[发明专利]一种面向货车载体的自主引导与智能装载方法及系统

权利要求书

1.一种面向货车载体的自主引导与智能装载方法，其特征在于，应用于面向货车载体的自主引导与智能装载系统，所述自主引导与智能装载系统包括：第一组感知单元、第二组感知单元、第三组感知单元、第四组感知单元、煤炭装载感知单元，其中：

所述第一组感知单元包括至少3个第一感知模块，所述第二组感知单元包括n个第二感知模块，且所述第二感知模块的数量n与落煤口的数量相同，所述第三组感知单元包括多个第三感知模块，所述第四组感知单元包括n个第四感知模块，所述煤炭装载感知单元包括n个煤炭装载感知模块；

所有所述第一感知模块、所有所述第二感知模块和所有所述第三感知模块沿同一直线间隔设置，所述n个第二感知模块的位置与每个落煤口的位置对应，所有所述第一感知模块用于感知煤车的车头，所有所述第二感知模块用于感知所对应部位的落煤口情况，所有所述第三感知模块用于感知煤车的车身情况；所述第一组感知单元中第1个第一感知模块与所述第三组感知单元中最后1个第三感知模块之间的间距大于煤车的长度；所述n个第四感知模块用于感知所对应的落煤口对应的落煤区域的落煤情况；所述n个煤炭装载感知模块用于感知所对应的落煤口对应的落煤区域的满载情况；

所述自主引导与智能装载方法包括：

步骤1、在煤车上磅阶段，通过所述第一组感知单元和所述第二组感知单元对于煤车的感知情况确定煤车上磅的完成情况；

步骤2、当煤车上磅完成后，则进入煤车在磅阶段，在煤车在磅阶段，当通过所述第二组感知单元、所述第四组感知单元和所述煤炭装载感知单元感知当前落煤口对应的落煤区域的满载情况，并当所述第三组感知单元中所有所述第三感知模块均感知不到煤车时，则结束在磅阶段，进入下磅阶段；

步骤3、在煤车下磅阶段，当所有所述第一感知模块、所有所述第二感知模块和所有所述第三感知模块均感知不到煤车时，则结束下磅阶段。

2.根据权利要求1所述的自主引导与智能装载方法，其特征在于，所述步骤1包括：

步骤1.1、使所述自主引导与智能装载系统处于初始化状态，通过控制模块发送前进指令；

步骤1.2、当所述第一组感知单元中所有第一感知模块均为未感知状态，则所述控制模块持续发送前进指令，当所述第一组感知单元中所有第一感知模块均为感知状态，则所述控制模块持续发送倒车指令，直至所述第一组感知单元中部分为感知状态、部分为未感知状态，则执行步骤1.3；

步骤1.3、判断所述第二组感知单元的感知状态，若所述第二组感知单元的所有第二感知模块至少一个为未感知状态，则所述自主引导与智能装载系统恢复至初始化状态，若所述第二组感知单元的所有第二感知模块均为感知状态，则所述控制模块持续发送停车指令；

步骤1.4、判断所述第一组感知单元的感知状态，若所述第一组感知单元中所有第一感知模块均为未感知状态或者均为感知状态，则返回至所述步骤1.3，否则，所述控制模块停止发送指令，完成煤车上磅阶段。

3.根据权利要求1所述的自主引导与智能装载方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤2.1、判断所述第二组感知单元的感知状态，若第1个所述第二感知模块为未感知状态，则所述自主引导与智能装载系统恢复至初始化状态，若第1个所述第二感知模块至第k个所述第二感知模块均为感知状态，则执行步骤2.2，其中，1≤k≤n；

步骤2.2、通过所述煤炭装载感知单元判断煤炭装载情况，若第j个所述煤炭装载感知模块感知所对应的落煤区域为未满载情况，则控制模块控制对应的落煤口打开，并通过所述第四组感知单元中第j个第四感知模块感知该落煤口的落煤情况，在对应的落煤口打开的情况下，直至第j个所述煤炭装载感知模块感知所对应的落煤区域为满载情况，控制模块控制对应的落煤口关闭；

步骤2.3、当所述第二组感知单元中第n个第二感知模块以及所述第三组感知单元中所有第三感知模块均为未感知状态，则结束在磅阶段，否则，控制模块发送前进指令，使得下一个落煤区域移动至落煤口的正下方，并返回步骤2.1，直至煤车为满载情况。

4.根据权利要求3所述的自主引导与智能装载方法，其特征在于，所述满载情况的判断方法包括：

利用光流估计法处理所述煤炭装载感知模块拍摄的图像，得到光流图；

利用最小二乘法处理所述光流图，以确定所述满载情况。