露天矿作业区无人运输设备通行优先级决策方法与流程

1.本发明涉及无人运输设备技术领域。更具体地说，本发明涉及一种露天矿作业区无人运输设备通行优先级决策方法。


背景技术：

2.露天矿山的作业区域，一般分为装载区域和卸载区域，从行驶路径的角度上分析，有两个显著的特点，一是同一作业区域内有一个或多个作业点(装载点或卸载点)，二是车辆要完成装载或卸载的作业流程，必须完成180度掉头的动作；传统的人工驾驶车辆在上述区域内作业，一般按照“先到先走”的思想来确立存在路径冲突的两辆车的行驶优先级，但是这种与司机的职业素养有较大的关系，遇到“抢道”的司机，极易出现碰撞事故；无人车辆在上述区域内作业，按照“先到先走”的朴素优先级思想，虽然可以实现完整的作业流程，但是不可避免的会出现车辆卡死的情况，极大的影响了作业安全和作业效率。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
4.本发明还有一个目的是提供一种露天矿作业区无人运输设备通行优先级决策方法，其通过建立冲突序列，再基于冲突序列计算出最终的行驶优先级，保障了区域内车辆有序、安全的行驶，同时提高了整个区域内的作业效率。
5.为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种露天矿作业区无人运输设备通行优先级决策方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.获取作业区内所有车辆的行驶参考路径，并基于行驶参考路径，逐个计算作业区内每个车辆与其他车辆是否存在冲突关系，若存在，则将存在冲突关系的车辆放入冲突序列中，其中，所述冲突关系的判断方法为：判断待计算的两车辆是否驶出冲突区，若其中任意一车辆已驶离冲突区，则待计算的两车辆不存在冲突关系，反之，存在冲突关系；
7.在冲突序列中，基于车辆状态信息决策输出最终的行驶优先级，其中，车辆状态信息包括车辆的通行状态、行驶路径、位置。
8.优选的是，所述作业区为露天矿山运输环节中的装载区或卸载区。
9.优选的是，行驶参考路径为从作业区的入场口经过作业点到出场口所经过的路径，其中，行驶参考路径划分为三部分，从作业区的入场口至倒车点之间的路径为参考路径一，从倒车点至作业点之间的路径为参考路径二，从作业点至出场口的路径为参考路径三，车辆均按照行驶参考路径通行。
10.优选的是于，所述作业点为车辆进行装载或卸载的停车点。
11.优选的是，其特征在于，在待计算的两车辆中，每辆车的行驶路径中均设有冲突起点和冲突终点；
12.判断待计算的两车辆是否驶出冲突区的方法为：依次判断每辆车所在的位置点是否大于其所对应的冲突终点，若是，则判定为对应车辆已驶离冲突区，反之，则未驶离冲突
区。
13.优选的是，在冲突序列中，基于车辆状态信息决策输出最终的行驶优先级的方法为：
14.参与比较的两车辆，其中一辆设为本车辆，另一车辆设为目标车辆；
15.判断本车辆的历史调度状态：
16.若本车辆的历史调度状态为通行，则判断目标车辆的历史调度状态；若目标车辆的历史调度状态为排队，则本车辆的优先级大于目标车辆的优先级，若目标车辆的历史调度状态为通行，则分别计算本车辆和目标车辆至冲突区的距离；若本车辆距离冲突区的距离大于目标车辆距离冲突区的距离，则本车辆优先级大于目标车辆优先级，若本车辆距离冲突区的距离小于等于目标车辆距离冲突区的距离，则目标车辆优先级大于本车辆优先级；
17.若本车辆的历史调度状态为排队，则判断目标车辆的历史调度状态；若目标车辆的历史调度状态为通行，则目标车辆优先级大于本车辆优先级，若目标车辆历史调度状态为排队，则获取本车辆和目标车辆的行驶路径，其中，当前行驶路径的优先级为参考路径三大于参考路径二大于参考路径一；判断本车辆的行驶路径优先级是否大于目标车辆的行驶路径的优先级，若大于，则本车辆的优先级小于目标车辆的优先级，若小于，则本车辆的优先级大于目标车辆的优先级。
18.本发明至少包括以下有益效果：
19.结合露天矿山特有的作业场景(装料和卸料)，根据车辆当前的行驶路径信息，将区域内所有车辆组成一个冲突序列，再依据所有车辆状态信息，实时计算两两车辆之间的优先级，依据优先级高低对序列进行排序，最终形成优先级由高到低的一维序列；优先级高的车辆优先通行，优先级低的车辆随后。通过上述一维序列，保障了区域内车辆有序、安全的行驶，同时提高了整个区域内的作业效率。
20.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
21.图1为本发明其中一个实施例所述的通行优先级的计算流程示意图；
22.图2为本发明其中一个实施例所述的作业区内行驶参考路径示意图。
