一种无人矿卡转向安全控制系统及方法

技术领域

本发明属于采矿机械转向安全控制领域，具体涉及一种无人矿卡转向安全控制系统及方法。

背景技术

随着无人驾驶技术不断的发展，采矿机械领域越来越多地开始采用无人驾驶技术的矿石运输车辆，既可以有效地减少人力成本，也可以提高矿区作业生产效率。由于矿山路况复杂、条件恶劣，加上商业化应用落地的迫切需求，矿山无人驾驶对线控转向控制及检测安全性要求越来越高，特别对转向失效判定的及时性、准确性及处理的合理性、有效性要求越来越高，一般的无人驾驶转向安全控制策略很难适应商业化应用的需要，因此需要设计一种可靠的无人矿卡转向安全控制系统。

在授权公告号为CN110654456B的中国发明专利中，公开了一种无人驾驶商用车循环球式转向安全冗余系统，包括：无人驾驶控制器；EPS控制器，电气连接至所述无人驾驶控制器；第一油泵装置，连接至储油罐，包括第一驱动装置其相连的第一油泵；第二油泵装置，连接至储油罐，包括第二驱动装置及其相连的第二油泵；二位三通电控电磁阀，电气连接至所述EPS控制器；电机转向装置，包括第一电机转向装置与第二电机转向装置，分别电气连接至EPS控制器及无人驾驶控制器，提供转向力矩；动力执行机构，包括循环球转向器及执行机构。通过从液压动力源、转向力矩输出、转向控制器三个方面增加安全冗余度，为无人驾驶商用车辆的转向安全提供了有力的保障。该无人驾驶商用车循环球式转向安全冗余系统，主要应用在小型轿车上，在大型的矿石运输车辆增加转向冗余系统，改造困难、成本高，并不适用；另外，仅靠增加冗余转向系统并不能解决由于非转向系统外的转向失控引起的故障。

在授权公告号为CN112278072B的中国发明专利中，公开了一种智能车转向安全控制系统及控制方法，所述控制系统包括由车速传感器、采集车轮转台的传感器、车辆参数单元和摄像头组成的数据采集模块，决策控制单元、模拟计算单元和轨迹规划单元组成的中央处理模块，以及制动系统控制单元、转向系统控制单元、车速控制单元和蜂鸣器组成的执行模块；所述控制方法包括：数据采集；数据处理；依次根据车轮的径向轮跳量、轮胎胎压控制车辆安全行驶；路面附着识别；根据目标变道轨迹下目标变道时域内车辆质心侧偏角和横摆角速度控制车辆安全行驶。该智能车转向安全控制系统主要针对于乘用车及商用车，侧重于阐述对转向故障的判断，并未对于车辆断轴、传感器失效等故障进行针对性检测；另外，对于故障处理仅进行蜂鸣器报警和制动减速行驶，对于如何制动减速行驶并没有具体阐述。

在授权公告号CN109278859B的中国发明专利中，公开了一种车辆安全控制方法、装置、设备及可读存储介质。通过获取车辆转向过程中的预设时间段内方向盘的实际转向角度和所述车辆的实际转向角度；根据所述车辆的方向盘转向角度与车辆转向角度的对应关系，以及所述方向盘的实际转向角度和所述车辆的实际转向角度，确定所述车辆是否发生转向故障；若确定所述车辆出现转向故障，则对所述车辆进行转向故障处理，能够实时地检测车辆的转向故障，并在确定车辆出现转向故障时，对车辆进行紧急驻车或者紧急刹车等转向故障处理，实现了车辆转向故障的实时检测和自动处理，从而可以避免车辆因转向故障导致重大事故的发生，提高了车辆行驶的安全性。该车辆安全控制方法针对于乘用车及商用车，根据车辆的方向盘转向角度与车辆转向角度的对应关系，以及方向盘的实际转向角度和车辆的实际转向角度的对比来确定车辆是否发生转向故障，对于方向盘转角不变的无人驾驶的矿石运输车辆并不适用，且对于车辆断轴、传感器失效等故障无法检测；另外，对于故障处理仅提到进行紧急驻车或者紧急刹车，对于如何进行紧急驻车或者紧急刹车策略并没有具体阐述。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种无人矿卡转向安全控制系统及方法，能够实现对转向失效故障的判定更加及时、准确、有效，以及对转向失效故障的处理更合理、有效。

