一种智慧矿山系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智慧矿山系统，其包括：智能调度子系统；智能矿山作业车，其具有车体及自动驾驶子系统，智能调度子系统用于判断待确定行车路线是否为可行；自动驾驶子系统用于在无人驾驶模式下接收到智能调度子系统的初始调度指令后，向智能调度子系统上传自行规划好的待确定行车路线，待接收到最终调度指令，将车辆相关信息实时反馈给智能调度子系统、与其他智能矿山作业车的自动驾驶子系统信息交互、以及按照可行行车路线行驶，然后在智能矿山作业车到达预设的作业区，且接收到作业指令后，切换为受控于智能调度子系统的远程驾驶模式。本发明专利技术能够实现智慧矿山自动驾驶与远程驾驶作业高效协同。驶作业高效协同。驶作业高效协同。

【技术实现步骤摘要】
一种智慧矿山系统


[0001]本专利技术涉及智慧矿山领域，特别是一种基于智能网联运载装备自动驾驶和远程驾驶协同作业的智慧矿山系统。

技术介绍

[0002]近年给许多传统行业都带来了颠覆性变革。智慧矿山正是在这样的背景下提出和快速发展起来的，自2016年3月以来，国家发改委、国家能源局等部门相继出台的各种政策文件，也对矿山自动化、信息化、数字化、智能化提出新的指导要求，同时矿山企业的运营成本较高，包括人力成本、轮胎磨损成本和燃油消耗成本一直难以控制；安全风险大，矿企一直属于事故多发行业，近年来矿企招工困难，且随着人口老龄化会进一步加重该现象；工作效率低，不合理的调配与规划致使矿区车辆工作效率不高，因此建设智慧矿山是未来采矿行业的必然趋势和方向。
[0003]智慧矿山是在矿山自动化、信息化、数字化的基础上，推动云计算、大数据、物联网、人工智能、移动通信等新一代网络信息技术在矿山领域的全面应用，一般由调度系统、感知系统、决策系统、控制系统及执行系统组成，通过环境感知、决策规划、智能控制来实现矿用车辆的无人驾驶、智能调度和远程操控，从而完成各种矿区作业。
[0004]综上，目前建设智慧矿山系统主要亟待解决的问题有：1)各种矿区车辆之间的协同作业效率低下；2)智慧矿山系统的组织架构冗余，矿区各子系统分工不明确。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种智慧矿山系统来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种智慧矿山系统，其包括：
[0007]智能调度子系统，其用于根据任务发出调度指令、初始调度指令、最终调度指令和作业指令；
[0008]智能矿山作业车，其具有车体以及设于车体的自动驾驶子系统，自动驾驶子系统通过车地无线通信装置向智能调度子系统实时上传车辆状态信息和所采集到的环境信息；
[0009]其中，智能调度子系统还用于根据待确定行车路线，结合待确定行车路线上的智慧路侧单元实时上传所采集到的环境信息，判断待确定行车路线是否为可行，若是，则将最终调度指令传送至相应的自动驾驶子系统，若否，则将更新后的环境信息传送至自动驾驶子系统，直至在预设判定次数范围内判定待确定行车路线为可行；
[0010]自动驾驶子系统用于在无人驾驶模式下接收到智能调度子系统的初始调度指令后，向智能调度子系统上传自行规划好的待确定行车路线，待接收到最终调度指令，将车辆相关信息实时反馈给智能调度子系统、与其他智能矿山作业车的自动驾驶子系统信息交互、以及按照可行行车路线行驶，然后在智能矿山作业车到达预设的作业区，且接收到作业指令后，切换为受控于智能调度子系统的远程驾驶模式。
[0011]进一步地，智能矿山作业车包括矿用自卸卡车和电铲，任务为装载，其具体包括：
