【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及露天礦山無人駕駛，更具體的說，涉及一種露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統。
技術介紹
1、目前，露天礦山無人駕駛技術正在飛速發展，國內外多家公司均進行了礦山土方機械的無人駕駛系統的研發和試驗，部分企業已有產品投入初期的運營。但是，現有技術的礦山土方機械的無人駕駛系統，普遍存在停靠擋墻不夠精準和車輛排土點選擇不夠智能的問題。
2、排土場，又稱廢石場，是指礦山采礦排棄物集中排放的場所。排土是指向排土場排卸剝離物的作業。
3、在排土場排土時，無人駕駛車輛有時不能很好地靠上擋墻跟，造成排土時不能將貨斗內的巖石(或土方等排棄物)完全排棄在擋墻外，部分或者大部分貨物落在擋墻上，然后返溜回擋墻內，影響效率的同時給推土機增加了工作量，究其原因，一是對排土場擋墻的檢測不夠精準，二是對排土場擋墻的變化更新不夠及時。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，解決現有技術中無人駕駛車輛排土不精準的問題。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供了一種露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，包括無人駕駛車載子系統、通信子系統、圖像視頻監控子系統和無人駕駛地面子系統：
3、所述無人駕駛車載子系統，接收無人駕駛地面子系統的車輛作業任務與路徑信息指令，解析所需要執行的任務和目標路徑，控制車輛執行任務，感知周圍地形和障礙物信息，向無人駕駛地面子系統發送車輛的運行狀態及擋墻的形態；
4、所述圖像視頻監
5、所述無人駕駛地面子系統，根據無人駕駛車載子系統、無人機地圖采集子系統、圖像視頻監控子系統的反饋數據，建立排土場地圖并對擋墻形態信息進行更新；
6、所述通信子系統，與駕駛車載子系統、圖像視頻監控子系統、無人駕駛地面子系統構建網絡連接，提供各個子系統之間的數據交互與數據管理。
7、在一實施例中，擋墻形態信息包括擋墻的高度、厚度、位置和方向角信息。
8、在一實施例中，還包括無人機地圖采集子系統，根據設定的飛行路線完成巡航和擋墻形態圖像采集，并將采集結果反饋給無人駕駛地面子系統。
9、在一實施例中，在排土場首次使用時，通過無人機地圖采集子系統，采集排土場圖像，獲得排土場地圖雛形。
10、在一實施例中，設置有無人駕駛車載子系統的無人駕駛車輛沿著排土場的邊沿行駛過程中，無人駕駛地面子系統實時接收車輛的定位位置信息和檢測到的擋墻形態信息，將所接收到的定位位置信息進行處理形成排土場的初版地圖。
11、在一實施例中，所述圖像視頻監控子系統，對規劃的排土區域按照排土先后順序逐一進行掃描拍攝圖像信息，通過圖像識別算法對排土區域擋墻的形態進行計算和建模，并結合圖像視頻監控子系統的定位位置信息算出擋墻在地圖上的相對坐標信息，計算獲取擋墻形態信息并發送給無人駕駛地面子系統。
12、在一實施例中，所述圖像識別算法包括擋墻模板庫，所述擋墻模板庫通過機器視覺深度學習訓練獲得；
13、所述圖像視頻監控子系統，通過圖像識別算法對排土區域擋墻的形態進行計算和建模，進一步包括：
14、對采集的圖像的距離、高度和寬度信息進行標定，建立圖像信息的相對坐標系；
15、調用擋墻模板庫識別所采集圖像中的擋墻，并對識別到的擋墻進行標記；
16、根據標定時建立的相對坐標系，對標記的擋墻進行計算，得出所標記擋墻的輪廓大小、方向和相對坐標位置；
17、以定位設備的經緯度坐標系為基礎，對計算完成的擋墻根據定位坐標系進行三維建圖，得到擋墻的實際位置和形態信息。
18、在一實施例中，無人駕駛車輛排土時，首次排土的停靠位置和方位以圖像視頻監控子系統采集到的擋墻位置和方位角為依據；
19、車輛抵進擋墻時，無人駕駛車載子系統采集獲得擋墻的形態信息，根據更新的擋墻的形態信息調整車輛軌跡。
20、在一實施例中，車輛卸載完成后，在向前提車過程中，無人駕駛車載子系統采集獲得擋墻的形態信息，與卸載前的擋墻的形態信息相比較，判斷擋墻的厚度和方向角是否有變化，如果有變化，則將新獲得的擋墻形態信息發送給無人駕駛地面子系統進行擋墻形態信息更新。
21、在一實施例中，在車輛排土的同時，無人駕駛地面子系統采集所有車輛停靠排土點的位姿信息，更新排土場的地圖邊界及擋墻信息。
22、在一實施例中，無人駕駛車載子系統通過擋墻的變化率，判斷擋墻對應的排土點是否可用，如果不可用，則將當前使用的排土點已不能再次排土的信息發送給無人駕駛地面子系統，無人駕駛地面子系統實時更新排土場的擋墻信息，并將所述該排土點封鎖。
23、在一實施例中，所述無人駕駛地面子系統，根據整個排土場的使用情況和車輛運輸情況發送清理排土場擋墻需求指令至推土機，推土機進行清理排土場和修整擋墻；
24、圖像視頻監控子系統，實時更新排土場的地圖邊界和擋墻信息。
25、在一實施例中，所述圖像視頻監控子系統，判斷擋墻對應的排土點是否可用，如果不可用，則將當前使用的排土點已不能再次排土的信息發送給無人駕駛地面子系統。
26、本專利技術提供的一種露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，對排土場擋墻進行實時更新，增加排土場地圖的準確性，進而有助于提高無人駕駛車輛排土時停靠擋墻的精度，提高排土點的利用率，降低推土機修整擋墻的作業量。
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1.一種露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，包括無人駕駛車載子系統、通信子系統、圖像視頻監控子系統和無人駕駛地面子系統：
