1.本技术涉及车辆控制技术领域，具体涉及一种基于蠕行档位控制的矿车控制方法及装置。


背景技术：

2.当前矿井开采使用的矿车多为人工驾驶，驾驶员驾驶车辆在固定的开采点上料，然后行驶至固定的卸料点卸料，整个过程大多为重复劳动，且对车辆停靠的精度要求非常高，达到厘米级别。全自动驾驶的井下矿车可以有效的提高井下采矿的效率，具有很好的发展前景。
3.传统的车辆控制技术手段多基于纯电动车辆，未考虑带amt的燃油车的矿车控制需求，而诸如矿车这种带amt的燃油车在普通档位下低速过程很难稳定，利用传统的车辆控制技术无法兼顾停车精度以及停车舒适度。
4.因此，基于目前针对矿车的控制问题，现提供一种基于蠕行档位控制的矿车控制技术，用以满足当前使用需求。


技术实现要素：

5.本技术提供一种基于蠕行档位控制的矿车控制方法及装置，基于定位技术对矿车的行驶路径进行规划，控制矿车进入蠕行状态，并根据路径以及矿车行驶参数合理制定理论制动起始点，控制矿车平稳准确的行驶至目标停车点，克服传统车辆控制技术的不足，满足矿区车辆控制需求。
6.第一方面，本技术提供了一种基于蠕行档位控制的矿车控制方法，所述方法包括以下步骤：
7.接收并响应矿车控制请求，获得目标停车点坐标以及目标矿车的矿车定位坐标；
8.实时监测所述目标停车点坐标以及所述矿车定位坐标之间的第一实时距离；
9.控制所述目标矿车进入蠕行状态；
10.待所述第一实时距离等于计算获得的理论停车点距离时，控制所述目标矿车进入制动状态，并控制所述目标矿车在所述目标停车点坐标停车。
11.进一步的，所述方法还包括理论停车点距离计算流程，所述理论停车点距离计算流程包括以下步骤：
12.根据所述目标矿车的蠕行车速、制动响应时间、制动建压时间、制动前馈减速度，计算获得对应的理论停车点距离；其中，
13.所述制动前馈减速度为所述目标矿车在制动停车过程中期望的减速度。
14.具体的，所述理论停车点距离包括制动器响应区间、制动器建压区间以及恒定制动区间；
15.所述制动器响应区间为所述目标矿车在开启制动状态时，制动器响应时间内所述目标矿车行驶的路程；
16.所述制动器建压区间为所述目标矿车在开启制动状态时，制动器在完成响应后建压完成前的时间内所述目标矿车行驶的路程；
17.所述恒定制动区间为所述目标矿车开启制动状态时，制动器建压完成且制动力恒定后所述目标矿车行驶的路程。
18.进一步的，当所述目标矿车进入所述制动器建压区间时，所述方法还包括以下步骤：
19.根据所述制动建压时间、目标矿车在所述制动器响应区间的加加速度、所述制动前馈减速度、所述目标矿车的蠕行车速以及所述制动器建压区间起点与所述目标停车点坐标的实际距离，计算获得所述制动器建压区间对应的制动器建压区间期望车速；
20.根据所述制动器建压区间期望车速控制所述目标矿车；其中，
21.所述加加速度根据所述前馈减速度和所述制动建压时间计算获得。
22.进一步的，当所述目标矿车进入所述恒定制动区间时，所述方法还包括以下步骤：
23.根据所述制动前馈减速度以及所述第一实时距离，计算获得所述恒定制动区间对应的恒定制动区间期望车速；
24.根据所述恒定制动区间期望车速控制所述目标矿车。
25.进一步的，当所述目标矿车进入所述恒定制动区间时，所述方法还包括以下步骤：
26.根据所述恒定制动区间期望车速、所述目标矿车的蠕行车速以及所述制动前馈减速度，计算获得恒定制动区间制动减速度；
27.根据所述恒定制动区间制动减速度控制所述目标矿车。
28.进一步的，所述控制所述目标矿车在所述目标停车点坐标停车后，所述方法还包括以下步骤：
29.实时监测所述目标矿车的矿车实时定位坐标；
30.根据所述矿车实时定位坐标以及所述目标停车点坐标，获得所述矿车实时定位坐标以及所述目标停车点坐标之间的第一实时距离；
31.当所述第一实时距离超过第一停车距离阈值时，进行故障警报；其中，
32.所述第一停车距离阈值为所述目标矿车的实际停车点坐标与目标停车点坐标的距离偏差阈值。
33.进一步的，所述方法还包括第一实时距离修正流程，所述第一实时距离修正流程包括以下步骤：