具体实施方式
23.下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
24.露天矿作业区无人运输设备通行优先级决策方法，包括以下步骤：
25.获取作业区内所有车辆的行驶参考路径，并基于行驶参考路径，逐个计算作业区内每个车辆与其他车辆是否存在冲突关系，若存在，则将存在冲突关系的车辆放入冲突序列中，其中，所述冲突关系的判断方法为：判断待计算的两车辆是否驶出冲突区，若其中任意一车辆已驶离冲突区，则待计算的两车辆不存在冲突关系，反之，存在冲突关系；
26.在冲突序列中，基于车辆状态信息决策输出最终的行驶优先级，其中，车辆状态信
息包括车辆的通行状态、行驶路径、位置。
27.在这种技术方案中，行驶参考路径即在作业区内划定的车辆行驶路线，如图1所示，在计算冲突关系时，计算其中一个车辆与其他车辆的冲突关系，计算时两两车辆依次比较；基于冲突序列再计算最终的行驶优先级；将作业区内的车辆依次进行编号，例如a、b、c、d、e、f，计算后冲突序列中的车辆有a、c、f，冲突序列的建立过程具体为：先计算a与b的冲突关系，a与b不存在冲突关系，再计算a与c的冲突关系，a与c存在冲突关系，将a和c加入冲突序列中，再分别计算a与d、e、f，均不存在冲突关系；分别计算b与c、d、e、f的冲突关系，b与其余车辆均不存在冲突关系；再计算c与d、e、f的冲突关系，c与f存在冲突关系，将c和f加入冲突序列，c与d、e不存在冲突关系；再计算d与e、f的冲突关系，d与e、f均不存在冲突关系；最后计算e与f的冲突关系，e与f不存在冲突关系；计算结束后去除重复编号，即得到编号有a、c、f的冲突序列。
28.使用过程中，先判断本车辆与其他车辆是否存在冲突关系，若存在，则加入冲突序列中，最后再基于冲突系列输出最终的行驶优先级。
29.采用该技术方案，本发明通过建立冲突序列，再基于冲突序列计算出最终的行驶优先级，保障了区域内车辆有序、安全的行驶，同时提高了整个区域内的作业效率。
30.在另一种技术方案中，所述作业区为露天矿山运输环节中的装载区或卸载区。采用该技术方案，本发明可实现在装载区或者卸载区进行工作。
31.在另一种技术方案中，如图2所示，行驶参考路径为从作业区的入场口经过作业点到出场口所经过的路径，其中，行驶参考路径划分为三部分，从作业区的入场口至倒车点之间的路径为参考路径一(road1)，从倒车点至作业点之间的路径为参考路径二(road2)，从作业点至出场口的路径为参考路径三(road3)，车辆均按照行驶参考路径通行。采用该技术方案，车辆按照划定路线进行行驶。
32.在另一种技术方案中，所述作业点为车辆进行装载或卸载的停车点。
33.在另一种技术方案中，在待计算的两车辆中，每辆车的行驶路径中均设有冲突起点和冲突终点；
34.判断待计算的两车辆是否驶出冲突区的方法为：依次判断每辆车所在的位置点是否大于其所对应的冲突终点，若是，则判定为对应车辆已驶离冲突区，反之，则未驶离冲突区。。采用该技术方案，实现判断本车辆和目标车辆是否驶离冲突区。
35.在另一种技术方案中，在冲突序列中，基于车辆状态信息决策输出最终的行驶优先级的方法为：
36.如图1所示，参与比较的两车辆，其中一辆设为本车辆，另一车辆设为目标车辆；
37.判断本车辆的历史调度状态：
38.若本车辆的历史调度状态为通行，则判断目标车辆的历史调度状态；若目标车辆的历史调度状态为排队，则本车辆的优先级大于目标车辆的优先级，若目标车辆的历史调度状态为通行，则分别计算本车辆和目标车辆至冲突区的距离；若本车辆距离冲突区的距离大于目标车辆距离冲突区的距离，则本车辆优先级大于目标车辆优先级，若本车辆距离冲突区的距离小于等于目标车辆距离冲突区的距离，则目标车辆优先级大于本车辆优先级；
39.若本车辆的历史调度状态为排队，则判断目标车辆的历史调度状态；若目标车辆
的历史调度状态为通行，则目标车辆优先级大于本车辆优先级，若目标车辆历史调度状态为排队，则获取本车辆和目标车辆的行驶路径，其中，当前行驶路径的优先级为参考路径三大于参考路径二大于参考路径一；判断本车辆的行驶路径优先级是否大于目标车辆的行驶路径的优先级，若大于，则本车辆的优先级小于目标车辆的优先级，若小于，则本车辆的优先级大于目标车辆的优先级，两两比较后即可得出优先级顺序，例如冲突序列中有a、c、f车辆，先计算a与c的优先级，通过图1中的方法比较后得出c》a，再计算a与f比较得出f＞a，再计算c与f，计算得出c＞f，则最后输出的一维优先级顺序为c》f》a。
40.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