为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种无人矿卡转向安全控制系统，包括：

数据采集模块，用于采集转向系统状态信息、轮转角传感器信息和横向控制信息，并发送至转向失效判定模块；

转向失效判定模块，用于基于接收到的转向系统状态信息、轮转角传感器信息和横向控制信息，分别生成对应的转向系统故障处理策略、轮转角传感器故障处理策略和横向误差故障处理策略，并基于各处理策略给出转向失效等级及对应的转向失效量化值；其中，所述转向失效等级和对应的转向失效量化值随着时间的变化进行动态变化，且所述转向失效等级只升不降且限制转向失效量化值的变化；

转向失效控制模块，用于根据转向失效判定模块输出的转向失效量化值，生成对应的制动策略，并给出最终的电制动及液压制动百分比，用于控制无人矿卡的制动执行机构。

可选地，所述转向失效判定模块包括：

数据处理单元，用于根据所述转向系统状态信息判断转向系统故障等级，确定转向系统故障处理策略，还用于根据所述轮转角传感器信息判断传感器故障等级，确定轮转角传感器故障处理策略，还用于根据所述横向控制信息判断横向误差故障等级，确定横向误差故障处理策略；

决策输出单元，用于将所述数据处理单元输出的处理策略，滤波处理后带入决策输出算法器中，最终给出转向失效等级及相应的转向失效量化值，每个转向失效等级对应不同范围的转向失效量化值。

可选地，所述转向系统故障等级、传感器故障等级、横向误差故障等级均包括：警示、轻微故障、一般故障、严重故障；

当故障等级为警示时，对应的处理策略为限速；

当故障等级为轻微故障时，对应的处理策略为降速；

当故障等级为一般故障时，对应的处理策略为缓停；

当故障等级为严重故障时，对应的处理策略为急停。

可选地，所述转向失效控制模块包括：

故障处理单元，用于根据转向失效判定模块输出的转向失效量化值，执行不同的制动策略，并给出最终的电制动及液压制动百分比；所述制动策略包括：

当0＜E≤E

当E

当E

当E

采用制动控制仿人控制策略，结合车速、载重、故障等级对电制动百分比T

可选地，所述故障处理单元，还用于根据所述数据处理单元接收到的横向控制信息中的车辆速度、车辆外接圆半径，车辆空载质量、车辆装载时总质量，以及转向失效判定系统输出的转向失效量化值，得出车辆故障保护圈半径，所述车辆故障保护圈半径的计算公式为：

其中，R

可选地，所述无人矿卡转向安全控制系统还包括机群中心，分别与所述数据采集模块和转向失效控制模块相连；

所述转向失效控制模块根据转向失效量化值及车速动态划定出故障车辆保护圈，并实时将故障车辆保护圈及位置信息上传到机群中心；

所述机群中心同步将故障车辆保护圈大小及位置标记入地图，并基于故障车辆保护圈大小及位置修改车辆原始的任务路径生成的新的任务路径，同时规划出车辆在地图不同点的最高限速，最终将各车辆新的任务路径、车辆在地图不同点的最高限速及其自身的状态信息发送给编队中对应的无人矿卡的数据采集模块。

可选地，所述转向失效控制模块包括：

故障报警单元，用于根据所述转向失效判定模块输出的转向失效等级，通过模式灯不同颜色及不同周期的变化向周围发出警示。

第二方面，本发明提供了一种无人矿卡转向安全控制系方法，包括：

利用数据采集模块采集转向系统状态信息、轮转角传感器信息和横向控制信息，并发送至转向失效判定模块；

利用转向失效判定模块基于接收到的转向系统状态信息、轮转角传感器信息和横向控制信息，分别生成对应的转向系统故障处理策略、轮转角传感器故障处理策略和横向误差故障处理策略，并基于各处理策略给出转向失效等级及对应的转向失效量化值；其中，所述转向失效等级和对应的转向失效量化值随着时间的变化进行动态变化，且所述转向失效等级只升不降且限制转向失效量化值的变化；

