一种哨兵模式下无人驾驶矿卡发车安全校验系统及方法与流程

本发明涉及无人驾驶与工程机械，尤其涉及一种哨兵模式下无人驾驶矿卡发车安全校验系统及方法。

背景技术：

1、无人驾驶矿卡已在露天矿规模化应用，矿卡体型大、盲区多，行业普遍采用激光雷达、毫米波雷达、摄像头多传感器融合感知方案，该方案侧重行车远距离障碍物识别以实现行车避障。矿区作业存在大量装载、卸料、故障、充电等临时驻车场景，矿卡驻车后常保持无人待机状态，接收调度发车指令即可直接启动。

2、现有无人驾驶矿卡的感知系统与安全管控方案存在两处关键技术短板：一方面激光雷达、毫米波雷达硬件本身存在近距离感知盲区，结合矿卡车身遮挡，现有感知手段难以识别车周隐蔽静止人员，存在碾压安全隐患；另一方面现有防护机制仅服务车辆行驶工况，未针对驻车待机场景设置持续监测与发车校验管控流程，驻车发车环节存在重大安全管控漏洞。

技术实现思路

1、为克服上述缺陷，本发明提供了一种哨兵模式下无人驾驶矿卡发车安全校验系统及方法，以解决现有无人驾驶矿卡驻车待机时感知存在近距离盲区、无法识别隐蔽静止人员，且缺少驻车专属监测机制与发车强制校验流程，驻车发车安全管控存在重大漏洞的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种哨兵模式下无人驾驶矿卡发车安全校验系统，该系统包括：

3、云端发车预警子系统、车端无人驾驶子系统、安全员移动端以及通信子系统；所述通信子系统，用于云端发车预警子系统与车端无人驾驶子系统之间的双向信号交互，以及安全员移动端与云端发车预警子系统之间的远程无线通信交互；

4、所述车端无人驾驶子系统搭载于目标无人驾驶矿卡上，用于在监测到目标无人驾驶矿卡完成驻车制动且达到预设激活条件时，激活哨兵模式并生成安全围栏，在安全围栏生成后调用车载传感器实时采集人员出入信息；

5、所述云端发车预警子系统，用于根据实际作业调度情况通过通信子系统向车端无人驾驶子系统下发初次发车信号或下电信号；

6、所述车端无人驾驶子系统，还用于在接收到所述初次发车信号时，利用当前人员出入信息进行初次发车安全校验，在初次校验通过时，控制目标无人驾驶矿卡解除驻车制动、恢复发车，并退出哨兵模式；在初次校验未通过时，控制目标无人驾驶矿卡继续保持驻车制动，并通过通信子系统向云端发车预警子系统上传一级人员滞留异常预警信号；

7、所述云端发车预警子系统，还用于响应一级人员滞留异常预警信号，通过通信子系统向安全员移动端下发远程核查任务，并在接收到安全员移动端通过通信子系统回传的远程确认信号时，通过通信子系统向车端无人驾驶子系统下发二次发车信号；

8、所述车端无人驾驶子系统，还用于在接收到二次发车信号时调用人员出入信息进行二次发车安全校验，在二次校验通过时，控制目标无人驾驶矿卡解除驻车制动、恢复发车，并退出哨兵模式；在二次校验未通过时，控制目标无人驾驶矿卡继续保持驻车制动，并通过通信子系统向云端发车预警子系统上传二级人员滞留异常预警信号；

9、所述云端发车预警子系统，还用于响应二级人员滞留异常预警信号，通过通信子系统向安全员移动端下发现场核查任务，并在接收到安全员移动端通过通信子系统回传的现场确认信号时，通过通信子系统向车端无人驾驶子系统下发放行信号；

10、所述车端无人驾驶子系统，还用于在接收到所述放行信号时，直接控制目标无人驾驶矿卡解除驻车制动、恢复发车，并退出哨兵模式；在接收到所述下电信号时，直接退出哨兵模式。

11、第二方面，本发明实施例还提供了一种哨兵模式下无人驾驶矿卡发车安全校验方法，该方法包括：

12、通过车端无人驾驶子系统，在监测到目标无人驾驶矿卡完成驻车制动且达到预设激活条件时，激活哨兵模式并生成安全围栏，在安全围栏生成后调用车载传感器实时采集围栏人员出入信息；