[0012]步骤a1，排队装载：矿用自卸卡车在装载区的入口向智能调度子系统发送是否允许驶入的询问信号，智能调度子系统根据装载区域矿料情况判断是否允许矿用自卸卡车驶入，若否，则矿用自卸卡车继续原地等待；若是，则矿用自卸卡车驶入可停靠的装载区；
[0013]步骤a2，协同装载：矿用自卸卡车向电铲发送已就位信号后，矿用自卸卡车和电铲切换到远程驾驶模式下进行协同装载作业；
[0014]其中，协同装载作业方法具体包括：
[0015]电铲按照作业指令，行驶至矿料位置进行采矿作业，同时将定位信息发送给矿用自卸卡车；
[0016]矿用自卸卡车按照作业指令以及电铲的定位信息，根据传感器检测算法获取电铲的铲斗的位置状态以及求解终点目标位置及自身状态信息，并由智能调度子系统控制车辆前往目的地并调整自身位姿，配合电铲装载。
[0017]进一步地，智能矿山作业车还包括推土机，任务为卸载，其具体包括：
[0018]步骤b1，满载的矿用自卸卡车行驶至卸载区的入口，向智能调度子系统发送是否允许驶入的询问信号，若否，则矿用自卸卡车继续原地等待，推土机接收到调度信息后切换到远程驾驶模式进行清理卸载区路面作业；若是，则矿用自卸卡车驶入可停靠的卸载区；
[0019]步骤b2，矿用自卸卡车向智能调度子系统发送已就位信号后，矿用自卸卡车切换到远程驾驶模式下进行矿料卸载。
[0020]进一步地，智能矿山作业车还包括推土机和挖掘机，任务为路面修整，其具体包括：
[0021]处于作业状态的智能矿山作业车的自动驾驶子系统根据其所采集到的环境信息获知障碍物信息，根据障碍物信息种障碍物类别进行如下操作：
[0022]Type1：障碍物类别为可绕行且无需处理的障碍物，则进行如下操作：
[0023]步骤c1，自动驾驶子系统规划相应绕行路径；
[0024]步骤c2，检查自动驾驶子系统的传感器原始数据保存功能是否为开启状态，如果是，则将其标记为暂停状态；否则，进入步骤c3；
[0025]步骤c3，检查传感器原始数据保存功能是否为暂停状态；如果是，则进入步骤c4；否则，不做任何处理；
[0026]步骤c4，判断传感器原始数据保存功能暂停持续时间是否超过预设时间，如果是，则将该功能标记为结束状态；否则，仍将该功能标记为暂停状态；
[0027]Type2：障碍物类别为可绕行且需要处理的障碍物，则判断传感器原始数据保存功能是否开启，如果是，则将持续保存传感器原始数据中车载摄像头的原始数据，如果未开启则会开启传感器原始数据保存功能；
[0028]Type3：障碍物类别为不可绕行的障碍物，则智能矿山作业车立即停车，智能矿山作业车的自动驾驶子系统并向智能调度子系统发送路面修整的请求信号；
[0029]智能调度子系统接收到请求信号后，根据该智能矿山作业车的定位信息、矿区地图信息、障碍物信息以及路面实际情况，发送如下路面修整方案：
[0030]方案1：若判定为可由推土机独立完成修整，则智能调度子系统确定当前是否有空闲的推土机，若是，则发送最终调度指令给相应的推土机；否则，智能调度子系统等待已进
入工作状态的推土机队列中存在处于空闲状态的推土机，再进行调配；
[0031]方案2：若判定为需推土机和挖掘机配合作业完成修整，则智能调度子系统确定当前是否有推土机和挖掘机，若是，则发送最终调度指令给相应的推土机和挖掘机；否则，等待，直至有空闲的推土机和挖掘机；
[0032]推土机或推土机和挖掘机接收到最终调度指令，行驶至路面修整作业地后，向能调度子系统发送远程作业请求信号，并在接收到作业指令后切换到远程驾驶模式下进行路面修整。
[0033]进一步地，智能调度子系统还用于发出紧急制动指令；自动驾驶子系统在接收到紧急制动指令后切换到远程驾驶模式下。
