[发明专利]一种煤矿快掘成套装备跟随行走控制系统及方法

权利要求书

1.一种煤矿快掘成套装备跟随行走控制系统，其特征在于:包括位置感应单元、控制单元和冗余网络通讯单元；

位置感应单元包括UWB测距传感器、超声波测距传感器和RGB-D深度相机，其中UWB测距传感器用于测量相邻单机设备的距离，超声波测距传感器用于测量单机设备与煤矿巷道侧帮的距离，RGB-D深度相机用于实现相邻单机设备距离的辅助判断、相邻单机设备之间的影响采集和设备安全距离防护，单机设备包括掘锚一体机、锚杆转载机和自移机尾；

控制单元包括单机设备控制器、集中控制器、集控操作面板和人机交互工控机，单机设备控制器包括掘锚一体机控制器、锚杆转载机控制器和自移机尾控制器，UWB测距传感器和超声波测距传感器将所测到的距离值通过单机设备控制器传输至集中控制器，RGB-D深度相机将所测到的距离值及视频画面通过人机交互工控机传输至集中控制器；集中控制器将单机设备的工作状态、跟随行走总体状态和位置信息传输至人机交互工控机，人机交互工控机将设置参数信息传输至集中控制器，集中操作面板具有用于实现跟随行走控制的开关量按钮、旋钮、平面按键和模拟量手柄，集中控制器将单机设备的行走指令传输至单机设备控制器；

冗余网络通讯单元包括有线与无线双层结构，其中有线结构包括单机设备内部有线系统和单机设备间有线通讯系统，单机设备内部有线系统采用网线进行连接，单机设备间有线通讯系统采用动力电缆进行连接，无线结构采用wifi6基站进行通讯以实现单机设备间位置感应信息的传输。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿快掘成套装备跟随行走控制系统，其特征在于:所述单机设备和集中控制器处均设置有交换机，单机设备控制器、RGB-D深度相机和wifi6基站均与单机设备处的交换机电口连接，单机设备处的交换机光口与集中控制器处的交换机光口之间设置有组合开关并通过动力电缆实现信号的传输，集中控制器与集中控制器处的交换机的电口连接；掘锚一体机、锚杆转载机和自移机尾处各安装一wifi6基站；

8个UWB测距传感器分别位于掘锚一体机尾部左右两侧、锚杆转载机机头和机尾左右两侧以及自移机尾机头左右两侧；6个超声波测距传感器分别位于掘锚一体机、锚杆转载机和履带自移机尾左右两侧中央；5个RGB-D深度相机分别位于掘锚一体机机头和机尾中央、锚杆转载机机头和机尾中央以及自移机尾机头中央。

3.根据权利要求2所述的一种煤矿快掘成套装备跟随行走控制系统，其特征在于:所述UWB测距传感器和超声波传感器采用CAN通讯方式，通讯线接入单机设备控制器CAN通讯接口；RGB-D深度相机采用TCP/IP通讯，通讯线接入单机设备处的交换机；集中控制器与单机设备控制器采用ADS通讯方式连接；集中控制器与人机交互工控机采用ModubusTCP通讯方式连接；集中控制面板与集中控制器采用CAN通讯方式连接。

4.根据权利要求1所述的一种煤矿快掘成套装备跟随行走控制系统，其特征在于:所述人机交互工控机包括状态检测界面和参数设置界面，其中状态监测画面包括各设备间通讯状态显示、跟随行走总体启停状态显示、单机设备跟随行走状态提示、单机设备间UWB测距传感器距离显示、RGB-D深度相机测量距离显示、UWB测距传感器和RGB-D深度相机融合后的距离显示、超声波传感器距离显示、单机设备故障报警、单机设备安全距离报警提示、单机设备视频监控画面；参数设置界面包括跟随行走距离设置、跟随行走速度设置、跟随行走安全信任距离设置和跟随行走循环次数设置。