34.统计预设数量的停车误差值，并基于预设数量的所述停车误差值计算获得自学习补偿行程；
35.基于所述自学习补偿行程对所述第一实时距离进行修正，获得修正后的所述第一实时距离；其中，
36.所述停车误差值为所述目标矿车完全停止时与所述目标停车点坐标的距离偏差。
37.第二方面，本技术提供了一种基于蠕行档位控制的矿车控制装置，所述装置包括：
38.定位坐标获取模块，其用于获得目标停车点坐标以及目标矿车的矿车定位坐标；
39.距离计算模块，其用于实时监测所述目标停车点坐标以及所述矿车定位坐标之间的第一实时距离；
40.蠕行控制模块，其用于控制所述目标矿车进入蠕行状态；
41.制动控制模块，其用于待所述第一实时距离等于计算获得的理论停车点距离时，控制所述目标矿车进入制动状态，并控制所述目标矿车在所述目标停车点坐标停车。
42.进一步的，所述装置还包括：
43.理论停车点距离计算模块，其用于根据所述目标矿车的蠕行车速、制动响应时间、制动建压时间、制动前馈减速度，计算获得对应的理论停车点距离；其中，
44.所述制动前馈减速度为所述目标矿车在制动停车过程中期望的减速度。
45.具体的，所述理论停车点距离包括制动器响应区间、制动器建压区间以及恒定制动区间；
46.所述制动器响应区间为所述目标矿车在开启制动状态时，制动器响应时间内所述目标矿车行驶的路程；
47.所述制动器建压区间为所述目标矿车在开启制动状态时，制动器在完成响应后建压完成前的时间内所述目标矿车行驶的路程；
48.所述恒定制动区间为所述目标矿车开启制动状态时，制动器建压完成且制动力恒定后所述目标矿车行驶的路程。
49.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
50.本技术基于定位技术对矿车的行驶路径进行规划，控制矿车进入蠕行状态，并根据路径以及矿车行驶参数合理制定理论制动起始点，控制矿车平稳准确的行驶至目标停车点，克服传统车辆控制技术的不足，满足矿区车辆控制需求。
附图说明
51.术语解释：
52.slam：simultaneous localization and mapping，即时定位与地图构建；
53.amt：automated mechanical transmission，电控机械式自动变速箱。
54.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
55.图1为本技术实施例中提供的基于蠕行档位控制的矿车控制方法的步骤流程图；
56.图2为本技术实施例中提供的基于蠕行档位控制的矿车控制方法的行驶区间示意图；
57.图3为本技术实施例中提供的基于蠕行档位控制的矿车控制方法的原理流程图；
58.图4为本技术实施例中提供的基于蠕行档位控制的矿车控制方法的硬件基础原理图；
59.图5为本技术实施例中提供的基于蠕行档位控制的矿车控制装置的结构框图。
具体实施方式
60.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人
员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
61.以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细说明。
62.本技术实施例提供一种基于蠕行档位控制的矿车控制方法及装置，基于定位技术对矿车的行驶路径进行规划，控制矿车进入蠕行状态，并根据路径以及矿车行驶参数合理制定理论制动起始点，控制矿车平稳准确的行驶至目标停车点，克服传统车辆控制技术的不足，满足矿区车辆控制需求。
63.为达到上述技术效果，本技术的总体思路如下：
64.一种基于蠕行档位控制的矿车控制方法，该方法包括以下步骤：
65.s1、接收并响应矿车控制请求，获得目标停车点坐标以及目标矿车的矿车定位坐标；
66.s2、实时监测目标停车点坐标以及矿车定位坐标之间的第一实时距离；
67.s3、控制目标矿车进入蠕行状态；
