7900和MEC，所述PTN7900的输出端电性连接有PTN980，所述PTN980的输出端电性连接有井下2站，所述井下2站的输出端电性连接有CPE，所述CPE输出端电性连接有胶轮车。
[0006]优选的，所述E1000E的数量为两个，所述NE800数量为两个。
[0007]与现有技术相比，本专利技术提供了基于5G通讯井工矿井无轨胶轮车无人辅助驾驶系统，具备以下有益效果：1、本专利技术通过核心交换机、工业网交换机、新增工业网交换机、E1000E、NE800、PTN7900和MEC的设置，解决了驾驶员违章作业、疲劳驾驶和安全管理不正规等人为因素导致的胶轮车运输事故频发的问题。
[0008]2、本专利技术具备以下优点：井下可通行区域检测：为保证车辆在矿下的安全同行，需要车辆能够实时识别井下的可通行区域从而避开井下的障碍，通过点云算法实现车辆对巷道中地面点与非地面点的区分，通过点云毫米波或激光雷达获取的3D点云中区分地面点以及地面以上的正障碍物点进行障碍物分割并进行可通行区域的提取；边界检测算法：通过边界检测算法进行矿道边缘检测为路径规划提供导向作用，也可作为可通行区域的边界约束规划轨迹，在车辆行驶、防碰壁、调头和倒车上起到关键作用；车道保持算法：参考民用车的车道保持辅助系统，主动将车辆保持在车辆行驶路线中央，利用之前边界检测算法所识别的两侧墙壁信息判断
车辆位置与姿态，当车身位置与姿态出现偏差时，自动控制车辆以确保车辆不与两侧墙壁发生碰撞；动态控制算法：采用单点预瞄控制方法，根据当前时刻的汽车运行状态预测出时间间隔后的位置，与预瞄点进行比较获得侧向偏差并推导出消除侧向偏差的最优曲率或最优侧向加速度，然后将理想的侧向加速度转化为方向盘调整角，使汽车行驶轨迹能与目标轨迹重合，且调整过程不急不缓，不会使车辆迅速调整转向导致乘人不适或物料倾洒；防碰撞算法：使用车载雷达、激光和摄像头等传感器检测即将发生的碰撞，当碰撞迫在眉睫时，可以自动采取行动，低车速时，可通过制动避免碰撞，而在车道畅通的情况下，在较高的车速下通过转向避免碰撞会更合适；速度控制算法：研究速度控制算法，能够实现速度的控制，正常行车速度符合矿方车辆速度限制要求并通过算法对车辆油门和档位进行精确控制，在车辆起车、停车、上坡和下坡时让车辆平稳运行，目标为：能够保证车辆在15
°
坡度上进行自由的上下坡，起停车、上下坡不会导致乘人不适或物料倾洒。
附图说明
[0009]图1为本专利技术系统示意图。
具体实施方式
[0010]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0011]在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0012]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0013]请参阅图1，基于5G通讯井工矿井无轨胶轮车无人辅助驾驶系统，包括核心交换机和新增工业网交换机，核心交换机的输出端电性连接有工业网交换机，工业网交换机和新增工业网交换机的输出端电性连接有E1000E,E1000E的输出端电性连接有NE800，NE800的输出端分别电性连接有PTN7900和MEC，PTN7900的输出端电性连接有PTN980，PTN980的输出端电性连接有井下2站，井下2站的输出端电性连接有CPE，CPE输出端电性连接有胶轮车。
[0014]E1000E的数量为两个，NE800数量为两个。
[0015]本专利技术的工作原理是：首先无轨胶轮车线控控制是通过后台软件及各类算法控制，实现在不同运行场景下均可完美的对胶轮车油门、刹车、转向和档位进行精确控制，车辆控制技术是无人驾驶汽车的核心，无人驾驶其实就是用电子技术控制车辆进行的仿人驾驶，通过对驾驶行为进行分析可知，车辆的控制是一个典型的定位控制行为，车辆找到当前道路环境下的目的地点，根据目的地点控制车辆的行为，常用的控制算法有最优控制、模糊
控制、路径跟踪和预测控制等，实际控制时，通常是采用多种算法的综合，以达到最佳控制效果，其次定位技术通过GPS对胶轮车进行定位，井下通过与Zigbee定位技术中与重点区域与UWB定位融合实现可靠的定位信息，为车辆运输路径规划、车辆行驶轨迹检测提供了基础保障，除上述三种定位技术外无人驾驶还采用了激光SLAM定位技术，该定位技术通过预处理算法获取点云及边界地图信息，标注业务场景的语义信息，在车辆行驶过程中，稳健的多传感器融合算法，通过激光定位、里程计及惯性导航元件等，为车辆提供高精度的定位支撑，然后5G通讯技术是通过利用5G通讯高带宽和低时延的优势，进行传感器数据传输与监控视频的实时回传，在远程精确控制上起到关键作用，防碰撞技术是无人驾驶车辆的关键技术之一，是其实现自主机动和执行任务的前提，通过车载毫米波雷达与激光雷达等车载传感器，在车辆行驶期间实时接收现场环境信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于5G通讯井工矿井无轨胶轮车无人辅助驾驶系统，包括核心交换机和新增工业网交换机，其特征在于：所述核心交换机的输出端电性连接有工业网交换机，所述工业网交换机和新增工业网交换机的输出端电性连接有E1000E,所述E1000E的输出端电性连接有NE800，所述NE800的输出端分别电性连接有PTN7900和MEC，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵高升，王召龙，吕家森，
申请(专利权)人：内蒙古智能煤炭有限责任公司，
类型：发明
国别省市：