利用转向失效控制模块根据转向失效判定模块输出的转向失效量化值，生成对应的制动策略，并给出最终的电制动及液压制动百分比，用于控制无人矿卡的制动执行机构。

可选地，所述转向失效判定模块包括数据处理单元和决策输出单元；所述转向失效等级及对应的转向失效量化值的给出方法包括：

利用数据处理单元根据所述转向系统状态信息判断转向系统故障等级，确定转向系统故障处理策略，还用于根据所述轮转角传感器信息判断传感器故障等级，确定轮转角传感器故障处理策略，还用于根据所述横向控制信息判断横向误差故障等级，确定横向误差故障处理策略；

利用决策输出单元，将所述数据处理单元输出的处理策略，滤波处理后带入决策输出算法器中，最终给出转向失效等级及相应的转向失效量化值，每个转向失效等级对应不同范围的转向失效量化值。

可选地，所述转向系统故障等级、传感器故障等级、横向误差故障等级均包括：警示、轻微故障、一般故障、严重故障；

当故障等级为警示时，对应的处理策略为限速；

当故障等级为轻微故障时，对应的处理策略为降速；

当故障等级为一般故障时，对应的处理策略为缓停；

当故障等级为严重故障时，对应的处理策略为急停。

可选地，所述转向失效控制模块包括：故障处理单元，用于根据转向失效判定模块输出的转向失效量化值，执行不同的制动策略，并给出最终的电制动及液压制动百分比；所述制动策略包括：

当0＜E≤E

当E

当E

当E

采用制动控制仿人控制策略，结合车速、载重、故障等级对电制动百分比T

可选地，所述无人矿卡转向安全控制系方法还包括：

利用所述故障处理单元根据所述数据处理单元接收到的横向控制信息中的车辆速度、车辆外接圆半径，车辆空载质量、车辆装载时总质量，以及转向失效判定系统输出的转向失效量化值，得出车辆故障保护圈半径，所述车辆故障保护圈半径的计算公式为：

其中，R

可选地，所述无人矿卡转向安全控制系方法还包括：

利用转向失效控制模块根据转向失效量化值及车速动态划定出故障车辆保护圈，并实时将故障车辆保护圈及位置信息上传到机群中心；

利用分别与所述数据采集模块和转向失效控制模块相连的机群中心，将故障车辆保护圈大小及位置标记入地图，并基于故障车辆保护圈大小及位置修改车辆原始的任务路径生成的新的任务路径，同时规划出车辆在地图不同点的最高限速，最终将各车辆新的任务路径、车辆在地图不同点的最高限速及其自身的状态信息发送给编队中对应的无人矿卡的数据采集模块。

可选地，所述无人矿卡转向安全控制系方法还包括：

利用转向失效控制模块中故障报警单元根据所述转向失效判定模块输出的转向失效等级，通过模式灯不同颜色及不同周期的变化向周围发出警示。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明利用转向失效判定模块对转向系统状态信息、轮转角传感器信息、横向控制信息的综合判断处理，从而可以识别因断轴、转角传感器失效等转向系统外的转向失控故障，同时结合横向误差及车速的大小，提前对转向故障做出预判，对转向失效的判定更加及时、准确、有效。

本发明转向失效控制模块根据转向失效等级及转向失效量化值，执行不同的制动策略，所述制动策略包括部分电制动、全电制动、全电制动+部分液压制动、全电制动+全液压制动，并计算出合理的电制动百分比Teb及液压制动百分比Thb，然后采用制动控制仿人控制策略对Teb及Thb进行二次处理，将处理后的Teb及Thb发送至电制动执行单元与液压制动执行单元，以实现安全、经济、合理、有效的制动处理，大大降低车辆因制动过猛导致剧烈震荡甚至侧翻的风险。且本发明提出针对不同情况采用不同的制动策略，一方面可避免过制动带来的资源浪费及运输效率的降低，另一方面可有效降低欠制动带来的碰撞风险。