68.s4、待第一实时距离等于计算获得的理论停车点距离时，控制目标矿车进入制动状态，并控制目标矿车在目标停车点坐标停车。
69.以下结合附图对本技术的实施例作进一步详细说明。
70.第一方面，参见图1～4所示，本技术实施例提供一种基于蠕行档位控制的矿车控制方法，该方法包括以下步骤：
71.s1、接收并响应矿车控制请求，获得目标停车点坐标以及目标矿车的矿车定位坐标；
72.s2、实时监测目标停车点坐标以及矿车定位坐标之间的第一实时距离；
73.s3、控制目标矿车进入蠕行状态；
74.s4、待第一实时距离等于计算获得的理论停车点距离时，控制目标矿车进入制动状态，并控制目标矿车在目标停车点坐标停车。
75.需要说明的是，当前矿井开采使用的矿车多为人工驾驶，驾驶员驾驶车辆在固定的开采点上料，然后行驶至固定的卸料点卸料，整个过程大多为重复劳动，且对车辆停靠的精度要求非常高，达到厘米级别；
76.而全自动驾驶的井下矿车可以有效的提高井下采矿的效率，具有很好的发展前景。
77.本技术实施例的矿车控制方法的硬件基础包括：云平台、激光雷达定位系统、矿车控制控制单元、5g信号接收器以及目标矿车；
78.云平台上运行有井下矿车的调度系统，通过5g信号向目标矿车的5g信号接收器发送矿车控制请求指令以及上、下料点的坐标；
79.5g信号接收器将接收到的信号转发至矿车控制控制单元。
80.同时，激光雷达定位系统通过激光slam确定目标矿车在矿井下的定位坐标，并发送给矿车控制控制单元。
81.控制单元经过内部存储的程序计算后，控制目标矿车的加减速实现矿车控制功能，目标矿车需支持线控油门请求、线控减速度请求及线控档位请求。
82.本技术实施例中，基于定位技术对目标矿车的行驶路径进行规划，控制目标矿车进入蠕行状态，并根据路径以及矿车行驶参数合理制定理论制动起始点，控制矿车平稳准
确的行驶至目标停车点，克服传统车辆控制技术的不足，满足矿区车辆控制需求。
83.本技术实施例中的矿车控制方法存下以下技术优势：
84.(1)针对amt矿车，控制目标矿车采用蠕行档位靠近上、下料停车点，保持较低的稳定车速，有效提高最终的停车进度；
85.(2)对制动过程基于理论模型进行车速规划，考虑制动系统特性，且标定参数少，部署效率较高；
86.(3)该方法包含自学习功能，通过迭代的方式保证停车精度不随道路变化及系统损耗而降低；
87.(4)可以直接通过修改前馈减速度标定参数来控制制动过程中的车速规划曲线，无需更改其他参数进行适配，前馈减速度的值可以根据实际乘车的主观感受来标定，以保证停车时的平顺性。
88.需要说明的是，本技术实施例的技术方案，通过云平台获取矿车控制指令；
89.通过激光slam(定位)获取当前车辆的定位坐标，并计算与设定的上料或下料停车点之间的距离；
90.控制目标矿车挂入蠕行档位，低速蠕行靠近上料或下料停车点；
91.计算目标矿车当前蠕行车速下的理论制动起始点；
92.当目标矿车越过理论制动起始点后对车辆进行制动，并按照规划车速曲线对目标矿车的车速进行精确控制；
93.考虑到矿区道路崎岖，且道路条件随时间会不断变化，本技术实施例能够自动计算补偿行程，并记录到存储介质中，通过循环迭代改善矿车控制的控制精度，理论上可实现厘米级的停车精度。
94.具体的，本技术实施例中，步骤s1是对定位坐标进行获取，目标停车点坐标具体可以是上料停车点坐标或下料停车点坐标，通过获得目标矿车的矿车定位坐标能够掌握目标矿车的实时方位；
95.通过云平台传输的上料、下料停车点坐标(x
tar
,y
tar
)及激光雷达定位系统传递的矿车定位坐标(x
curr
,y
curr
)，根据矿车控制请求确定实际对应的停车点，进而计算目标矿车距离目标停车点的距离，必要时，还可考虑自学习补偿行程，目标矿车距离目标停车点的实时距离，即第一实时距离计算公式如下：
[0096][0097]
其中：
[0098]
s
curr
表示目标矿车距离目标停车点的实时距离，即第一实时距离；
[0099]
