[发明专利]一种矿用电机车自主避障方法和系统

权利要求书

1.一种矿用电机车自主避障方法，其特征在于，包括：

获取矿井下巷道的点云图，并根据点云图构建矿井下巷道的动态地图；

实时获取矿井下电机车周围的激光雷达数据，并从激光雷达数据中提取动态障碍物位置信息；

根据障碍物位置信息、障碍物相对电机车速度差和动态地图，生成动态避障速度控制地图；

将障碍物位置转换到避障速度控制地图上，当障碍物的位置处于相应的速度限制区域时，发送控制速度指令；

根据控制速度指令，实时控制电机车减速避障或刹车避障。

2.如权利要求1所述的矿用电机车自主避障方法，其特征在于，所述动态地图的构建，包括：

激光雷达扫描井下巷道，将三维空间物体分布转换成点云图；

对点云图中的环境特征进行提取；所述环境特征包括：巷道墙壁特征、轨道特征、特殊标识物；

在对点云图中的环境特征进行提取的同时，结合电机车速度、RFID标识卡在不同位置进行对比匹配，依次构建矿井下巷道的动态地图。

3.如权利要求1所述的矿用电机车自主避障方法，其特征在于，所述动态障碍物位置信息的提取，包括：

对激光雷达数据进行分组分离，获得激光点的集合；

对激光点的集合进行线段模型参数的辨识得到带参数的线段集，并对带参数的线段集进行融合得到各个线段障碍物的集合；

根据各个线段障碍物的集合，确定动态障碍物位置信息。

4.如权利要求3所述的矿用电机车自主避障方法，其特征在于，所述对激光雷达数据进行分组分离，获得激光点的集合，具体包括：

通过对满足条件的点集进行分离，激光点G_i测量应满足以下条件：

G_i,i-1d_group+R_id_p

上式中，G_i,i-1为激光点G_i与G_i-1之间的距离，R_i为激光点G_i-1的测量值，d_group为用户定义的属于同一组激光之间的距离，d_p为距离的容量；

满足条件的两组激光数据则分为同一组，否则G_i属于新的一个分组，得出激光点的集合；

确定集合中两端点的连线位置，采用迭代法找出集合中最远的点，最远点G_j距离连线为d_j；

如果d_j满足d_jd_s+R_jd_p，将点集分为两个，最远点d_j为分界；d_s为阈值；R_j为测量值。

5.如权利要求4所述的矿用电机车自主避障方法，其特征在于，所述对激光点的集合进行线段模型参数的辨识得到带参数的线段集，并对带参数的线段集进行融合得到各个线段障碍物的集合，具体包括：

参数辨识：点集使用A_mx+B_my+C_mz＝0模型进行表示，A_m,B_m与C_m通过最小二乘法求得，(x,y,z)为点的坐标，参数辨识结束后，得到带参数的线段集；

线段融合：判断两个线段是否相近，判断条件d₀d_m，其中d₀代表两个线段端点的距离，d_m代表定义属于同一物体的距离阙值，将线段集中线段进行不断迭代计算，融合符合条件的线段；

在不同点集之间同样进行参数辨识和线段融合步骤，将两个点集合并成一个点集。