本發(fā)明涉及智能交通與自動(dòng)控制，具體涉及一種山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代工程建設(shè)和旅游開發(fā)的不斷推進(jìn)，許多項(xiàng)目位于山地、坡度較大的復(fù)雜地形中。在這些場(chǎng)景下，施工物資的運(yùn)輸往往面臨巨大挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的人工搬運(yùn)不僅成本高、效率低，還存在較大的安全隱患，同時(shí)，由于山地地形的特殊性，常規(guī)的車輛運(yùn)輸方式難以適應(yīng)復(fù)雜的坡度和崎嶇不平的道路條件，因此，如何高效、安全地進(jìn)行物資運(yùn)輸，成為亟待解決的問題。

2、軌道運(yùn)輸車作為一種常用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和工程領(lǐng)域的運(yùn)輸工具，近年來被逐步應(yīng)用于山地運(yùn)輸，早期的山地軌道運(yùn)輸系統(tǒng)多采用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，依靠人工駕駛來完成運(yùn)輸任務(wù)。這種傳統(tǒng)的運(yùn)輸方式雖然能在一定程度上解決運(yùn)輸問題，但也存在諸多不足，首先，燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的使用成本較高，且在惡劣環(huán)境下安全性較差；其次，人工駕駛的方式效率較低，需要專門的人員進(jìn)行操作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)人化或少人化管理，極大增加了項(xiàng)目的建設(shè)成本。此外，現(xiàn)有的軌道運(yùn)輸系統(tǒng)大多無(wú)法適應(yīng)大坡度的山地環(huán)境，缺乏有效的自動(dòng)避障、定點(diǎn)停車和多車協(xié)調(diào)運(yùn)行等智能化功能，易發(fā)生碰撞或傾覆事故，近年來，隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，將智能控制系統(tǒng)引入軌道運(yùn)輸領(lǐng)域成為了一個(gè)新的研究方向。通過傳感器、控制器和自動(dòng)化算法的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸車的自動(dòng)駕駛、避障、定點(diǎn)停車等功能，提高運(yùn)輸效率和安全性，減少人力資源的依賴。然而，現(xiàn)有的技術(shù)在復(fù)雜山地地形下的應(yīng)用仍然面臨諸多挑戰(zhàn)，包括如何在大坡度環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行，如何避免軌道上的障礙物，以及如何實(shí)現(xiàn)多車編組和變軌操作等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，所述方法包括：

3、s1、通過遠(yuǎn)程控制終端向無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車發(fā)送啟動(dòng)車輛的控制指令；

4、s2、所述運(yùn)輸車根據(jù)接收到的控制指令自動(dòng)啟動(dòng)，并沿預(yù)設(shè)的軌道自動(dòng)行駛；

5、s3、運(yùn)輸車行駛過程中，使用安裝在車體上的紅外傳感器和雷達(dá)探測(cè)器實(shí)時(shí)檢測(cè)前方軌道上的障礙物；

6、s4、當(dāng)傳感器或探測(cè)器檢測(cè)到障礙物時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行剎車操作，停止運(yùn)輸車，以避免碰撞事故；

7、s5、對(duì)運(yùn)輸車的載重進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到超載時(shí)，禁止運(yùn)輸車啟動(dòng)并發(fā)出警報(bào)提示；

8、s6、當(dāng)運(yùn)輸車接近目的地時(shí)，通過光電編碼器檢測(cè)行駛距離，確保運(yùn)輸車能夠在指定地點(diǎn)定點(diǎn)停車。

9、優(yōu)選的，所述運(yùn)輸車通過無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將運(yùn)輸車的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)回傳至遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行監(jiān)控，所述運(yùn)輸車具備自動(dòng)編組功能，具體通過安裝在每輛運(yùn)輸車前后的激光測(cè)距儀和限位開關(guān)，監(jiān)測(cè)運(yùn)輸車之間的相對(duì)位置。

10、優(yōu)選的，所述運(yùn)輸車具備傾覆監(jiān)測(cè)功能，通過安裝在拖車兩側(cè)的傾角傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車體的傾斜度，當(dāng)傾角超過預(yù)設(shè)的安全范圍時(shí)，發(fā)出傾覆預(yù)警并停止運(yùn)輸車。