本发明提出利用故障处理单元根据数据处理单元接收到的横向控制信息中的车辆速度、车辆外接圆半径，车辆空载质量、车辆装载时总质量,以及转向失效判定模块输出的转向失效量化值，得出车辆故障保护圈半径，生成动态划定保护圈策略，能够实时动态合理的给出故障车辆保护圈的大小，不至于保护圈过大导致其他车辆过渡避让，降低运输效率，也不至于护圈过小导致与其他车辆碰撞的风险增加。

本发明中的机群中心根据所管辖车辆的转向健康状况信息、地图信息进行交通管制指令生成，实时对系统中的无人矿卡进行监控及调度管理，大大提升整个无人矿卡编队运输的安全性和可靠性。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明实施提供的一种无人矿卡转向安全控制系统的组成框图；

图2是本发明实施提供的一种无人矿卡转向安全控制系统数据处理单元工作流程图；

图3是本发明实施提供的一种无人矿卡转向安全控制系统决策输出单元工作流程图；

图4是本发明实施提供的一种无人矿卡转向安全控制系统制动策略工作流程示意图；

图5是本发明实施提供的一种无人矿卡转向安全控制系统保护圈预警示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

实施例1

本发明实施例中提供了一种无人矿卡转向安全控制系统，如图1所示，包括：数据采集模块、转向失效判定模块和转向失效控制模块；

所述数据采集模块用于采集转向系统状态信息、轮转角传感器信息和横向控制信息，并发送至转向失效判定模块；

所述转向失效判定模块用于基于接收到的转向系统状态信息、轮转角传感器信息和横向控制信息，分别生成对应的转向系统故障处理策略、轮转角传感器故障处理策略和横向误差故障处理策略，并基于各处理策略给出转向失效等级及对应的转向失效量化值；其中，所述转向失效等级和对应的转向失效量化值随着时间的变化进行动态变化，且所述转向失效等级只升不降且限制转向失效量化值的变化；

所述转向失效控制模块用于根据转向失效判定模块输出的转向失效量化值，生成对应的制动策略，并给出最终的电制动及液压制动百分比，用于控制无人矿卡的制动执行机构。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述转向系统状态信息的采集过程为：线控转向系统的转向控制器将车辆转向执行机构的执行状态及自身的心跳，所述执行状态包括转向电磁阀状态、液压系统(用于为转向执行机构提供转向动力)的压力等信息，通过CAN总线网络实时反馈给数据采集模块，为转向系统的故障判断提供可靠地依据；所述轮转角传感器信息为分别安装在左转向油缸和右转向油缸的转角传感器信息，用于检测车辆轮转角的实际值，所述轮转角传感器信息的采集过程为：在左转向油缸、右转向油缸同时安装转角传感器，以实现左右转角传感器的相互校验、互为冗余，从而可以识别因断轴、转角传感器失效等转向系统外的转向失控故障，为转向系统外的故障判断提供可靠地依据；所述横向控制信息主要指横向转角控制指令、横向误差信息、车速等信息，转向失效判定模块通过对比横向转角控制指令与轮转角传感器反馈的实际转角信息，提前对转向故障做出预判(即出现小的误差时就开始投入制动策略，此时不一定出现转向故障，但有可能是出现故障的前兆)。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，如图1和图2所示，所述转向失效判定模块包括：

