一种山地智能运输系统及其控制管理方法与流程

1.本发明涉及山地智能运输技术领域，具体为一种山地智能运输系统及其控制管理方法。


背景技术：

2.现有山地环境的建筑施工及物资搬运，如电力、墓地、庭院建筑施工，多还是人力搬运到施工点进行搭建施工，其中山地因其具有复杂恶劣的地形，对于物资的运输搬运造成了极大的障碍，故现有技术中采用了履带式搬运机车搬运物资来解决，其能大幅提升搬运效率。但因地形复杂负载沉重，常规履带式搬运机车在山地环境需要经验丰富的驾驶人员驾驶操控，否则将大幅提升搬运风险，其中较大型的施工状况如电力设备铁塔搭建，则需要多次运输搬运，搬运物料则需要专业人员长期操作，对于紧张的施工人员，人力大为浪费，并且危险的地理环境、毒害动物对于操作人员人身安全也产生极大影响，故急需一种智能化的山地运输解决方案来解决上述问题。
3.其中，现有技术中为提高农机设备的智能化程度，大多需要采用导航系统，如授权公告号为cn108919792b的中国发明专利“一种自动导航系统路径规划控制方法”提供了一种通过建立控制终端与电控转向盘和gps卫星信号接收器之间的信号通讯，然后基于gps卫星信号接收器的定位信息，用户根据实际作业需求在控制终端上设置规划路径的a点、b点、行距信息后，控制终端自动生成作业路径，最后控制终端基于所设定的作业路径，基于gps卫星信号接收器的定位数据，实时计算农机与作业路径的位置偏差，计算所得的偏差数据作为电控转向盘的控制信号，电控转向盘根据该控制信号实现农机 精确地跟踪作业路径一些因此需要一种山地智能运输系统及其控制管理方法对上述问题做出改善。虽然提供了一种智能化导航控制农机自动精确跟踪作业路径作业的方案，但该技术方案为在田地路面进行的简易路径导航规划，对于山地复杂地形并不适用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种山地智能运输系统及其控制管理方法，通过采集预设作业路径的运输装备参数信息，基于卫星定位及其他辅助系统的生产供运输装备实现智能化运输，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供第一技术方案：一种山地智能运输系统，包括：智能山地运输装备，所述智能山地运输装备包括履带式搬运机及连接设于履带式搬运机上的通信模块、卫星定位及参数感应采集模块、智能控制模块，所述通信模块与卫星定位及参数感应采集模块、智能控制模块电性相连，其中智能控制模块用于处理控制履带式搬运机的行进动作，通信模块对外通信所述卫星定位模块的位置信息，卫星定位及参数感应采集模块用于采集履带式搬运机的行进路径机体参数信息及获取履带式搬运机的卫星定位信息；辅助控制终端，所述辅助控制终端包括定位控制终端及与定位控制终端相连的若干差分基准站，所述定位控制终端内设主控制器根据获取信息，并对接设置定位服务器获
取履带搬运机的信息参数，其上还连接设有人机交互界面端用于显示及输入自定义信息；所述差分基准站用于为智能山地运输装备的定位提供修正信息，并将修正后的位置信息显示于所述人机交互界面；所述定位服务器将修正后的位置信息和用户输入的自定义信息通信传送给所述通信模块，所述通信模块将所述修正后的位置信息和用户输入的自定义信息发送给所述智能控制模块，从而使所述智能控制模块根据所述修正后的位置信息和用户输入的自定义信息控制所述智能山地运输装备的行为。
6.作为本发明优选的方案，所述履带式搬运机设置为驱动电机提供驱动动力来源，其中履带搬运机还搭配设置电控转向器，所述电控转向器根据智能控制模块获取的控制信息控制驱动电机执行驱动实现智能行进运输；所述卫星定位及参数感应采集模块包括卫星定位天线、定位处理单元及海拔高度感应单元、路况采集摄像头、倾角感应单元及控制节点采集单元；所述主控制器根据卫星定位及参数感应采集模块处理获取的行程信息处理生成预设作业路径。
7.作为本发明优选的方案，所述跟踪定位服务器包括存储单元，所述存储单元用于存储预设作业路径及后续行走路径生成的地图信息，用户通过所述人机交互界面可调取及修改所述地图信息。