技术特征：
1.露天矿作业区无人运输设备通行优先级决策方法，其特征在于，包括以下步骤：获取作业区内所有车辆的行驶参考路径，并基于行驶参考路径，逐个计算作业区内每个车辆与其他车辆是否存在冲突关系，若存在，则将存在冲突关系的车辆放入冲突序列中，其中，所述冲突关系的判断方法为：判断待计算的两车辆是否驶出冲突区，若其中任意一车辆已驶离冲突区，则待计算的两车辆不存在冲突关系，反之，存在冲突关系；在冲突序列中，基于车辆状态信息决策输出最终的行驶优先级，其中，车辆状态信息包括车辆的通行状态、行驶路径、位置。2.如权利要求1所述的露天矿作业区无人运输设备通行优先级决策方法，其特征在于，所述作业区为露天矿山运输环节中的装载区或卸载区。3.如权利要求2所述的露天矿作业区无人运输设备通行优先级决策方法，其特征在于，行驶参考路径为从作业区的入场口经过作业点到出场口所经过的路径，其中，行驶参考路径划分为三部分，从作业区的入场口至倒车点之间的路径为参考路径一，从倒车点至作业点之间的路径为参考路径二，从作业点至出场口的路径为参考路径三，车辆均按照行驶参考路径通行。4.如权利要求3所述的露天矿作业区无人运输设备通行优先级决策方法，其特征在于，所述作业点为车辆进行装载或卸载的停车点。5.如权利要求4所述的露天矿作业区无人运输设备通行优先级决策方法，其特征在于，在待计算的两车辆中，每辆车的行驶路径中均设有冲突起点和冲突终点；判断待计算的两车辆是否驶出冲突区的方法为：依次判断每辆车所在的位置点是否大于其所对应的冲突终点，若是，则判定为对应车辆已驶离冲突区，反之，则未驶离冲突区。6.如权利要求5所述的露天矿作业区无人运输设备通行优先级决策方法，其特征在于，在冲突序列中，基于车辆状态信息决策输出最终的行驶优先级的方法为：参与比较的两车辆，其中一辆设为本车辆，另一车辆设为目标车辆；判断本车辆的历史调度状态：若本车辆的历史调度状态为通行，则判断目标车辆的历史调度状态；若目标车辆的历史调度状态为排队，则本车辆的优先级大于目标车辆的优先级，若目标车辆的历史调度状态为通行，则分别计算本车辆和目标车辆至冲突区的距离；若本车辆距离冲突区的距离大于目标车辆距离冲突区的距离，则本车辆优先级大于目标车辆优先级，若本车辆距离冲突区的距离小于等于目标车辆距离冲突区的距离，则目标车辆优先级大于本车辆优先级；若本车辆的历史调度状态为排队，则判断目标车辆的历史调度状态；若目标车辆的历史调度状态为通行，则目标车辆优先级大于本车辆优先级，若目标车辆历史调度状态为排队，则获取本车辆和目标车辆的行驶路径，其中，当前行驶路径的优先级为参考路径三大于参考路径二大于参考路径一；判断本车辆的行驶路径优先级是否大于目标车辆的行驶路径的优先级，若大于，则本车辆的优先级小于目标车辆的优先级，若小于，则本车辆的优先级大于目标车辆的优先级。

技术总结
本发明公开了一种露天矿作业区无人运输设备通行优先级决策方法，其特征在于，包括以下步骤：获取作业区内所有车辆的行驶参考路径，并基于行驶参考路径，逐个计算作业区内每个车辆与其他车辆是否存在冲突关系，若存在，则将存在冲突关系的车辆放入冲突序列中，其中，所述冲突关系的判断方法为：判断待计算的两车辆是否驶出冲突区，若其中任意一车辆已驶离冲突区，则待计算的两车辆不存在冲突关系，反之，存在冲突关系；在冲突序列中，基于车辆状态信息决策输出最终的行驶优先级。本发明通过建立冲突序列，再基于冲突序列计算出最终的行驶优先级，保障了区域内车辆有序、安全的行驶，同时提高了整个区域内的作业效率。同时提高了整个区域内的作业效率。同时提高了整个区域内的作业效率。


技术研发人员：李昭 牟均发 赵荣
受保护的技术使用者：西安主函数智能科技有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/12