direct表示距离计算的方向，当目标矿车未到达停车点时该值为1，认为相对距离值为正值，目标矿车越过停车点时该值为
‑
1，认为相对距离值为负值；
[0100]
s
cmp
为本技术实施例中的自学习补偿行程，用于对第一实时距离的实际值进行修正。
[0101]
其中，对补偿行程的计算进行说明：
[0102]
针对一个特定的上、下料停车点，将最近n次的精准停车的实际停车误差值，记录到精准停车控制器中下电不可擦除的内存中，并滚动更新；
[0103]
当存储的有效数据不足n个时，按实际有效数据个数求取停车误差的平均值作为补偿行程s
cmp
；
[0104]
当存储的有效数据大于等于n个时，去除n次数据中的最大值及最小值，然后求取剩下的n
‑
2次数据的平均值作为补偿行程s
cmp
；
[0105]
n值可以进行标定，本发明取n＝10。
[0106]
在执行步骤s2，计算获得目标停车点坐标以及矿车初始定位坐标之间的第一实时距离之后，在执行步骤s3之前，还需要对目标矿车的矿车状态的控制进行预先的计算。
[0107]
故而，该基于蠕行档位控制的矿车控制方法还包括第一实时距离修正流程，所述第一实时距离修正流程包括以下步骤：
[0108]
统计预设数量的停车误差值，并基于预设数量的所述停车误差值计算获得自学习补偿行程；
[0109]
基于所述自学习补偿行程对所述第一实时距离进行修正，获得修正后的所述第一实时距离；其中，
[0110]
所述停车误差值为所述目标矿车完全停止时与所述目标停车点坐标的距离偏差。
[0111]
具体的，本技术实施例中的矿车状态至少包括以下六个状态：关闭状态、准备状态、蠕行状态、制动状态、完成状态以及故障状态。
[0112]
第一、关闭状态：
[0113]
关闭状态为目标矿车在被控制时的初始状态，当满足如下条件时，进入关闭状态：
[0114]
云平台无矿车控制请求；
[0115]
而进入关闭状态后，目标矿车需执行的动作则是取消目标矿车自身所有执行器的线控请求，以便后期转入远程控制模式。
[0116]
第二、准备状态：
[0117]
当满足如下条件时，矿车控制功能进入准备状态：
[0118]
(1)接受到来自云平台的矿车控制请求；
[0119]
(2)当前实际车速为0；
[0120]
(3)目标矿车距离目标停车点的距离，即第一实时距离s
curr
不低于设定的第一实时距离阈值s
min
，以保证目标矿车有足够的距离进行调整。
[0121]
另外，当目标矿车进入准备状态后，目标矿车需执行的动作：
[0122]
(1)请求较大的减速度实现临时驻车，以保持原地停车；
[0123]
(2)请求挂入蠕行档位，以确保后续靠近上、下料停车点时，即靠近目标停车点时，有较低和较稳定的行车车速；
[0124]
(3)监测蠕行档位是否正确挂入，若未正确挂入，则进入故障状态。
[0125]
第三、蠕行状态：
[0126]
该状态下将控制目标矿车在蠕行档位下行驶至上、下料停车点，即目标停车点，以保持尽可能低且稳定的车速。
[0127]
当满足如下条件时，进入蠕行状态：
[0128]
(1)蠕行档位成功挂入；
[0129]
进入蠕行状态下，目标矿车需执行的动作：
[0130]
(1)取消临时驻车请求；
[0131]
(2)控制车辆蠕行靠近上、下料停车点，即目标停车点；
[0132]
(3)计算理论停车点距离，根据理论停车点距离以及目标停车点可以得到理论制动起始点。
[0133]
第四、蠕行状态：
[0134]
当满足如下条件时，目标矿车进入制动状态：
[0135]
(1)目标矿车行驶过程中，第一实时距离等于计算获得的理论停车点距离后，目标矿车进入制动状态。
[0136]
进入制动状态时，目标矿车需执行的动作：
[0137]
(1)完成制动过程的速度规划，控制目标矿车减速停车；
[0138]
(2)监测实际停车位置与上、下料点停车点，即目标停车点的距离偏差，当车辆停止时，将矿车实时定位坐标以及所述目标停车点坐标之间的第一实时距离与所述第一停车距离阈值比较，当所述第一实时距离超过第一停车距离阈值时，进行故障警报，
[0139]