8.作为本发明优选的方案，所述差分基准站按需设置于行进路径上及周边的露天的具有固定坐标的位置，所述修正信息包括差分校准数据及irig-b码信号，所述差分基准站包括第二卫星定位天线、第二定位处理单元及b码发生器，所述第二定位处理单元接收并处理来自所述第二卫星定位天线，输出所述差分校准数据、实时时间信息及1pps信号，所述b码发生器接收所述实时时间信息及1pps信号，输出irig-b码信号。
9.另外，本发明基于上述山地智能运输系统方案基础还提供了第二技术方案：一种山地智能运输系统的控制管理方法，根据具体的山地运输环境搭建山地智能运输系统，该山地智能运输系统包括智能山地运输装备，所述智能山地运输装备包括履带式搬运机及连接设于履带式搬运机上的通信模块、卫星定位及参数感应采集模块、智能控制模块；辅助控制终端，所述辅助控制终端包括定位控制终端及与定位控制终端相连的若干差分基准站；并预先建立定位控制终端、差分基准站、通信模块、卫星定位及参数感应采集模块、智能控制模块的信号通讯，该山地智能运输系统的控制管理方法具体设为以下步骤：s1：用户根据实际作业需求在定位控制终端上设置行进路径的起点、终点，并在起点及终点的具有固定坐标的露天位置上设置差分基准站；s2：用户根据实际运输状况实载物资由人工控制从起点向终点实施搬运作业，基于卫星定位及参数感应采集模块的信息采集功能及差分基准站的修正位置信息功能，采集该次行程路径中履带式搬运机的对应信息变化参数及对应人工控制操控节点的操控信息及车辆状态信息，由定位控制终端处理生成预设作业路径；s3：控制终端基于所设定的作业路径，基于卫星定位及参数感应采集模块及差分基准站组合确定的定位数据，由定位控制终端实时计算履带式搬运机与预设作业路径的位置偏差，计算所得的偏差数据作为智能控制模块的控制信号，智能控制模块根据该控制信号实现履带式搬运机精确地跟踪作业路径进行运输作业。
10.作为本发明优选的方案，所述卫星定位及参数感应采集模块包括卫星定位天线、
定位处理单元及海拔高度感应单元、路况采集摄像头、倾角感应单元及控制节点采集单元，其中卫星定位天线用于接收来自卫星的信号，定位处理单元用于处理卫星的信号转换为所述位置信息，其中海拔高度感应单元为实时动态感应履带式搬运机的海拔参数变化，所述路况采集摄像头用于监测行进路径中周边路况，所述转倾角感应单元用于监测感应履带式搬运机行进中车体倾角参数变化，所述控制节点采集单元用于s2步骤中人工操控中各控制节点控制信息及该控制节点对应车体信息的采集及存储。
11.作为本发明优选的方案，所述s2及s3步骤中，履带式搬运机的位置信息具体由履带式搬运机的卫星定位及参数感应采集模块处理来自卫星的定位信号，形成履带式搬运机的位置信息；由所述差分基准站处理来自卫星的定位信号，形成所述履带式搬运机的位置信息的修正信息；采用所述修正信息对所述履带式搬运机的位置信息进行修正，形成修正后的履带式搬运机位置信息；所述s2步骤中，人工对履带式搬运机实施操作动作，控制节点采集单元同步采集该操作动作指示信息，并同步存储该操作动作实施及变更节点时履带式搬运机车体的定位信息、海拔高度信息及车辆倾角重心变化信息。
12.作为本发明优选的方案，所述定位控制终端内设主控制器根据获取信息，并对接设置定位服务器获取履带搬运机的信息参数，其上还连接设有人机交互界面端用于显示及输入设定信息，将所述修正后的履带式搬运机位置信息显示于人机交互界面，以及根据用户输入的自定义信息控制所述履带式搬运机的行为；所述定位服务器内存储对应的信息处理程序，根据获取的信息由主控制器进行处理及分析。
13.作为本发明优选的方案，所述履带式搬运机设置为驱动电机提供驱动动力来源，其中履带搬运机还搭配设置电控转向器，所述电控转向器根据智能控制模块获取的控制信息控制驱动电机执行驱动实现智能行进运输，所述s3步骤中，控制终端实时计算农机与作业路径的位置偏差的步骤为：定位控制终端基于预设作业路径进行立体坐标转换，并实时将卫星定位及参数感应采集模块提供的经纬度、海拔信息转成立体坐标系下的坐标点信息，依据在立体坐标系实时的履带式搬运机的位置信息与预设作业路径同海拔及坐标位置点进行匹配，实时计算农机与预设作业路径的位置偏差。
