[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

说明书

本发明涉及一种面向货车载体的自主引导与智能装载方法及系统，方法包括：在煤车上磅阶段，通过第一组感知单元和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；当煤车上磅完成后，则进入煤车在磅阶段，在煤车在磅阶段，当通过第二组感知单元、第四组感知单元和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，并当第三组感知单元中所有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；在煤车下磅阶段，当所有第一感知模块、所有第二感知模块和所有第三感知模块均感知不到煤车时，则结束下磅阶段。本发明的方法实现了自动控制落煤，能够达到均匀落煤的效果。

技术领域

本发明属于自动装煤技术领域，涉及一种面向货车载体的自主引导与智能装载方法及系统。

背景技术

煤炭是地球上蕴藏量最丰富、分布地域最广的化石燃料，煤炭不仅能作为燃料获得热能和动能，而且能制取诸如煤焦油等重要的化工原料。我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，其重要性不言而喻，将当下最先进的技术应用到煤矿工业中具有重大的现实意义，也是当前我国煤矿工业迅速发展的必然要求。另一方面，随着我国计算机技术、自动化水平的不断发展，我国煤矿产业中自动化设备越来越多，但在筒仓煤炭装车这一过程中仍然高度依赖操作人员以往经验判断，且由于作业环境嘈杂影响操作人员与司机沟通，从而导致落煤不均、高低煤堆和煤炭溢出等现象，如何将当下最先进的技术应用到煤矿产业中来提升煤矿生产作业的效率和自动化水平是当前煤矿自动化发展迫切需要解决的问题。

现有煤炭装车技术方案主要是以操作人员现场作业，操控落煤装置为主。该技术方案的作业背景是在煤矿筒仓内部，由于煤车均以半挂车为主，并且落煤口均类似于漏斗设计，所以并不能一次性将煤车装满，操作人员需通过喊麦或者打铃等形式提醒司机前后挪动煤车，从而达到满载以及尽可能避免高低煤堆和煤炭溢出等现象。

上述方案存在以下几点问题：

1）为了满足煤矿日常生产运输任务，在筒仓落煤装车环节必须有操作人员的参与，指挥车辆动作及落煤口的开闭，并且由于现场作业环境的恶劣程度，会造成效率低下等问题，更重要的一点是随着工作时长的增加，现场环境会对操作人员的身体健康造成一定影响。

2）长时间工作之后操作人员容易形成视觉疲劳，导致对煤堆状态的判断出现差错，从而出现高低煤堆和煤炭溢出等现象。

考虑到环境等影响，现有的解决上述问题的方案简单粗暴，即利用时间换取空间的想法，将操作人员的工作环境转移到筒仓之外，原本用于连接操作室与现场设备之间的通信线随之延长数百米，并通过安装监控的方式来观察筒仓落煤情况，虽然避免了现场环境的影响，但是该方案存在如下问题：

1）通信线路具有电阻，并且其值大小与线路长度成正比，因此操控落煤口开关需要预先判断延迟，提前数秒操作，无法达到实时控制的目的，并且此操作需要操作人员长年累月的工作经验方可判断落煤口开闭时机，增加了煤炭溢出的风险，影响煤矿的盈亏。

2）失去了现场沟通的灵活性，司机无法判断当前位置是否完成装载，以及挪动车辆距离是否合适等问题，降低了工作效率。

3）仍然需要劳动力的参加，为煤矿实现自动化及降低劳动力的劳动强度造成阻碍。

因此，筒仓落煤自动化的实现是当下煤矿迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种面向货车载体的自主引导与智能装载方法及系统，通过预先在作业环境中安装相关设备，获取到场景内车辆的具体位置信息和落煤口的三维视觉信息，从而得到整个装煤过程中利于判断的全部信息，实现智能引导车辆装煤，以解决现有技术方案存在的高延时、效率低、对劳动力的依赖等问题。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：