[0034]进一步地，智能调度子系统还用于根据待确定行车路线，判断待确定行车路线是否有干涉，如果是，则由智能调度子系统为存在路径冲突的智能矿山作业车重新规划行车路线，并将重新规划好的行车路线作为可行行车路线发给相应的智能矿山作业车。
[0035]进一步地，智能调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智慧矿山系统，其特征在于，包括：智能调度子系统(1)，其用于根据任务发出调度指令、初始调度指令、最终调度指令和作业指令；智能矿山作业车(2)，其具有车体以及设于车体的自动驾驶子系统(21)，自动驾驶子系统(21)通过车地无线通信装置(3)向智能调度子系统(1)实时上传车辆状态信息和所采集到的环境信息；其中，智能调度子系统(1)还用于根据待确定行车路线，结合待确定行车路线上的智慧路侧单元(4)实时上传所采集到的环境信息，判断待确定行车路线是否为可行，若是，则将最终调度指令传送至相应的自动驾驶子系统(21)，若否，则将更新后的环境信息传送至自动驾驶子系统(21)，直至在预设判定次数范围内判定待确定行车路线为可行；自动驾驶子系统(21)用于在无人驾驶模式下接收到智能调度子系统(1)的初始调度指令后，向智能调度子系统(1)上传自行规划好的待确定行车路线，待接收到最终调度指令，将车辆相关信息实时反馈给智能调度子系统(1)、与其他智能矿山作业车(2)的自动驾驶子系统(21)信息交互、以及按照可行行车路线行驶，然后在智能矿山作业车(2)到达预设的作业区，且接收到作业指令后，切换为受控于智能调度子系统(1)的远程驾驶模式。2.如权利要求1所述的智慧矿山系统，其特征在于，智能矿山作业车(2)包括矿用自卸卡车(A)和电铲(B)，任务为装载，其具体包括：步骤a1，排队装载：矿用自卸卡车(A)在装载区的入口向智能调度子系统(1)发送是否允许驶入的询问信号，智能调度子系统(1)根据装载区域矿料情况判断是否允许矿用自卸卡车(A)驶入，若否，则矿用自卸卡车(A)继续原地等待；若是，则矿用自卸卡车(A)驶入可停靠的装载区；步骤a2，协同装载：矿用自卸卡车(A)向电铲(B)发送已就位信号后，矿用自卸卡车(A)和电铲(B)切换到远程驾驶模式下进行协同装载作业；其中，协同装载作业方法具体包括：电铲(B)按照作业指令，行驶至矿料位置进行采矿作业，同时将定位信息发送给矿用自卸卡车(A)；矿用自卸卡车(A)按照作业指令以及电铲(B)的定位信息，根据传感器检测算法获取电铲(B)的铲斗的位置状态以及求解终点目标位置及自身状态信息，并由智能调度子系统(21)控制车辆前往目的地并调整自身位姿，配合电铲装载。3.如权利要求1或2所述的智慧矿山系统，其特征在于，智能矿山作业车(2)还包括推土机(C)，任务为卸载，其具体包括：步骤b1，满载的矿用自卸卡车(A)行驶至卸载区的入口，向智能调度子系统(1)发送是否允许驶入的询问信号，若否，则矿用自卸卡车(A)继续原地等待，推土机(C)接收到调度信息后切换到远程驾驶模式进行清理卸载区路面作业；若是，则矿用自卸卡车(A)驶入可停靠的卸载区；步骤b2，矿用自卸卡车(A)向智能调度子系统(1)发送已就位信号后，矿用自卸卡车(A)切换到远程驾驶模式下进行矿料卸载。4.如权利要求3所述的智慧矿山系统，其特征在于，智能矿山作业车(2)还包括推土机(D)和挖掘机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢国涛，陈志远，秦晓辉，徐彪，秦兆博，王晓伟，
申请(专利权)人：江苏集萃清联智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：