本發(fā)明涉及無軌膠輪車控制，尤其涉及井下無軌膠輪車駕駛車輛的自適應(yīng)速度控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在礦井等地下作業(yè)環(huán)境中，無軌膠輪車作為一種重要的運輸工具，廣泛應(yīng)用于礦石、物料和人員的運輸。然而，由于礦井內(nèi)部環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性，無軌膠輪車在行駛過程中面臨著諸多挑戰(zhàn)，如狹窄的通道、起伏的路面、突發(fā)的障礙物等。這些因素使得無軌膠輪車的行駛速度和安全性受到了很大的影響。

2、傳統(tǒng)的無軌膠輪車駕駛主要依靠駕駛員的經(jīng)驗和技能，通過手動控制車輛的加速、減速和轉(zhuǎn)向來應(yīng)對不同的路況。然而，這種人工駕駛方式存在很大的局限性，無法適應(yīng)復(fù)雜多變的礦井環(huán)境，且容易受到駕駛員疲勞、注意力不集中等因素的影響，從而導(dǎo)致行駛速度的不穩(wěn)定和安全隱患的增加。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了提供一種能夠讓無軌膠輪車進行自適應(yīng)速度控制的控制方法及系統(tǒng)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、井下無軌膠輪車駕駛車輛的自適應(yīng)速度控制方法，包括：

4、利用激光掃描設(shè)備對礦洞內(nèi)部進行掃描，生成點云數(shù)據(jù)，并基于點云數(shù)據(jù)，生成礦洞三維立體結(jié)構(gòu)；

5、針對礦洞三維立體結(jié)構(gòu)標定礦洞走向參考線，并對礦洞三維立體結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)特征進行分析降維，得到參考結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)，并將參考結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)在礦洞走向參考線上進行定位關(guān)聯(lián)；

6、記錄礦洞的無軌膠輪車的標準行進數(shù)據(jù)，并根據(jù)標準行進數(shù)據(jù)，確定礦洞走向參考線上不同位置節(jié)點的標準行進速度；

7、實時采集無軌膠輪車上的激光探測裝置的激光探測數(shù)據(jù)，并基于激光探測數(shù)據(jù)確定無軌膠輪車當(dāng)下所處礦洞位置的結(jié)構(gòu)特征，并對結(jié)構(gòu)特征進行分析降維后，得到當(dāng)下結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)；

8、將行進時間認定為第一考量因素，將當(dāng)下結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)和參考結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)的吻合性認定為第二考量因素，并基于第一考量因素和第二考量因素，確定無軌膠輪車相對礦洞走向參考線的位置節(jié)點，并基于位置節(jié)點對應(yīng)的標準行進速度，對無軌膠輪車進行驅(qū)動。

9、在本發(fā)明公開的一些實施例中，生成礦洞三維立體結(jié)構(gòu)的方法包括：

10、對點云數(shù)據(jù)進行分析，確定每一映射點的坐標，并將每一映射點配置于預(yù)設(shè)的空間坐標系，得到初始點云；

11、對初始點云進行去噪、過濾和精簡，得到參考點云；

12、對礦洞不同站點的參考點云進行配準，包括對不同參考點云的旋轉(zhuǎn)和平移，使不同站點對應(yīng)的參考點云合并到同一個坐標系統(tǒng)中，得到整體點云；

13、對整體點云進行表面網(wǎng)格化，得到礦洞三維立體結(jié)構(gòu)。

14、在本發(fā)明公開的一些實施例中，對礦洞三維立體結(jié)構(gòu)標定礦洞走向參考線的方法包括：

15、針對礦洞三維立體結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)定有探點陣列，所述探點陣列包括若干均勻分布于礦洞三維立體結(jié)構(gòu)內(nèi)部的探點；

16、針對礦洞三維立體結(jié)構(gòu)的走向劃定礦洞走向初始線，并針對礦洞走向初始線設(shè)定虛擬探測球體，所述虛擬探測球體的圓心與礦洞走向初始線進行重合，并驅(qū)動虛擬探測球體在礦洞走向初始線上步進運動；