11、優(yōu)選的，所述運(yùn)輸車在軌道分叉處，通過安裝的變軌裝置自動(dòng)控制軌道切換，實(shí)現(xiàn)車輛在不同分支軌道之間的轉(zhuǎn)換。

12、優(yōu)選的，所述運(yùn)輸車前后各安裝一個(gè)可調(diào)節(jié)的云臺(tái)攝像頭，將行駛過程中的視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至遠(yuǎn)程控制終端。

13、優(yōu)選的，所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)采用mesh組網(wǎng)方式，沿軌道布置多個(gè)無(wú)線基站，保證運(yùn)輸車在軌道全程的低時(shí)延數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸車與遠(yuǎn)程控制中心的無(wú)縫通信。

14、優(yōu)選的，所述變軌裝置包括變軌滑塊和軌道加固裝置，當(dāng)運(yùn)輸車需要變軌時(shí)，變軌滑塊將滑動(dòng)至所需的軌道缺口處，并通過加固裝置確保變軌處能夠承受運(yùn)輸車的重量。

15、優(yōu)選的，所述傾角傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)拖車的左右傾斜角度，當(dāng)傾斜角度超過設(shè)定的安全閾值時(shí)，自動(dòng)停止運(yùn)輸車運(yùn)行，并向遠(yuǎn)程控制終端發(fā)送預(yù)警信號(hào)。

16、優(yōu)選的，所述多車聯(lián)動(dòng)時(shí)通過激光測(cè)距儀和限位開關(guān)來監(jiān)測(cè)每輛車的相對(duì)位置，激光測(cè)距儀用于檢測(cè)距離，限位開關(guān)則在緊急情況下觸發(fā)停車。

17、優(yōu)選的，所述運(yùn)輸車通過紅外傳感器和雷達(dá)探測(cè)器確保探測(cè)的準(zhǔn)確度，所述雷達(dá)探測(cè)器的探測(cè)范圍可根據(jù)運(yùn)輸車的行駛速度動(dòng)態(tài)調(diào)整，運(yùn)輸車行駛速度越快，雷達(dá)的探測(cè)范圍越大，以保證運(yùn)輸車在高速行駛時(shí)的避障反應(yīng)時(shí)間。

18、由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明具有如下有益效果：

19、該山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，通過運(yùn)輸車在行駛過程中配備了紅外傳感器和雷達(dá)探測(cè)器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)前方軌道上的障礙物，并在檢測(cè)到障礙物時(shí)自動(dòng)剎車停止，避免碰撞事故的發(fā)生，通過設(shè)置自動(dòng)變軌裝置，運(yùn)輸車能夠在軌道分叉處自動(dòng)切換軌道，適應(yīng)不同的運(yùn)輸路線需求，變軌裝置設(shè)計(jì)了滑塊和加固裝置，確保在大坡度環(huán)境下切換軌道的安全性和穩(wěn)定性，避免運(yùn)輸車在變軌過程中發(fā)生意外，通過無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將運(yùn)輸車的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息回傳至遠(yuǎn)程控制終端，方便操作人員實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整運(yùn)輸車的運(yùn)行狀態(tài)，此設(shè)計(jì)顯著提高了系統(tǒng)的管理效率，并確保在緊急情況下可以通過遠(yuǎn)程干預(yù)，保障運(yùn)輸過程的順利進(jìn)行，通過載重監(jiān)測(cè)功能防止超載情況的發(fā)生，自動(dòng)停止超載車輛并發(fā)出警報(bào)提示，此外，傾角傳感器能夠監(jiān)測(cè)運(yùn)輸車的傾斜角度，防止運(yùn)輸車在大坡度或載重不均的情況下發(fā)生傾覆事故，進(jìn)一步保障了行車安全，運(yùn)輸車的雷達(dá)探測(cè)器探測(cè)范圍根據(jù)車輛行駛速度自動(dòng)調(diào)整，確保運(yùn)輸車在高速行駛時(shí)能夠快速響應(yīng)障礙物的出現(xiàn)，避免因速度過快導(dǎo)致的避障反應(yīng)不足，該動(dòng)態(tài)調(diào)整功能提升了運(yùn)輸車在不同行駛速度下的安全性能。