所述第一停车距离阈值为所述目标矿车的实际停车点坐标与目标停车点坐标的距离偏差阈值；
[0140]
(3)计算补偿行程。
[0141]
第五、完成状态：
[0142]
本状态用于监测矿车控制功能是否成功实现，如成功实现，则将档位挂入n档，并请求临时驻车保证车辆原地静止。
[0143]
当满足如下条件时，进入完成状态：
[0144]
(1)目标矿车的实际停车位置与上、下料停车位置距离偏差在预设的容差范围内，即目标矿车的实际停车点与目标停车点的距离偏差在预设的容差范围内；
[0145]
(2)目标矿车的实际车速小于等于0.01km/h。
[0146]
进入完成状态下矿车需执行的动作：
[0147]
(1)请求临时制动保持原地停车；
[0148]
(2)将档位挂入n挡；
[0149]
(3)向云平台反馈当前矿车控制动作已完成，请求执行下一个指令。
[0150]
第六、故障状态：
[0151]
本状态用于判断本技术实施例中的矿车控制方法的控制流程能否能正常完成，判断无法完成时，进入此状态；
[0152]
当满足如下条件时，进入故障状态：
[0153]
(1)无法正确挂入蠕行档位；
[0154]
(2)关闭状态下，当云平台有矿车控制请求时，目标矿车的实际车速不为0或目标矿车的当前定位坐标距离设定的上、下料停车点的定位坐标的距，即第一实时距离s
curr
低于设定的第一实时距离阈值s
min
；
[0155]
(3)实际停车位置与目标停车点的距离偏差超过容差范围，即当目标矿车停止时，所述第一实时距离超过第一停车距离阈值。
[0156]
进入故障状态下矿车需执行的动作：
[0157]
(1)请求临时制动保持原地停车；
[0158]
(2)向云平台反馈当前矿车控制无法完成，请求执行下一个指令。
[0159]
需要说明的是，本技术实施例中所涉及的矿车控制方法具有自学习功能，可以减少环境扰动或者执行误差带来的影响；
[0160]
当由于目标停车点与上、下料停车点的距离偏差超过容差范围而进入故障状态时，云平台可以通过其他指令控制矿车退回至起始点然后在重复执行一次矿车控制功能，经过自学习后的方法可以有效提高下一次矿车控制控制执行的成功率。
[0161]
另外，本技术实施例中，在目标矿车进入蠕行状态时，通过请求油门驱动矿车逐步靠近设定的上、下料停车点；
[0162]
请求的油门大小期望能使车辆以较低的稳定车速驶向停车点。根据采集到的蠕行档位下油门和车速、转速之间的经验数据，蠕行档位下amt对发动机转速控制呈梯度，在30％～50％油门开度之间发动机转速稳定无明显变化，车速可以稳定在3kph左右；
[0163]
因此，本技术实施例在蠕行过程中固定请求40％的油门开度。
[0164]
进一步的，该基于蠕行档位控制的矿车控制方法还包括理论制动起始点计算流程，该理论制动起始点计算流程包括以下步骤：
[0165]
a1、根据所述目标矿车的蠕行车速、制动响应时间、制动建压时间、制动前馈减速度，计算获得对应的理论停车点距离；
[0166]
a2、根据目标停车点坐标、理论停车点距离以及目标矿车的行驶路线，计算获得理论制动起始点；其中，
[0167]
所述制动前馈减速度为所述目标矿车在制动停车过程中期望的减速度。
[0168]
具体的，理论制动起始点与目标停车点坐标之间的路程，即理论停车点距离，具体包括制动器响应区间、制动器建压区间以及恒定制动区间；
[0169]
所述制动器响应区间为所述目标矿车在开启制动状态时，制动器响应时间内所述目标矿车行驶的路程；
[0170]
所述制动器建压区间为所述目标矿车在开启制动状态时，制动器在完成响应后建压完成前的时间内所述目标矿车行驶的路程；
[0171]
所述恒定制动区间为所述目标矿车开启制动状态时，制动器建压完成且制动力恒定后所述目标矿车行驶的路程。
[0172]
进一步的，当目标矿车进入制动器建压区间时，该基于蠕行档位控制的矿车控制方法还包括以下步骤：
[0173]