17、虛擬探測球體每完成一次步進運動后，驅(qū)使虛擬探測球體在礦洞走向初始線的垂直平面上隨機變換位置，并在每次變換位置后，計算虛擬探測球體中包含的探點數(shù)量，并記錄虛擬探測球體中探點的探點數(shù)量，并將包含有探點的探點數(shù)量最多的虛擬探測球體進行標記；

18、將所有標記的虛擬探測球體的球心進行連接，得到礦洞走向參考線。

19、在本發(fā)明公開的一些實施例中，對礦洞三維立體結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)特征進行分析降維的方法包括：

20、基于預(yù)設(shè)間隔，在礦洞走向參考線均勻設(shè)定若干位置參考節(jié)點，并基于位置參考節(jié)點構(gòu)建垂直參考截面，所述垂直參考截面與礦洞走向參考線垂直；

21、截取垂直參考截面與礦洞三維立體結(jié)構(gòu)的交接邊緣線，并對交接邊緣線均勻設(shè)定有預(yù)設(shè)個數(shù)的采集點，并逐次確定采集點相對礦洞走向參考線的邊緣參考距離，并基于大小關(guān)系，將邊緣參考距離進行排序，得到邊緣參考距離組；

22、對礦洞走向參考線上不同位置參考節(jié)點對應(yīng)的邊緣參考距離組進行連續(xù)組合，得到邊緣參考距離集，其中連續(xù)組合的組合數(shù)量根據(jù)邊緣參考距離集之間的整體差異表現(xiàn)進行確定；

23、將邊緣參考距離集定位關(guān)聯(lián)于礦洞走向參考線上對應(yīng)的區(qū)段。

24、在本發(fā)明公開的一些實施例中，確定邊緣參考距離集之間的整體差異表現(xiàn)的方法包括;

25、在所有邊緣參考距離集隨機篩選出若干用于比對的邊緣參考距離集，記為比對用邊緣參考距離集；

26、將比對用邊緣參考距離集進行兩兩隨機組合，得到若干比對數(shù)據(jù)組，并計算每對比對數(shù)據(jù)組內(nèi)比對用邊緣參考距離集之間的相似程度；

27、基于每對比對數(shù)據(jù)組對應(yīng)的相似程度，確定邊緣參考距離集之間的整體差異表現(xiàn)對應(yīng)值；

28、其中，計算整體差異表現(xiàn)對應(yīng)值的表達式為：

29、；

30、其中，為預(yù)設(shè)的最大相似程度，為邊緣參考距離集之間的整體差異表現(xiàn)對應(yīng)值，為第i個比對數(shù)據(jù)組的相似程度，b為相似程度調(diào)整常數(shù)，n為比對數(shù)據(jù)組的數(shù)量，為相似程度轉(zhuǎn)換系數(shù)；

31、；

32、其中，為邊緣參考距離組之間中第x個邊緣參考距離的相似判斷函數(shù)，若第x個邊緣參考距離差異量小于等于預(yù)設(shè)標準邊緣參考距離差異量，則輸出預(yù)設(shè)的特定常數(shù)，否則輸出0。

33、在本發(fā)明公開的一些實施例中，將行進時間認定為第一考量因素的方法包括：

34、針對礦洞走向參考線上不同位置節(jié)點標記標準到達時間；

35、實時采集無軌腳輪車的實時行進速度，并基于實時行進速度確定平均行進速度，結(jié)合行進時間，確定無軌膠輪車的行進里程；

36、將無軌膠輪車的行進里程在礦洞走向參考線上進行映射，為第一考量因素映射點。

37、在本發(fā)明公開的一些實施例中，將當(dāng)下結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)和參考結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)的吻合性認定為第二考量因素的方法包括：

38、將礦洞走向參考線上第一考量因素映射點附近預(yù)設(shè)長度的參考線段進行截取定位，并將參考線段內(nèi)不同位置節(jié)點的參考結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)進行同步截??；

