一种矿井障碍物识别系统的制作方法

本实用新型涉及矿井运输技术领域，特别是涉及一种矿井障碍物识别系统。

背景技术：

矿井机车无人驾驶机车系统的研发和运行，有助于降低因调度、操作失误而发生运输事故的概率；同时，矿井无人机车系统的使用，能减少井下人员的数量，可以大幅度减少运输事故发生，从而也能减少因其它矿井事故引发的伤亡人数，具有巨大的经济效益和社会效益。

实现无人驾驶机车系统安全运行的一个重要前提是：机车能够自动识别行驶前方的各类障碍，包括行人。

现有技术中的矿井障碍物识别系统的成本较高、通信效果不好，而且障碍物识别的范围较小，因此迫切需要改进。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种矿井障碍物识别系统，用于解决现有技术中的矿井障碍物识别系统的成本较高、通信效果不好，而且障碍物识别的范围较小的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种矿井障碍物识别系统，所述矿井障碍物识别系统包括：

车载障碍物识别机构，其设置于机车上；

车载控制器，其与所述车载障碍物识别机构之间通信连接；以及

至少一服务器，其与所述车载障碍物识别机构、车载控制器之间通信连接；

所述车载障碍物识别机构包括：

主控制器，其与所述服务器、车载控制器之间通信连接；

至少两台摄像机，所述摄像机与所述主控制器之间通信连接；

传感器，其与所述主控制器之间通信连接。

在本实用新型的一实施例中，至少两台所述摄像机包括：

第一摄像机、第二摄像机，所述第一摄像机、第二摄像机与所述主控制器之间通信连接。

在本实用新型的一实施例中，至少两台所述摄像机包括：

第一摄像机、第二摄像机、第三摄像机，所述第一摄像机、第二摄像机、第三摄像机与所述主控制器之间通信连接。

在本实用新型的一实施例中，所述第一摄像机、第二摄像机水平安装于所述机车上。

在本实用新型的一实施例中，所述第三摄像机与所述机车之间的安装角度为0°～90°之间。

在本实用新型的一实施例中，所述车载控制器与所述车载障碍物识别机构之间通过车载网络终端通信连接。

在本实用新型的一实施例中，所述服务器依次通过基站、车载网络终端与所述车载障碍物识别机构、车载控制器之间通信连接。

在本实用新型的一实施例中，所述传感器为雷达传感器。

在本实用新型的一实施例中，所述主控制器包括单片机。

在本实用新型的一实施例中，所述车载控制器包括单片机。

如上所述，本实用新型的一种矿井障碍物识别系统，具有以下有益效果：

本实用新型的矿井障碍物识别系统包括车载障碍物识别机构、车载控制器以及服务器，本实用新型大大增加了障碍物识别的范围，而且本实用新型的成本较低，通信效果较好，可以被广泛地应用于煤矿井下运行环境中。

本实用新型的矿井障碍物识别系统大大降低了车载设备的功耗，大大提高了系统的稳定性和可靠性，大大提高了煤矿井下运行作业的安全性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种矿井障碍物识别系统的结构框图。

图2为本申请实施例提供的一种矿井障碍物识别系统应用于机车上的示意图。

图3为本申请实施例提供的一种矿井障碍物识别系统的车载障碍物识别机构的结构框图。

图4为本申请实施例提供的一种矿井障碍物识别系统的摄像机和传感器安装于机车上的示意图。

图5为本申请实施例提供的一种矿井障碍物识别系统的矿井巷道和摄像机的视角示意图。

元件标号说明

1机车

2轨道

3障碍物

10服务器

20车载障碍物识别机构

21第一摄像机

22第二摄像机

23第三摄像机

24传感器

25主控制器

40车载网络终端

50基站

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

请参阅图1、图2，图1为本申请实施例提供的一种矿井障碍物识别系统的结构框图。图2为本申请实施例提供的一种矿井障碍物识别系统应用于机车上的示意图。本实用新型提供一种矿井障碍物识别系统，所述矿井障碍物识别系统包括但不限于车载障碍物识别机构20、车载控制器30以及服务器10。所述车载障碍物识别机构20可以设置于机车1上，所述车载控制器30与所述车载障碍物识别机构20之间可以但不限于通过车载网络终端40通信连接，所述服务器10依次通过基站50、车载网络终端40与所述车载障碍物识别机构20、车载控制器30之间通信连接。具体的，所述服务器10至少设置一个，所述服务器10可以设置于地面上，所述车载障碍物识别机构20、车载控制器30、车载网络终端40、基站50可以设置于矿井下，所述车载控制器30、车载网络终端40可以但不限于设置在所述机车1上。所述车载控制器30包括单片机，所述车载网络终端40可以为车载5g终端，所述基站50可以为5g基站，所述基站50可以通过光纤网络和5g核心网络与所述服务器10之间无线通信连接。本实用新型的所述矿井障碍物识别系统可以广泛地应用于煤矿井下运行环境中。