13、通过云端发车预警子系统，根据实际作业调度情况通过通信子系统向车端无人驾驶子系统下发初次发车信号或下电信号；

14、通过车端无人驾驶子系统，在接收到所述初次发车信号时，利用当前人员出入信息进行初次发车安全校验，在初次校验通过时，控制目标无人驾驶矿卡解除驻车制动、恢复发车，并退出哨兵模式；在初次校验未通过时，控制目标无人驾驶矿卡继续保持驻车制动，并通过通信子系统向云端发车预警子系统上传一级人员滞留异常预警信号；

15、通过云端发车预警子系统，响应一级人员滞留异常预警信号，通过通信子系统向安全员移动端下发远程核查任务，并在接收到安全员移动端通过通信子系统回传的远程确认信号时，通过通信子系统向车端无人驾驶子系统下发二次发车信号；

16、通过车端无人驾驶子系统，在接收到二次发车信号时调用人员出入信息进行二次发车安全校验，在二次校验通过时，控制目标无人驾驶矿卡解除驻车制动、恢复发车，并退出哨兵模式；在二次校验未通过时，控制目标无人驾驶矿卡继续保持驻车制动，并通过通信子系统向云端发车预警子系统上传二级人员滞留异常预警信号；

17、通过云端发车预警子系统，响应二级人员滞留异常预警信号，通过通信子系统向安全员移动端下发现场核查任务，并在接收到安全员移动端通过通信子系统回传的现场确认信号时，通过通信子系统向车端无人驾驶子系统下发放行信号；

18、通过车端无人驾驶子系统，在接收到所述放行信号时，直接控制目标无人驾驶矿卡解除驻车制动、恢复发车，并退出哨兵模式；在接收到所述下电信号时，直接退出哨兵模式。

19、本发明实施例所述的系统具备独特的四层主体解耦协同架构，依托通信子系统统一承载云端发车预警子系统、车端无人驾驶子系统、安全员移动端三方全部信号交互，构建出分层递进的人机协同校验闭环。同时本实施例仅对车端无人驾驶子系统做整机上位功能限定，不固化内部硬件模块，工程落地时可适配各类吨位、不同传感器配置的露天矿无人驾驶矿卡。云端、车端、移动端可分开部署调试、独立运维，搭配车辆发车自动退出、云端下电远程退出双路径哨兵管控逻辑，完整覆盖矿区驻车值守全工况，在保障发车作业多层安全冗余的基础上，大幅降低设备改造、现场运维成本，具备突出的工程落地有效性与场景通用性。

20、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

1.一种哨兵模式下无人驾驶矿卡发车安全校验系统，其特征在于，该系统包括：云端发车预警子系统、车端无人驾驶子系统、安全员移动端以及通信子系统；所述通信子系统，用于云端发车预警子系统与车端无人驾驶子系统之间的双向信号交互，以及安全员移动端与云端发车预警子系统之间的远程无线通信交互；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车端无人驾驶子系统包括：运算组件、感知组件与控制组件。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述运算组件，用于实时监测目标无人驾驶矿卡的运行状态，当运行状态由行驶状态切换至驻车制动状态时，获取当前车速以及当前驾驶模式；

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述感知组件，用于在安全围栏生成后，调用目标无人驾驶矿卡的车载传感器对安全围栏区域进行全域扫描，统计安全围栏全域范围内的初始人数并传输至运算组件，以及持续采集人员进入围栏信号与人员离开围栏信号并同步传输至运算组件。

5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述运算组件，还用于接收所述初始人数以及持续接收人员进入围栏信号与人员离开围栏信号，在每次接收到人员进入围栏信号时对第一计数器累加1，在每次接收到人员离开围栏信号时对第二计数器累加1；

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述云端发车预警子系统，还用于在接收到一级人员滞留异常预警信号时，通过通信子系统向安全员移动端下发远程核查任务，并在接收到安全员移动端通过通信子系统回传的远程确认信号时，通过通信子系统向所述运算组件下发二次发车信号；

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述云端发车预警子系统，还用于在接收到二级人员滞留异常预警信号时，通过通信子系统向安全员移动端下发现场核查任务，并在接收到安全员移动端通过通信子系统回传的现场确认信号时，通过通信子系统向运算组件下发放行信号；

8.根据权利要求2-7任一项所述的系统，其特征在于，所述控制组件，用于在接收到所述初次发车信号、所述二次发车信号，以及所述放行信号时，控制目标无人驾驶矿卡解除驻车制动、恢复发车。

9.根据权利要求2-7任一项所述的系统，其特征在于，所述运算组件，还用于在监测到目标无人驾驶矿卡恢复发车时，退出哨兵模式；

10.一种哨兵模式下无人驾驶矿卡发车安全校验方法，应用于权利要求1所述的哨兵模式下无人驾驶矿卡发车安全校验系统，其特征在于，包括：