根据所述制动建压时间、目标矿车在所述制动器响应区间的加加速度、所述制动前馈减速度、所述目标矿车的蠕行车速以及所述制动器建压区间起点与所述目标停车点坐标的实际距离，计算获得所述制动器建压区间对应的制动器建压区间期望车速；
[0174]
根据所述制动器建压区间期望车速控制所述目标矿车；其中，
[0175]
所述加加速度根据所述前馈减速度和所述制动建压时间计算获得。
[0176]
进一步的，当目标矿车进入恒定制动区间时，该基于蠕行档位控制的矿车控制方法还包括以下步骤：
[0177]
根据所述制动前馈减速度以及所述第一实时距离，计算获得所述恒定制动区间对应的恒定制动区间期望车速；
[0178]
根据所述恒定制动区间期望车速控制所述目标矿车。
[0179]
进一步的，当目标矿车进入恒定制动区间时，该基于蠕行档位控制的矿车控制方
法还包括以下步骤：
[0180]
根据所述恒定制动区间期望车速、所述目标矿车的蠕行车速以及所述制动前馈减速度，计算获得恒定制动区间制动减速度；
[0181]
根据所述恒定制动区间制动减速度控制所述目标矿车。
[0182]
进一步的，控制目标矿车在目标停车点坐标停车后，该基于蠕行档位控制的矿车控制方法还包括以下步骤：
[0183]
实时监测所述目标矿车的矿车实时定位坐标；
[0184]
根据所述矿车实时定位坐标以及所述目标停车点坐标，获得所述矿车实时定位坐标以及所述目标停车点坐标之间的第一实时距离；
[0185]
当所述第一实时距离超过第一停车距离阈值时，进行故障警报；其中，
[0186]
所述第一停车距离阈值为所述目标矿车的实际停车点坐标与目标停车点坐标的距离偏差阈值。
[0187]
本技术实施例中，当目标矿车处于制动状态时，目标矿车处于理论制动起始点与目标停车点坐标之间的路程，该路程包括制动器响应区间、制动器建压区间以及恒定制动区间；
[0188]
如说明书的图2所示，理论制动起始点与目标停车点坐标之间的路程为ad区间，其中，
[0189]
ab区间为制动器响应区间，持续时间t1；
[0190]
bc区间为制动器建压区间，持续时间为t2；
[0191]
cd区间为恒定制动区间；
[0192]
t1，t2为本技术实施例中的设置尝试，具体数值可通过提前对车辆线控制动系统进行测试，根据目标车辆的性能进行确定。
[0193]
首先，进行制动器响应区间的规划：
[0194]
在ab区间，属于制动器响应区间，目标矿车处于带档滑行状态，由于该区间的时间较短，一般不超过0.1s，故而近似认为目标矿车处于匀速行驶状态，则有：
[0195]
v
a
＝v
b
＝v
curr
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0196]
s
ab
＝v
a
*t1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0197]
其中：
[0198]
v
curr
表示目标矿车的当前车速；
[0199]
v
a
，v
b
分别表示在ab区间的起点a和终点b的车速；
[0200]
s
ab
表示ab区间的起点a和终点b之间的距离
[0201]
t1表示制动响应时间常数，本技术实施例中其数值可根据实际测试取0.1s，还可根据实际情况进行标定。
[0202]
需要说明的是，ab区间实际上针对目标矿车并无控制，所以不需要计算期望车速。
[0203]
其次，进行制动器建压区间的规划：
[0204]
当目标矿车的制动器开始响应制动请求时，制动器由于本身物理特性的原因，从制动压力产生到制动压力稳定不变需要一定时间，定义制动建压时间常数为制动压力产生到制动力达到稳定值的2/3所需要的时间，即t2，制动器建压区间对应图2中的bc区间。
[0205]
在制动器建压区间中，近似认为在t2时间内目标矿车的制动减速度由0线性变化
至设定的前馈制动减速度a
ff
，对应目标矿车的加加速度值jerk保持恒定，则以b为起点，在bc区间有：
[0206][0207][0208][0209][0210]
其中：
[0211]
jerk为bc区间的车辆加加速度；
[0212]
a
ff