数据处理单元，用于①根据所述转向系统状态信息判断转向系统故障等级，确定转向系统故障处理策略Err

决策输出单元，用于将所述数据处理单元输出的处理策略，滤波处理后带入决策输出算法器中，最终给出转向失效等级及相应的转向失效量化值(根据故障处理处理策略输出的N种故障组合，结合每种故障组合对应的基础量化值(查表可得)，综合考虑天气及道路情况进行，给定一定的修订系数及次档的限定值)，每个转向失效等级对应不同范围的转向失效量化值。具体地，如图3所示，所述决策输出单元将所述数据处理单元输出的处理策略(三种故障，每种故障对应四种不同的故障处理策略，共有64种故障组合)，滤波处理后带入决策输出算法器中，最终给出转向失效等级(一到四级)及相应的转向失效量化值E(0-100)，E从低到高与转向失效等级之间的对应关系为：0-E1(一级)、E1-E2(二级)、E2-E3(三级)、E3-100(四级)，其中0＜E1＜E2＜E3＜100，每个转向失效等级对应不同范围的转向失效量化值，随着时间的变化，转向失效等级及其量化值是动态变化的，但转向失效等级只升不降且限制转向失效量化值的变化，直到车辆安全停止。所述转向失效等级及其量化值是动态变化的，但转向失效等级只升不降且限制转向失效量化值的变化是指：假设E

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述转向失效控制模块包括：

故障处理单元，用于根据转向失效判定模块输出的转向失效量化值，执行不同的制动策略，并给出最终的电制动及液压制动百分比；如图4所示，所述制动策略包括：

当0＜E≤E

当E

当E

当E

采用制动控制仿人控制策略，结合车速、载重、故障等级对电制动百分比T

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述转向失效控制模块包括：

故障报警单元，用于根据所述转向失效判定模块输出的转向失效等级，通过模式灯不同颜色及不同周期的变化向周围发出警示。具体地，当无人矿卡发生故障时，所述故障报警单元根据所述数据处理单元输出的转向失效故障等级，通过模式灯不同颜色及不同周期的变化向周围发出警示。更具体地，无人矿卡分别在左前、右前、后部安装三组模式灯，以使得周围有人车辆远离避让，能够大大降低事故的发生率。

实施例2

基于实施例1，本发明实施例与实施例1的区别在于：

所述故障处理单元，还用于根据所述数据处理单元接收到的横向控制信息中的车辆速度、车辆外接圆半径，车辆空载质量、车辆装载时总质量，以及转向失效判定系统输出的转向失效量化值，得出车辆故障保护圈半径，所述车辆故障保护圈半径的计算公式为：

其中，R

如图1所示，所述无人矿卡转向安全控制系统还包括机群中心；

所述机群中心分别与所述数据采集模块和转向失效控制模块相连，所述转向失效控制模块根据转向失效量化值及车速动态划定出故障车辆保护圈，并实时将故障车辆保护圈及位置信息上传到机群中心；

所述机群中心同步将故障车辆保护圈大小及位置(车辆保护圈的位置)标记入地图，并规划出车辆在地图不同点的最高限速，最终将实时规划出的任务路径及自身的状态信息发送给编队中每个无人矿卡的数据采集模块。在具体实施过程中，所述机群中心将接收到的不同车辆的保护圈位置坐标及大小进行互斥处理：如，A车辆的保护圈半径为15米，B车辆的保护圈半径为20米，若两车相向行驶，两者保护圈都增大到35米，同向行驶不影响。规划出车辆在地图不同点的最高限速是因为在不同路段，道路的摩擦系数、路径的曲率半径、路况条件等不允许车辆行驶的速度过快，否则会产生安全事故。所述车辆保护圈的位置信息，是基于车辆本身的惯导给出的。

具体地，所述机群中心用于接收所管辖车辆的转向健康状况信息，所述转向健康状况信息主要包括：所述数据采集模块发送的车辆转向系统状态信息、所述转向失效判定模块发送的车辆故障信息(主要指转向失效判定模块输出的转向失效量化值、车辆控制器的心跳值是否正)，并根据所管辖车辆的转向健康状况信息、地图信息生成交通管制指令(如：对故障车辆进行限速，载重越大时限速越低，严重时进行停车引导，规划出停车路线)；所述车辆状态信息及车辆故障信息包括但不限于车辆位置、速度、载重、保护圈大小等信息。机群中心根据所管辖车辆的转向健康状况信息、地图信息进行交通管制指令生成，实时对系统中的无人矿卡进行监控及调度管理，实现大大降低碰撞故障的发生率。具体的：实时将接收到的故障车辆保护圈大小及位置标注入地图中、规划出车辆在地图不同点的最高限速，最终将实时规划出的任务路径及自身的状态信息(如心跳信息，表明集群中心处于健康状态，发送的命令是可靠的)发送给编队中的每个无人驾驶矿卡数据采集模块，具体参见图5。

