(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111608763.0 (22)申请日 2021.12.27 (71)申请人 太原理工大 学 地址 030024 山西省太原市迎泽西大街79 号 (72)发明人 谢嘉成　刘曙光　王学文　孟浩　 李娟莉　葛福祥　闫泽文　冯昭　 梅震怀　郑子盈　 (74)专利代理 机构 太原晋科知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 14110 代理人 任林芳 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/10(2012.01) G06Q 50/02(2012.01) (54)发明名称 以人为核心的综采工作面HCPS人机共融智 能生产系统 (57)摘要 本发明涉及综采工作面智能开采技术领域， 具体涉及一种以人为核心的综采工作面HCPS人 机共融智能生产系统。 包括异地协同工作人员、 VR信息系统、 AR信息系统和智能采矿物理系统， 异地协同工作人员包括集控中心操作人员和生 产现场智能巡检人员， 集控中心操作人员位于井 上集控中心， 通过多路信号监控掌握工作面全局 运行情况； VR信息系统为构造的综采工作面高仿 真度虚拟镜像， 集成于井上集控中心， 为集控中 心操作人员提供综采工作面生产系统全局化三 维可视化状态信息； AR信息系统为构造的综采工 作面虚实融合通道， 为生产现场智能巡检人员提 供综采工作面生产系统局部化虚实融合运维信 息； 智能采矿物理系统包括智能化的综采工作面 设备。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 114298530 A 2022.04.08 CN 114298530 A 1.一种以人为核心的综采工作面HCPS人机共融智能生产系统， 其特征在于： 包括异地 协同工作人员、 VR信息系统、 AR信息系统和智能采矿物理系统， 异 地协同工作人员包括集控 中心操作人员和生产现场智能巡检人员， 集控中心操作人员位于井上集控中心， 通过多路 信号监控掌握工作面全局运行情况， 对定各生产要素实现在线可视化监管以及智能化远程 集控， 在有危险的情况下完成人工远程干预； 所述的VR信息系统为构造的综采工作面高仿 真度虚拟镜像， 集成于井上集控中心， 为集控中心操作人员提供综采工作面生产系统全局 化三维可视化状态信息； 所述的AR信息系统为构造的综采工作面虚实融合通道， 其集成于 头戴式AR设备， 为生产现场智能巡检人员提供综采工作面生产系统局部化虚实融合运 维信 息； 所述的智能采 矿物理系统包括智能化的综采工作面设备。 2.根据权利要求1所述的以人为核心的综采工作面HCPS人机共融智能生产系统， 其特 征在于： 所述的VR信息系统包括高保真虚拟三 维场景、 数据处理模块、 知识模型模块以及信 息融合计算模块， 知识模型模块嵌入VR信息系统底层， 信息融合计算模块将数据处理模块 预处理后的数据与知识模型模块中的知识模型进 行融合， 高保真虚拟三 维场景为构建的虚 拟综采工作面 生产系统。 3.根据权利要求2所述的以人为核心的综采工作面HCPS人机共融智能生产系统， 其特 征在于： 所述的高保真虚拟三维场景包括综采工作面虚拟装备群和综采工作面虚拟运行空 间， 并建立装备的父子关系， 添加物理引擎， 形成复杂综采工作面的物理模型。 4.根据权利要求3所述的以人为核心的综采工作面HCPS人机共融智能生产系统， 其特 征在于： 所述的AR信息系统包括设备识别跟踪模块、 位姿识别分析模块以及关键运维信息 虚实融合模块， 所述的设备识别跟踪模块对生产现场智能巡检人员所属区域内的设备进行识别跟踪， 确定视野中是哪些设备， 确保后续所叠加的虚实融合 运维信息与设备一 一对应； 所述的位姿识别分析模块对生产现场智能巡检人员所属区域内的设备进行非接触式 位姿测量， 获取传感信息； 所述的关键运维信 息虚实融合模块在 设备识别跟踪模块识别出装备类型和型号后， 将 传感信息 接入， 并在头戴 式AR设备中显示出关键运维信息， 叠加在真实装备之上。 5.根据权利要求4所述的以人为核心的综采工作面HCPS人机共融智能生产系统， 其特 征在于： 所述的综采工作面设备实体上集成有智能感知模块、 智能决策模块以及智能协同 控制模块， 智能感知 模块负责有效获取综采工作面设备实体工作的实时数据和生产现场的 环境数据必要信息， 进行信息的获取、 处 理和传输； 智能决策模块负责接收智能感知模块获取的信息， 以实现设备的数据分析和决策； 智能协同控制模块负责根据智能决策模块决策结果对系统进行操作调整以实现系统 目标。 6.根据权利要求5所述的以人为核心的综采工作面HCPS人机共融智能生产系统， 其特 征在于： 所述的异 地协同工作人员中的集控中心操作人员和生产现场智能巡检人员之 间进 行可以相互交互， 同时可以分别与VR信息系统、 AR信息系统和智能采矿物理系统发生信息 交互。 7.根据权利要求6所述的以人为核心的综采工作面HCPS人机共融智能生产系统， 其特 征在于： 所述的集控中心操作人员利用VR信息系统监测整体监视， 并对生产现场智能巡检权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114298530 A 2人员进行信息提 示， 集控中心操作人员通过AR信息系统远程互通； 所述的集控中心操作人员通过视频、 图像、 数据多路信号监控从智能采矿物理系统接 收信息， 并可以通过集控中心操作台实体按 钮对智能采 矿物理系统发出控制指令； 所述的集控中心操作人员通过高保真虚拟三维场景从VR信息系统接收信息， 并通过VR 信息系统中的虚拟UGUI控制面板对VR信息系统发出控制指令 。 8.根据权利要求7所述的以人为核心的综采工作面HCPS人机共融智能生产系统， 其特 征在于： 所述的生产现场智能巡检人员通过观察直接从智能采矿物理系统接 收信息， 并通 过智能采矿物理系统配置的液压支架电液控制 器和采煤机遥控器对智能采矿物理系统发 出控制指 令； 生产现场智能巡检人员通过关键运 维信息虚实融合模块从AR信息系统接收信 息， 并通过多模态人机交 互通道对AR信息系统发出控制指令 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114298530 A 3