技術(shù)特征：

1.一種山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，其特征在于：所述運(yùn)輸車通過無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將運(yùn)輸車的狀態(tài)信息實(shí)時(shí)回傳至遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行監(jiān)控，所述運(yùn)輸車具備自動(dòng)編組功能，具體通過安裝在每輛運(yùn)輸車前后的激光測(cè)距儀和限位開關(guān)，監(jiān)測(cè)運(yùn)輸車之間的相對(duì)位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，其特征在于：所述運(yùn)輸車具備傾覆監(jiān)測(cè)功能，通過安裝在拖車兩側(cè)的傾角傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車體的傾斜度，當(dāng)傾角超過預(yù)設(shè)的安全范圍時(shí)，發(fā)出傾覆預(yù)警并停止運(yùn)輸車。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，其特征在于：所述運(yùn)輸車在軌道分叉處，通過安裝的變軌裝置自動(dòng)控制軌道切換，實(shí)現(xiàn)車輛在不同分支軌道之間的轉(zhuǎn)換。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，其特征在于：所述運(yùn)輸車前后各安裝一個(gè)可調(diào)節(jié)的云臺(tái)攝像頭，將行駛過程中的視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至遠(yuǎn)程控制終端。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，其特征在于：所述無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)采用mesh組網(wǎng)方式，沿軌道布置多個(gè)無(wú)線基站，保證運(yùn)輸車在軌道全程的低時(shí)延數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸車與遠(yuǎn)程控制中心的無(wú)縫通信。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，其特征在于：所述變軌裝置包括變軌滑塊和軌道加固裝置，當(dāng)運(yùn)輸車需要變軌時(shí)，變軌滑塊將滑動(dòng)至所需的軌道缺口處，并通過加固裝置確保變軌處能夠承受運(yùn)輸車的重量。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，其特征在于：所述傾角傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)拖車的左右傾斜角度，當(dāng)傾斜角度超過設(shè)定的安全閾值時(shí)，自動(dòng)停止運(yùn)輸車運(yùn)行，并向遠(yuǎn)程控制終端發(fā)送預(yù)警信號(hào)。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，其特征在于：所述多車聯(lián)動(dòng)時(shí)通過激光測(cè)距儀和限位開關(guān)來監(jiān)測(cè)每輛車的相對(duì)位置，激光測(cè)距儀用于檢測(cè)距離，限位開關(guān)則在緊急情況下觸發(fā)停車。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，其特征在于：所述運(yùn)輸車通過紅外傳感器和雷達(dá)探測(cè)器確保探測(cè)的準(zhǔn)確度，所述雷達(dá)探測(cè)器的探測(cè)范圍可根據(jù)運(yùn)輸車的行駛速度動(dòng)態(tài)調(diào)整，運(yùn)輸車行駛速度越快，雷達(dá)的探測(cè)范圍越大，以保證運(yùn)輸車在高速行駛時(shí)的避障反應(yīng)時(shí)間。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，所述方法包括S1、通過遠(yuǎn)程控制終端向無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車發(fā)送啟動(dòng)車輛的控制指令，S2、所述運(yùn)輸車根據(jù)接收到的控制指令自動(dòng)啟動(dòng)，并沿預(yù)設(shè)的軌道自動(dòng)行駛，S3、運(yùn)輸車行駛過程中，使用安裝在車體上的紅外傳感器和雷達(dá)探測(cè)器實(shí)時(shí)檢測(cè)前方軌道上的障礙物，S4、當(dāng)傳感器或探測(cè)器檢測(cè)到障礙物時(shí)，自動(dòng)執(zhí)行剎車操作，停止運(yùn)輸車，以避免碰撞事故；該山地大坡度無(wú)人駕駛軌道運(yùn)輸車自動(dòng)控制與避障方法，確保了運(yùn)輸車在高速行駛時(shí)能夠快速響應(yīng)障礙物的出現(xiàn)，避免因速度過快導(dǎo)致的避障反應(yīng)不足，該動(dòng)態(tài)調(diào)整功能提升了運(yùn)輸車在不同行駛速度下的安全性能。

技術(shù)研發(fā)人員：歐華,張鵬,肖戈亮,吳德富,張顯振,鄧鋒,孫志遠(yuǎn),韓希仲,代家寶,周偉杰,黨楠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵四局集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6