所述机群中心还实时将自身的心跳状态信息发送给所管辖的每个车辆，以判断机群中心发出信息及命令的可靠性。

实施例3

本发明实施例中提供了一种无人矿卡转向安全控制系方法，包括以下步骤：

步骤(1)利用数据采集模块采集转向系统状态信息、轮转角传感器信息和横向控制信息，并发送至转向失效判定模块；

步骤(2)利用转向失效判定模块基于接收到的转向系统状态信息、轮转角传感器信息和横向控制信息，分别生成对应的转向系统故障处理策略、轮转角传感器故障处理策略和横向误差故障处理策略，并基于各处理策略给出转向失效等级及对应的转向失效量化值；其中，所述转向失效等级和对应的转向失效量化值随着时间的变化进行动态变化，且所述转向失效等级只升不降且限制转向失效量化值的变化；

步骤(3)利用转向失效控制模块根据转向失效判定模块输出的转向失效量化值，生成对应的制动策略，并给出最终的电制动及液压制动百分比，用于控制无人矿卡的制动执行机构。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述转向系统状态信息的采集过程为：线控转向系统的转向控制器将车辆转向执行机构的执行状态(包括转向电磁阀状态、液压系统的压力等信息)及自身的心跳，通过CAN总线网络实时反馈给数据采集模块，为转向系统的故障判断提供可靠地依据，液压系统为转向执行机构提供转向动力；所述轮转角传感器信息为分别安装在左转向油缸和右转向油缸的转角传感器信息，用于检测车辆轮转角的实际值，所述轮转角传感器信息的采集过程为：在左转向油缸、右转向油缸同时安装转角传感器，以实现左右转角传感器的相互校验、互为冗余，从而可以识别因断轴、转角传感器失效等转向系统外的转向失控故障，为转向系统外的故障判断提供可靠地依据；所述横向控制信息主要指横向转角控制指令、横向误差信息、车速等信息，转向失效判定模块通过对比横向转角控制指令与轮转角传感器反馈的实际转角信息，提前对转向故障做出预判(即出现小的误差时就开始投入制动策略，此时不一定出现转向故障，但有可能是出现故障的前兆)。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述转向失效判定模块包括：数据处理单元和决策输出单元；所述转向失效等级及对应的转向失效量化值的给出方法包括：

利用数据处理单元根据所述转向系统状态信息判断转向系统故障等级，确定转向系统故障处理策略，还用于根据所述轮转角传感器信息判断传感器故障等级，确定轮转角传感器故障处理策略，还用于根据所述横向控制信息判断横向误差故障等级，确定横向误差故障处理策略；在具体实施过程中，可以将故障等级和处理策略做以下设置，所述转向系统故障等级、传感器故障等级、横向误差故障等级均包括：警示、轻微故障、一般故障、严重故障；当故障等级为警示时，对应的处理策略为限速；当故障等级为轻微故障时，对应的处理策略为降速；当故障等级为一般故障时，对应的处理策略为缓停；当故障等级为严重故障时，对应的处理策略为急停。所述数据处理单元对不同类型的故障按照①、②、③进行处理后，分别输出各自对应的故障处理策略至决策输出单元(如：限速+降速+缓停)；

利用决策输出单元，将所述数据处理单元输出的处理策略，滤波处理后带入决策输出算法器中，最终给出转向失效等级及相应的转向失效量化值，每个转向失效等级对应不同范围的转向失效量化值。具体地，如图3所示，所述决策输出单元将所述数据处理单元输出的处理策略(三种故障，每种故障对应四种不同的故障处理策略，共有64种故障组合)，滤波处理后带入决策输出算法器中，最终给出转向失效等级(一到四级)及相应的转向失效量化值E(0-100)，E从低到高与转向失效等级之间的对应关系为：0-E1(一级)、E1-E2(二级)、E2-E3(三级)、E3-100(四级)，其中0＜E1＜E2＜E3＜100，每个转向失效等级对应不同范围的转向失效量化值，随着时间的变化，转向失效等级及其量化值是动态变化的，但转向失效等级只升不降且限制转向失效量化值的变化，直到车辆安全停止。所述转向失效等级及其量化值是动态变化的，但转向失效等级只升不降且限制转向失效量化值的变化是指：假设E