39、將當(dāng)下結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)和截取的參考結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)進行比對，計算二者之間的吻合程度，若二者之間的吻合程度大于等于預(yù)設(shè)值，則將參考結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)對應(yīng)的位置節(jié)點認定為無軌膠輪車相對礦洞走向參考線的位置節(jié)點。

40、在本發(fā)明公開的一些實施例中，計算當(dāng)下結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)和參考結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)的吻合程度的方法包括：

41、對當(dāng)下結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)和參考結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)進行分析，確定出各自的礦洞豎截面的結(jié)構(gòu)特征因子參量組，記為當(dāng)下結(jié)構(gòu)特征因子參量組和參考結(jié)構(gòu)特征因子參量組；

42、將連續(xù)的當(dāng)下結(jié)構(gòu)特征因子參量組和連續(xù)的參考結(jié)構(gòu)特征因子參量組進行比對，計算吻合程度；

43、其中，計算吻合程度的表達式為：

44、；

45、其中，為吻合程度對應(yīng)值，為結(jié)構(gòu)特征因子參量吻合判斷函數(shù)，若第q個當(dāng)下結(jié)構(gòu)特征因子參量和參考結(jié)構(gòu)特征因子參量的差異量小于等于預(yù)設(shè)值，則輸出預(yù)設(shè)的特定常數(shù)，否則輸出0，為連續(xù)的結(jié)構(gòu)特征因子參量組中結(jié)構(gòu)特征因子參量的總數(shù)量，c為結(jié)構(gòu)差異調(diào)整常數(shù)。

46、在本發(fā)明公開的一些實施例中，還公開有井下無軌膠輪車駕駛車輛的自適應(yīng)速度控制系統(tǒng)，包括：

47、第一模塊，用于基于點云數(shù)據(jù)，生成礦洞三維立體結(jié)構(gòu)；

48、第二模塊，用于針對礦洞三維立體結(jié)構(gòu)標定礦洞走向參考線，并對礦洞三維立體結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)特征進行分析降維，得到參考結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)，并將參考結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)在礦洞走向參考線上進行定位關(guān)聯(lián)；

49、第三模塊，用于記錄礦洞的無軌膠輪車的標準行進數(shù)據(jù)，并根據(jù)標準行進數(shù)據(jù)，確定礦洞走向參考線上不同位置節(jié)點的標準行進速度；

50、第四模塊，用于實時采集無軌膠輪車上的激光探測裝置的激光探測數(shù)據(jù)，并基于激光探測數(shù)據(jù)確定無軌膠輪車當(dāng)下所處礦洞位置的結(jié)構(gòu)特征，并對結(jié)構(gòu)特征進行分析降維后，得到當(dāng)下結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)；

51、第五模塊，用于將行進時間認定為第一考量因素，將當(dāng)下結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)和參考結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)的吻合性認定為第二考量因素，并基于第一考量因素和第二考量因素，確定無軌膠輪車相對礦洞走向參考線的位置節(jié)點，并基于位置節(jié)點對應(yīng)的標準行進速度，對無軌膠輪車進行驅(qū)動。

52、本發(fā)明公開了井下無軌膠輪車駕駛車輛的自適應(yīng)速度控制方法及系統(tǒng)，涉及無軌膠輪車控制技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了針對礦洞三維立體結(jié)構(gòu)標定礦洞走向參考線，確定礦洞走向參考線上不同位置節(jié)點的標準行進速度，將行進時間認定為第一考量因素，將當(dāng)下結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)和參考結(jié)構(gòu)特征數(shù)據(jù)的吻合性認定為第二考量因素，并基于第一考量因素和第二考量因素，確定無軌膠輪車相對礦洞走向參考線的位置節(jié)點，并基于位置節(jié)點對應(yīng)的標準行進速度，對無軌膠輪車進行驅(qū)動，本發(fā)明通過上述技術(shù)方案，實現(xiàn)了對無軌膠輪車當(dāng)下所處位置的判斷，進而確定出無軌膠輪車在當(dāng)下的速度控制，提升了無軌膠輪車在礦洞內(nèi)的行進安全性。