14.作为本发明优选的方案，所述路况采集摄像头、倾角感应单元在s3步骤中同时对路况进行监测，所述定位服务器中预设危险状态预警程序监测，当路况采集模块、倾角感应单元实时监测产生危险信号时，具体为对应预设作业路径上出现异常阻挡、倾角感应单元监测重心偏移形成运行危险状态预警程序对定位控制终端发出预警，并由智能控制模块对车辆实施停车控制，切换为定位控制模块的远程控制模式。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明山地智能运输系统通过设置智能山地运输装备及辅助控制终端的组合搭配，基于卫星定位及参数感应采集模块的信息采集功能及差分基准站的修正位置信息功能，采集人工控制的初次行程路径中履带式搬运机的对应信息变化参数及对应人工控制操控节点的操控信息及车辆状态信息，由定位控制终端处理生成预设作业路径，并以该预设作业路径由智能控制模块控制车体自动驾驶实现履带式搬运机精确地跟踪作业路径进行运输作业，能够实现山地物资运输的自动驾驶作业，并精确跟踪预设作业路径进行作业，使得山地物资运输更加自动化。
附图说明
16.图1为本发明的实施例一的使用示意图；图2为本发明的实施例一的智能山地运输装备模块示意图；图中：智能山地运输装备1、定位控制终端2、差分基准站3、预设作业路径4。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.为了便于理解本发明，下面将参照相关对本发明进行更全面的描述。给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
19.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
20.请参阅图1-2，本发明提供一种山地智能运输系统的实施例一：具体为一种山地智能运输系统，包括：智能山地运输装备1，所述智能山地运输装备包括履带式搬运机及连接设于履带式搬运机上的通信模块、卫星定位及参数感应采集模块、智能控制模块，所述通信模块与卫星定位及参数感应采集模块、智能控制模块电性相连，其中智能控制模块用于处理控制履带式搬运机的行进动作，通信模块对外通信所述卫星定位模块的位置信息，卫星定位及参数感应采集模块用于采集履带式搬运机的行进路径机体参数信息及获取履带式搬运机的卫星定位信息；辅助控制终端，所述辅助控制终端包括定位控制终端2及与定位控制终端相连的若干差分基准站3，所述定位控制终端内设主控制器根据获取信息，并对接设置定位服务器获取履带搬运机的信息参数，其上还连接设有人机交互界面端用于显示及输入自定义信息；所述差分基准站用于为智能山地运输装备的定位提供修正信息，并将修正后的位置信息显示于所述人机交互界面；所述定位服务器将修正后的位置信息和用户输入的自定义信息通信传送给所述通信模块，所述通信模块将所述修正后的位置信息和用户输入的自定义信息发送给所述智能控制模块，从而使所述智能控制模块根据所述修正后的位置信息和用户输入的自定义信息控制所述智能山地运输装备的行为。
21.进一步的，所述履带式搬运机设置为驱动电机提供驱动动力来源，其中履带搬运机还搭配设置电控转向器，所述电控转向器根据智能控制模块获取的控制信息控制驱动电机执行驱动实现智能行进运输；所述卫星定位及参数感应采集模块包括卫星定位天线、定位处理单元及海拔高度感应单元、路况采集摄像头、倾角感应单元及控制节点采集单元；所述主控制器根据卫星定位及参数感应采集模块处理获取的行程信息处理生成预设作业路径4。
22.进一步的，所述跟踪定位服务器包括存储单元，所述存储单元用于存储预设作业路径及后续行走路径生成的地图信息，用户通过所述人机交互界面可调取及修改所述地图信息。
23.进一步的，所述差分基准站3按需设置于行进路径上及周边的露天的具有固定坐标的位置，其中本实施例中的差分基准站3设置数量为三个，其中在起点与终点分别设置一个，在预设作业路径4边上设置有一个，其中的修正信息包括差分校准数据及irig-b码信号，所述差分基准站包括第二卫星定位天线、第二定位处理单元及b码发生器，所述第二定位处理单元接收并处理来自所述第二卫星定位天线，输出所述差分校准数据、实时时间信息及1pps信号，所述b码发生器接收所述实时时间信息及1pps信号，输出irig-b码信号。