请参阅图3、图4，图3为本申请实施例提供的一种矿井障碍物识别系统的车载障碍物识别机构的结构框图。图4为本申请实施例提供的一种矿井障碍物识别系统的摄像机和传感器安装于机车上的示意图。所述车载障碍物识别机构20包括但不限于主控制器25、至少两台摄像机以及传感器24。所述主控制器25与所述服务器10、车载控制器30之间通信连接，所述摄像机与所述主控制器25之间通信连接，所述传感器24与所述主控制器25之间通信连接。具体的，所述主控制器25可以包括单片机。至少两台所述摄像机可以但不限于包括第一摄像机21和第二摄像机22，所述第一摄像机21可以为远焦摄像机，所述第二摄像机22可以为近焦摄像机，所述远焦摄像机、近焦摄像机与所述主控制器25之间通信连接，所述远焦摄像机、近焦摄像机水平安装于所述机车1上。所述远焦摄像机用于远距离障碍物识别，所述近焦摄像机用于近距离广角障碍物识别。至少两台所述摄像机可以但不限于包括第一摄像机21、第二摄像机22以及第三摄像机23，所述第三摄像机23可以为底部摄像机，所述远焦摄像机、近焦摄像机以及底部摄像机与所述主控制器25之间通信连接，所述第一摄像机21、第二摄像机22以及第三摄像机23的与所述机车1的角度均可以调整，所述底部摄像机安装于所述机车1上，所述底部摄像机与所述机车1之间的安装角度为30°～60°之间，所述底部摄像机与所述机车1之间的安装角度可以为30°、40°、45°、50°、55°、60°等，所述底部摄像机与所述机车1之间的安装角度与所述机车1的外形结构以及所述底部摄像机的安装位置有关，可以根据实际的应用来设置，调整所述底部摄像机与所述机车1之间的安装角度，从而调整本实用新型的障碍物识别的范围，进一步地增加了本实用新型的障碍物识别的范围。所述底部摄像机用于识别机车1前方底部障碍物。所述传感器24可以但不限于为雷达传感器，所述雷达传感器用于对所述机车1前方预设范围的场景进行扫描。所述服务器10具有高速复杂运算处理的能力，能够同时满足处理50台所述机车1上报的数据，且计算处理时间控制在100毫秒以内，处理信号的速度快。

请参阅图1～图5，图5为本申请实施例提供的一种矿井障碍物识别系统的矿井巷道和摄像机的视角示意图。为了进一步地对本实用新型的矿井障碍物识别系统的技术方案进行理解，下面对本实用新型的工作过程进行进一步的说明，所述矿井障碍物识别系统的工作过程并不属于本实用新型的保护范围，所述矿井障碍物识别系统的工作过程如下：所述车载障碍物识别机构20通过所述第一摄像机21、第二摄像机22以及第三摄像机23采集前方高清视频图像，并将所述视频图像发送至所述主控制器25，通过所述传感器24对所述机车1的前方预设范围内的场景进行扫描，以获取扫描的雷达数据，并将所述雷达数据发送至所述主控制器25，所述预设范围可以配置，所述预设范围存储于所述传感器24中，所述主控制器25将所述视频图像以及雷达数据通过5g网络实时上传至所述服务器10，所述服务器10对所述视频图像以及雷达数据进行综合判断，将分析处理的结果通过5g网络反馈至对应的车载控制器30，所述车载控制器30根据反馈结果控制所述机车1的运行状态。整个所述矿井障碍物识别系统的5g传输延时可以达到1毫秒，地面障碍物识别处理的时间控制在100毫秒以内，总延时大约为100毫秒。矿井下的所述机车1的运行速度最高为5米/秒，100毫秒的延时误差只会造成所述机车1多行驶0.5米。如图3所示，矿井下的巷道一般宽带在5米左右，这样水平方向的两个摄像机即为所述第一摄像机21、第二摄像机22的图像识别最近距离为3米左右，由于延时产生的所述机车1的运行距离小于最短的障碍物识别距离，因此满足所述机车1的无人驾驶系统安全需求。本实用新型的矿井障碍物识别系统充分利用无线网络的特性，将复杂的运算处理放置在地面高性能的所述服务器10上进行，所述车载障碍物识别机构20不需要进行复杂运算，既增加了障碍物识别的范围，又提高了系统的稳定性和可靠性。

综上所述，本实用新型的矿井障碍物识别系统包括车载障碍物识别机构20、车载控制器30以及服务器10，所述车载障碍物识别机构20设置于电机车1上，所述车载控制器30与所述车载障碍物识别机构20之间通信连接，所述服务器10与所述车载障碍物识别机构20、车载控制器30之间通信连接。本实用新型大大增加了障碍物识别的范围，而且本实用新型的成本较低，通信效果较好，可以被广泛地应用于煤矿井下运行环境中。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

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