2.根據權利要求1所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，還包括無人機地圖采集子系統，根據設定的飛行路線完成巡航和擋墻形態圖像采集，并將采集結果反饋給無人駕駛地面子系統。
3.根據權利要求2所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，在排土場首次使用時，通過無人機地圖采集子系統，采集排土場圖像，獲得排土場地圖雛形。
4.根據權利要求1所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，設置有無人駕駛車載子系統的無人駕駛車輛沿著排土場的邊沿行駛過程中，無人駕駛地面子系統實時接收車輛的定位位置信息，將所接收到的定位位置信息進行處理形成排土場的初版地圖。
5.根據權利要求1所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，所述圖像視頻監控子系統，對規劃的排土區域按照排土先后順序逐一進行掃描拍攝圖像信息，通過圖像識別算法對排土區域擋墻的形態進行計算和建模，并結
6.根據權利要求5所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，所述圖像識別算法包括擋墻模板庫，所述擋墻模板庫通過機器視覺深度學習訓練獲得；
7.根據權利要求1所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，無人駕駛車輛排土時，首次排土的停靠位置和方位以圖像視頻監控子系統采集到的擋墻位置和方位角為依據；
8.根據權利要求7所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，車輛卸載完成后，在向前提車過程中，無人駕駛車載子系統采集獲得擋墻的形態信息，與卸載前的擋墻的形態信息相比較，判斷擋墻的厚度和方向角是否有變化，如果有變化，則將新獲得的擋墻形態信息發送給無人駕駛地面子系統進行擋墻形態信息更新。
9.根據權利要求7所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，在車輛排土的同時，無人駕駛地面子系統采集所有車輛停靠排土點的位姿信息，更新排土場的地圖邊界及擋墻信息。
10.根據權利要求8所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，無人駕駛車載子系統通過擋墻的變化率，判斷擋墻對應的排土點是否可用，如果不可用，則將當前使用的排土點已不能再次排土的信息發送給無人駕駛地面子系統，無人駕駛地面子系統實時更新排土場的擋墻信息，并將所述排土點封鎖。
11.根據權利要求8所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，所述無人駕駛地面子系統，根據整個排土場的使用情況和車輛運輸情況發送清理排土場擋墻需求指令至推土機，推土機進行清理排土場和修整擋墻；
12.根據權利要求11所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，所述圖像視頻監控子系統，判斷擋墻對應的排土點是否可用，如果不可用，則將當前使用的排土點已不能再次排土的信息發送給無人駕駛地面子系統。
...【技術特征摘要】
1.一種露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，包括無人駕駛車載子系統、通信子系統、圖像視頻監控子系統和無人駕駛地面子系統：
2.根據權利要求1所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，還包括無人機地圖采集子系統，根據設定的飛行路線完成巡航和擋墻形態圖像采集，并將采集結果反饋給無人駕駛地面子系統。
3.根據權利要求2所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，在排土場首次使用時，通過無人機地圖采集子系統，采集排土場圖像，獲得排土場地圖雛形。
4.根據權利要求1所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，設置有無人駕駛車載子系統的無人駕駛車輛沿著排土場的邊沿行駛過程中，無人駕駛地面子系統實時接收車輛的定位位置信息，將所接收到的定位位置信息進行處理形成排土場的初版地圖。
5.根據權利要求1所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，所述圖像視頻監控子系統，對規劃的排土區域按照排土先后順序逐一進行掃描拍攝圖像信息，通過圖像識別算法對排土區域擋墻的形態進行計算和建模，并結合圖像視頻監控子系統的定位位置信息算出擋墻在地圖上的相對坐標信息，計算獲取擋墻形態信息并發送給無人駕駛地面子系統。
6.根據權利要求5所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征在于，所述圖像識別算法包括擋墻模板庫，所述擋墻模板庫通過機器視覺深度學習訓練獲得；
7.根據權利要求1所述的露天礦山無人駕駛排土場擋墻實時更新系統，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉勇，劉智聰，羅羽，李程，藍德劭，黃佳德，謝細金，何海興，郜永濤，劉燁軒，
申請(專利權)人：株洲中車時代電氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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