24.另外，本发明基于上述山地智能运输系统方案基础还提供了对应控制管理方法的实施例二，具体为：一种山地智能运输系统的控制管理方法，根据具体的山地运输环境搭建山地智能运输系统，该山地智能运输系统包括智能山地运输装备1，所述智能山地运输装备包括履带式搬运机及连接设于履带式搬运机上的通信模块、卫星定位及参数感应采集模块、智能控制模块；辅助控制终端，所述辅助控制终端包括定位控制终端2及与定位控制终端相连的若干差分基准站3；并预先建立定位控制终端、差分基准站、通信模块、卫星定位及参数感应采集模块、智能控制模块的信号通讯，该山地智能运输系统的控制管理方法具体设为以下步骤：s1：用户根据实际作业需求在定位控制终端上设置行进路径的起点、终点，并在起点及终点的具有固定坐标的露天位置上设置差分基准站；s2：用户根据实际运输状况实载物资由人工控制从起点向终点实施搬运作业，基于卫星定位及参数感应采集模块的信息采集功能及差分基准站的修正位置信息功能，采集该次行程路径中履带式搬运机的对应信息变化参数及对应人工控制操控节点的操控信息及车辆状态信息，由定位控制终端处理生成预设作业路径4；s3：控制终端基于所设定的作业路径，基于卫星定位及参数感应采集模块及差分基准站组合确定的定位数据，由定位控制终端实时计算履带式搬运机与预设作业路径的位置偏差，计算所得的偏差数据作为智能控制模块的控制信号，智能控制模块根据该控制信号实现履带式搬运机精确地跟踪作业路径进行运输作业。
25.进一步的，所述卫星定位及参数感应采集模块包括卫星定位天线、定位处理单元及海拔高度感应单元、路况采集摄像头、倾角感应单元及控制节点采集单元，其中卫星定位天线用于接收来自卫星的信号，定位处理单元用于处理卫星的信号转换为所述位置信息，其中海拔高度感应单元为实时动态感应履带式搬运机的海拔参数变化，所述路况采集摄像头用于监测行进路径中周边路况，所述转倾角感应单元用于监测感应履带式搬运机行进中车体倾角参数变化，所述控制节点采集单元用于s2步骤中人工操控中各控制节点控制信息及该控制节点对应车体信息的采集及存储。
26.进一步的，所述s2及s3步骤中，履带式搬运机的位置信息具体由履带式搬运机的卫星定位及参数感应采集模块处理来自卫星的定位信号，形成履带式搬运机的位置信息；由所述差分基准站处理来自卫星的定位信号，形成所述履带式搬运机的位置信息的修正信息；采用所述修正信息对所述履带式搬运机的位置信息进行修正，形成修正后的履带式搬运机位置信息；所述s2步骤中，人工对履带式搬运机实施操作动作，控制节点采集单元同步
采集该操作动作指示信息，并同步存储该操作动作实施及变更节点时履带式搬运机车体的定位信息、海拔高度信息及车辆倾角重心变化信息。
27.进一步的，所述定位控制终端内设主控制器根据获取信息，并对接设置定位服务器获取履带搬运机的信息参数，其上还连接设有人机交互界面端用于显示及输入设定信息，将所述修正后的履带式搬运机位置信息显示于人机交互界面，以及根据用户输入的自定义信息控制所述履带式搬运机的行为；所述定位服务器内存储对应的信息处理程序，根据获取的信息由主控制器进行处理及分析。
28.进一步的，所述履带式搬运机设置为驱动电机提供驱动动力来源，其中履带搬运机还搭配设置电控转向器，所述电控转向器根据智能控制模块获取的控制信息控制驱动电机执行驱动实现智能行进运输，所述s3步骤中，控制终端实时计算农机与作业路径的位置偏差的步骤为：定位控制终端基于预设作业路径进行立体坐标转换，并实时将卫星定位及参数感应采集模块提供的经纬度、海拔信息转成立体坐标系下的坐标点信息，依据在立体坐标系实时的履带式搬运机的位置信息与预设作业路径同海拔及坐标位置点进行匹配，实时计算农机与预设作业路径的位置偏差。
29.进一步的，所述路况采集摄像头、倾角感应单元在s3步骤中同时对路况进行监测，所述定位服务器中预设危险状态预警程序监测，当路况采集模块、倾角感应单元实时监测产生危险信号时，具体为对应预设作业路径上出现异常阻挡、倾角感应单元监测重心偏移形成运行危险状态预警程序对定位控制终端发出预警，并由智能控制模块对车辆实施停车控制，切换为定位控制模块的远程控制模式。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。