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申请/专利权人：吉林大学

摘要：本发明涉及一种矿用电铲线缆收放车自动跟踪系统，属于车辆自动驾驶技术领域。包括设置于线缆收放车上的视觉模块和自动驾驶模块，设置于电铲上的电铲模块。视觉模块采集线缆收放车周围的环境信息，提取感兴趣区域并发送到自动驾驶模块，为路径规划提供需要的信息；电铲模块将电铲定位和速度数据发送到自动驾驶模块，以便让线缆收放车了解电铲目前的姿态。自动驾驶模块接收到视觉模块和电铲模块的数据后，规划出行驶路径，以及计算相应的驱动控制量和电缆收放的控制量。本发明通过设置于电铲的电铲模块将电铲的定位和速度数据发送到线缆收放车中，可以让线缆收放车在跟踪电铲时保持安全的跟踪距离以及合适的电缆长度。

主权项：1.一种矿用电铲线缆收放车自动跟踪系统，其特征在于：包括设置于线缆收放车上的视觉模块和自动驾驶模块，以及设置于电铲上的电铲模块；其中，所述视觉模块用于提取周围环境的感兴趣区域并发送至所述自动驾驶模块；所述电铲模块将电铲自身的定位信息和速度信息发送至自动驾驶模块；自动驾驶模块接收到来自视觉模块和电铲模块的信息后，依据规划算法和控制算法，规划出行驶路径和控制线缆收放车的行驶以及电缆的收放；当电铲停止行走时，电铲模块会向自动驾驶模块发送停止跟踪的指令；所述的自动驾驶模块包括数据接收单元和控制单元；所述数据接收单元接收的数据包括线缆收放车自身的惯导RTK定位数据、视觉模块提取的感兴趣区域信息和电铲模块发送的数据；所述控制单元根据数据接收单元接收的数据规划行驶路径、计算驱动控制量和电缆收放量，具体是：1控制单元接收到电铲的RTK定位数据和线缆收放车自身的惯导RTK定位数据后，根据转换矩阵K，将电铲RTK定位数据转换到与惯导RTK相同的坐标系下； 其中，xe,ye,θe为电铲RTK定位信息，xc,yc,θc为电铲在惯导RTK定位坐标系中的位姿；2基于转换后的电铲定位信息，设置一个位于电铲后的目标跟踪点，根据当前视觉模块传输来的障碍物和道路信息生成环境地图，以线缆收放车自身定位信息作为规划的起点，规划线缆收放车的行驶路径；3控制算法根据线缆收放车自身的位置和航向数据与规划路径点的差值xE,yE,θE，计算线缆收放车的驱动控制量 xa,ya,θa为线缆收放车的期望位姿信息，xd,yd,θd为线缆收放车的惯导RTK定位数据；4线缆收放车在跟踪过程中，根据线缆收放车和电铲二者的定位信息，以及速度差来控制电缆的收放量，使电缆始终保持在一个合理的范围上： vw＝Lt-LnTw+vc-vd其中，xd,yd为线缆收放车的惯导RTK定位数据，lc为电铲RTK设备到电铲驱动电机的水平距离，ld为惯导RTK设备到电缆收放装置的水平距离，n为距离放大系数，取值范围1.1，1.5，Lt为当前时刻电缆的理想长度，Ln为电缆目前的实际长度，可由电缆收放装置转过的角度计算得知，Tw为调整时间，vc,vd,vw分别为电铲的质心速度、线缆收放车的质心速度和电缆收放装置的收放速度。

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