[发明专利]一种全自动作业地下采矿铲运机

说明书

本发明公开了一种全自动作业地下采矿铲运机，包括铲运机主体和设置在铲运机主体内的车载自动驾驶系统，所述车载自动驾驶系统包括：传感模块，设置于铲运机主体的各个部位上；计算模块，内集成了通信、感知、定位、决策和控制算法，耦接于传感模块，接收传感模块输出的感应数据，并根据其内的控制算法输出控制期望信号；执行器，耦接于计算模块，还耦接于铲运机本体，接收计算模块输出的控制期望信号。本发明的全自动作业地下采矿铲运机，通过传感模块、计算模块和执行器的设置，便可有效的实现检测铲运机本体的外部环境和车辆状态，并且有效的实现控制铲运机本体的运作了。

技术领域

本发明涉及一种铲运机，更具体的说是涉及一种全自动作业地下采矿铲运机。

背景技术

矿产资源是发展国民经济的重要物质基础，随着经济的长期高速发展，矿产资源的需求日益增大，对开采效率的要求也逐渐提高。传统地下采矿依靠采矿设备和作业人员在井下恶劣的作业区域完成采矿任务，存在着采矿效率低、资源消耗过多、人力成本和安全隐患较高等问题。如何通过技术手段提高地下矿产资源的开采效率，降低采矿成本，并有效保障地下采矿作业人员的人身安全成为国内外学者研究的重点。

近年来，计算机技术、信息技术、检测控制技术的发展为上述问题提供了解决方案。其中，具有代表性的是远程遥控地下采矿铲运机的应用。远程遥控地下采矿铲运机利用无线通信和遥控技术，使操作人员可在远离铲运机的安全区域，于监控室内通过遥控手柄单元控制铲运机的铲运等动作，有效地保障了采矿作业人员的人身安全，而且操作人员可同时遥控多台铲运机作业，在一定程度上提高了采矿效率。

上述技术虽然对提高采矿作业效率和解决作业人员的安全隐患问题具有一定的积极作用，但仍然存在一些不足。首先，远程遥控地下采矿铲运机依靠操作人员通过遥控手柄实时控制铲运机的铲运等动作，需要大量的人力支出且对操作人员的要求较高；其次，远程遥控地下采矿铲运机基于摄像头获取井下作业区域的环境状况，而铲运机自身的运行状态无法实时反馈给操作人员。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种使操作人员远离井下恶劣、危险的工作环境，同时提高采矿作业效率并降低采矿成本的全自动作业地下采矿铲运机。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种全自动作业地下采矿铲运机，包括铲运机主体和设置在铲运机主体内的车载自动驾驶系统，所述车载自动驾驶系统包括：

传感模块，设置于铲运机主体的各个部位上，以感知铲运机主体外部环境后输出感应数据；

计算模块，内集成了通信、感知、定位、决策和控制算法，耦接于传感模块，接收传感模块输出的感应数据，并根据其内的控制算法输出控制期望信号；

执行器，耦接于计算模块，还耦接于铲运机本体，接收计算模块输出的控制期望信号，将控制期望转化为底层控制信号，并执行该底层控制信号改变铲运机本体的运行状态。

作为本发明的进一步改进，所述传感模块包括：

摄像头（1），设置于铲运机本体的驾驶舱的车顶上，耦接于计算模块，用于拍摄铲运机作业过程中的视频输出视频数据，识别矿堆和铲斗中矿物量，实时拍摄现场视频信息，将视频数据、矿物量数据和现场视频传输至计算模块；

激光雷达（2），设置于铲运机本体车头和后侧车体上，耦接于计算模块，用于识别和跟踪障碍物，检测环境信息，同时识别矿堆和铲斗中的矿物量，将障碍物信息、环境信息和矿物量数据传输至计算模块；

毫米波雷达（3），组合设置在激光雷达（2）旁，耦接于计算模块，用于障碍物检测和跟踪，并将障碍物信息传输至计算模块；

惯性测量单元（4），设置于铲运机本体的驾驶舱的车顶上，耦接于计算模块，用于提供加速度信息，并与激光雷达（2）的点云数据融合后传输至计算模块；