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述转向失效控制模块包括：故障处理单元，用于根据转向失效判定模块输出的转向失效量化值，执行不同的制动策略，并给出最终的电制动及液压制动百分比；如图4所示，所述制动策略包括：

当0＜E≤E

当E

当E

当E

采用制动控制仿人控制策略，结合车速、载重、故障等级对电制动百分比T

在本发明实施例的一种具体实施方式中，所述无人矿卡转向安全控制系方法还包括：

利用转向失效控制模块中故障报警单元根据所述转向失效判定模块输出的转向失效等级，通过模式灯不同颜色及不同周期的变化向周围发出警示。具体地，当无人矿卡发生故障时，所述故障报警单元根据所述数据处理单元输出的转向失效故障等级，通过模式灯不同颜色及不同周期的变化向周围发出警示。更具体地，无人矿卡分别在左前、右前、后部安装三组模式灯，以使得周围有人车辆远离避让，能够大大降低事故的发生率。

实施例4

基于实施例3，本发明实施例与实施例3的区别在于：所述无人矿卡转向安全控制系方法还包括：

利用所述故障处理单元根据所述数据处理单元接收到的横向控制信息中的车辆速度、车辆外接圆半径，车辆空载质量、车辆装载时总质量，以及转向失效判定系统输出的转向失效量化值，得出车辆故障保护圈半径，所述车辆故障保护圈半径的计算公式为：

其中，R

利用分别与所述数据采集模块和转向失效控制模块相连的机群中心，实时将接收到的故障车辆保护圈大小及位置(车辆保护圈的位置信息)标注入地图中，规划出车辆在地图不同点的最高限速，最终将实时规划出的任务路径及自身的状态信息发送给编队中每个无人矿卡的数据采集模块。在具体实施过程中，所述机群中心将接收到的不同车辆的保护圈位置坐标及大小进行互斥处理：如，A车辆的保护圈半径为15米，B车辆的保护圈半径为20米，若两车相向行驶，两者保护圈都增大到35米，同向行驶不影响。规划出车辆在地图不同点的最高限速是因为在不同路段，道路的摩擦系数、路径的曲率半径、路况条件等不允许车辆行驶的速度过快，否则会产生安全事故。所述车辆保护圈的位置信息，是基于车辆本身的惯导给出的。

具体地，所述机群中心用于接收所管辖车辆的转向健康状况信息，所述转向健康状况信息主要包括：所述数据采集模块发送的车辆转向系统状态信息、所述转向失效判定模块发送的车辆故障信息(主要指转向失效判定模块输出的转向失效量化值、车辆控制器的心跳值是否正)，并根据所管辖车辆的转向健康状况信息、地图信息生成交通管制指令(如：对故障车辆进行限速，载重越大时限速越低，严重时进行停车引导，规划出停车路线)；所述车辆状态信息及车辆故障信息包括但不限于车辆位置、速度、载重、保护圈大小等信息。机群中心根据所管辖车辆的转向健康状况信息、地图信息进行交通管制指令生成，实时对系统中的无人矿卡进行监控及调度管理，实现大大降低碰撞故障的发生率。具体的：实时将接收到的故障车辆保护圈大小及位置标注入地图中、规划出车辆在地图不同点的最高限速，最终将实时规划出的任务路径及自身的状态信息(如心跳信息，表明集群中心处于健康状态，发送的命令是可靠的)发送给编队中的每个无人驾驶矿卡数据采集模块，具体参见图5。

所述机群中心还实时将自身的心跳状态信息发送给所管辖的每个车辆，以判断机群中心发出信息及命令的可靠性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。