为制动过程的前馈减速度，本技术实施例中取
‑
1mps，可根据实际情况标定；
[0213]
t2为制动建压时间常数，本发明根据实际测试取0.5s，可标定；
[0214]
v
tar_bc
为bc区间的期望车速；
[0215]
s
tar_bc
为bc区间的期望距离；
[0216]
s
b
为目标矿车刚进入制动区间时，目标矿车距离上或下料点，即目标矿车距离实际停车点的实际距离，即b点到实际停车点的距离；
[0217]
s
bc
为bc区间的距离长度。
[0218]
联立式(5)和式(6)，令当前距离停车点的实际距离s
curr
等于期望距离s
tar_bc
，可以得到在bc区间的期望车速v
tar_bc
关于实际距离s
curr
的函数：v
tar_bc
＝f(s
curr
)，
[0219]
由于方程的解书写较为复杂，在实际应用中，根据该参数方程解改写如下，借助一参数k对公式进行缩减，令：
[0220][0221]
则在bc区间，目标矿车的期望车速如下式：
[0222][0223]
最后，进行恒定制动区间的规划：
[0224]
恒定制动区间为cd区间，根据式(5)可得：
[0225][0226]
cd区间规划为匀减速度过程，则有：
[0227][0228]
故而，在cd区间，目标矿车的期望车速为：
[0229][0230]
另外，还包括理论制动起始点的计算：
[0231]
联立式(2)(3)(7)(11)可以求得理论制动起始点距离上、下料点的距离，即理论停车点距离为：
[0232][0233]
其中：
[0234]
s
thd
为理论制动起始点与上、下料点停车点，即理论制动起始点与目标停车点之间的距离；
[0235]
当矿车越过理论制动起始点，即s
curr
≤s
thd
时，目标矿车由蠕行状态进入制动状态，此时冻结当前计算的s
ad
，s
ab
，s
bc
及s
cd
的值供后续计算使用，
[0236]
需要说明的是，因为s
thd
与车速相关，s
thd
的值的计算只在进入制动过程之前是有效的，故而在进入制动过程之后，就算车速在降低，s
thd
也不需要在进行计算，直到下一次进入矿车控制，即精准停车功能。
[0237]
此外，本技术实施例中还包括期望车速计算流程，具体操作如下：
[0238]
当进入制动器建压区间即规划图中的bd区间时，开启基于s
‑
v曲线的车速闭环控制功能，该方案可以通过目标矿车当前距离上、下料停车点，即距离目标停车点的第一实时距离计算出此时的期望速度，将距离及速度强制关联，可以得到更高的停车精度；
[0239]
联立式(10)(11)可以得到目标矿车的期望车速为：
[0240][0241]
本技术实施例中，在对目标矿车进行控制时，具体情况如下：
[0242]
在bd区间对目标矿车的车速进行闭环控制，由于整个制动执行过程持续时间非常短，一般不超过2s，故而本技术实施例中在此阶段仅采用比例反馈控制，实际请求制动减速度计算如下式：
[0243]
a
des
＝k*(v
tar
‑
v
curr
)+a
ff
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)
[0244]
其中：
[0245]
k为比例系数；
[0246]
a
des
为请求的制动减速度。
[0247]
第二方面，参见图5所示，本技术实施例提供一种基于蠕行档位控制的矿车控制装置，其基于第一方面提及的基于蠕行档位控制的矿车控制方法，该装置包括：
[0248]
定位坐标获取模块，其用于获得目标停车点坐标以及目标矿车的矿车定位坐标；
[0249]
距离计算模块，其用于实时监测所述目标停车点坐标以及所述矿车定位坐标之间的第一实时距离；
[0250]
蠕行控制模块，其用于控制所述目标矿车进入蠕行状态；
[0251]
制动控制模块，其用于待所述第一实时距离等于计算获得的理论停车点距离时，控制所述目标矿车进入制动状态，并控制所述目标矿车在所述目标停车点坐标停车。
[0252]
需要说明的是，当前矿井开采使用的矿车多为人工驾驶，驾驶员驾驶车辆在固定的开采点上料，然后行驶至固定的卸料点卸料，整个过程大多为重复劳动，且对车辆停靠的精度要求非常高，达到厘米级别；
[0253]
而全自动驾驶的井下矿车可以有效的提高井下采矿的效率，具有很好的发展前景。
[0254]
本技术实施例中，基于定位技术对目标矿车的行驶路径进行规划，控制目标矿车进入蠕行状态，并根据路径以及矿车行驶参数合理制定理论制动起始点，控制矿车平稳准确的行驶至目标停车点，克服传统车辆控制技术的不足，满足矿区车辆控制需求。
[0255]
进一步的，该装置还包括：
[0256]
定位坐标获取模块，其用于获得目标停车点坐标以及目标矿车的矿车定位坐标；
[0257]
距离计算模块，其用于实时监测所述目标停车点坐标以及所述矿车定位坐标之间的第一实时距离；
[0258]
蠕行控制模块，其用于控制所述目标矿车进入蠕行状态；
[0259]
制动控制模块，其用于待所述第一实时距离等于计算获得的理论停车点距离时，控制所述目标矿车进入制动状态，并控制所述目标矿车在所述目标停车点坐标停车；
[0260]
理论制动起始点计算模块还用于根据目标停车点坐标、理论停车点距离以及目标矿车的行驶路线，计算获得理论制动起始点；其中，
[0261]
制动前馈减速度为目标矿车开始制动时的初始减速度。
[0262]
具体的，所述理论停车点距离包括制动器响应区间、制动器建压区间以及恒定制动区间；
[0263]
所述制动器响应区间为所述目标矿车在开启制动状态时，制动器响应时间内所述目标矿车行驶的路程；
[0264]
所述制动器建压区间为所述目标矿车在开启制动状态时，制动器在完成响应后建压完成前的时间内所述目标矿车行驶的路程；
[0265]
所述恒定制动区间为所述目标矿车开启制动状态时，制动器建压完成且制动力恒定后所述目标矿车行驶的路程。
[0266]
进一步的，当目标矿车进入制动器建压区间时，制动控制模块还用于执行以下操作：
[0267]
根据所述制动建压时间、目标矿车在所述制动器响应区间的加加速度、所述制动前馈减速度、所述目标矿车的蠕行车速以及所述制动器建压区间起点与所述目标停车点坐标的实际距离，计算获得所述制动器建压区间对应的制动器建压区间期望车速；
[0268]
根据所述制动器建压区间期望车速控制所述目标矿车；其中，
[0269]
所述加加速度根据所述前馈减速度和所述制动建压时间计算获得。
[0270]
进一步的，当目标矿车进入恒定制动区间时，制动控制模块还用于执行以下操作：
[0271]
根据所述制动前馈减速度以及所述第一实时距离，计算获得所述恒定制动区间对应的恒定制动区间期望车速；
[0272]
根据所述恒定制动区间期望车速控制所述目标矿车。
[0273]
进一步的，当目标矿车进入恒定制动区间时，制动控制模块还用于执行以下操作：
[0274]
根据所述恒定制动区间期望车速、所述目标矿车的蠕行车速以及所述制动前馈减速度，计算获得恒定制动区间制动减速度；
[0275]
根据所述恒定制动区间制动减速度控制所述目标矿车。
[0276]
进一步的，该装置还包括故障警报模块，其用于在控制目标矿车在目标停车点坐标停车后，执行以下操作：
[0277]
实时监测所述目标矿车的矿车实时定位坐标；
[0278]
根据所述矿车实时定位坐标以及所述目标停车点坐标，获得所述矿车实时定位坐标以及所述目标停车点坐标之间的第一实时距离；
[0279]
当所述第一实时距离超过第一停车距离阈值时，进行故障警报；其中，
[0280]
所述第一停车距离阈值为所述目标矿车的实际停车点坐标与目标停车点坐标的距离偏差阈值。
[0281]
需要说明的是，本技术实施例中的基于蠕行档位控制的矿车控制装置，在具体执行时，可利用第一方面提及的基于蠕行档位控制的矿车控制方法中的计算公式和处理方式。
[0282]
需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0283]
以上仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。