多机联动无人驾驶压路机机群自主规划作业方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了多机联动无人驾驶压路机机群自主规划作业方法及系统，获取碾压参数信息以及施工区域的电子围墙信息；根据电子围墙信息生成碾压路径信息；每台无人驾驶压路机获取碾压路径信息以及碾压参数信息，并实时获取自身当前位置信息；第n+1台无人驾驶压路机实时获取第n台无人驾驶压路机的当前位置信息，第n台无人驾驶压路机根据碾压路径信息以及碾压参数信息进入初始碾压作业道进行碾压作业，当第n台无人驾驶压路机的当前位置对应的碾压作业道与初始碾压作业道之间的距离等于预设距离时，第n+1台无人驾驶压路机根据碾压路径信息以及碾压参数信息进入初始碾压作业道进行碾压作业。本发明专利技术实现了无人驾驶压路机的多机联动配合施工作业。联动配合施工作业。联动配合施工作业。

【技术实现步骤摘要】
多机联动无人驾驶压路机机群自主规划作业方法及系统


[0001]本专利技术属于工程压路机
，具体涉及多机联动无人驾驶压路机机群自主规划作业方法及系统。

技术介绍

[0002]路桥施工中振动压路机施工水平的高低直接决定路基路面的质量。目前我国压实质量问题依然突出，振动压路机操作人员往往不能严格按照压实工艺进行，主要表现为：由于大振幅振动会对身体造成不适，因此在缺乏监督的情况下操作人员采用小振幅代替大振幅工作；为加快压实进程，随意加快碾压速度，减少压实遍数；方向控制和重叠宽度依赖驾驶员熟练程度；较难观测后轮附近障碍物和边坡路段威胁，存在安全隐患。因此，开发或选用无人驾驶振动压路机代替传统振动压路机进行碾压事半功倍。
[0003]近年来，工程机械企业采用高精度定位技术、计算机技术和传感器技术，实现了单机的压路机无人化作业，一定程度上提高了施工质量和施工效率。但目前无法实现无人驾驶压路机的多机联动配合施工作业；同时目前的无人驾驶压路机在压实作业前依赖现场施工人员预先进行手工路径规划，未实现真正意义上的自主规划作业，不能从根本上提高施工效率，无法发挥其最大优势。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了多机联动无人驾驶压路机机群自主规划作业方法及系统，实现了无人驾驶压路机的多机联动配合施工作业，提高了施工效率。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种多机联动无人驾驶压路机机群自主规划作业方法，所述多机联动无人驾驶压路机机群包括至少两台无人驾驶压路机，自主规划作业方法包括：
[0007]获取碾压参数信息以及施工区域的电子围墙信息；
[0008]根据所述施工区域的电子围墙信息生成碾压路径信息，所述碾压路径信息包括若干条平行的碾压作业道；
[0009]每台所述无人驾驶压路机获取所述碾压路径信息以及所述碾压参数信息，并实时获取自身当前位置信息；
[0010]第n+1台无人驾驶压路机实时获取第n台无人驾驶压路机的当前位置信息，第n台无人驾驶压路机根据所述碾压路径信息以及所述碾压参数信息进入初始碾压作业道进行碾压作业，当第n台无人驾驶压路机的当前位置对应的碾压作业道与初始碾压作业道之间的距离等于预设距离时，第n+1台无人驾驶压路机根据所述碾压路径信息以及所述碾压参数信息进入初始碾压作业道进行碾压作业，其中，n为不小于的自然数。
[0011]进一步地，每台所述无人驾驶压路机上设置有GNSS流动站，所述施工区域外设置有与所述GNSS流动站配对的GNSS基站；
[0012]每台所述无人驾驶压路机实时获取自身当前位置信息，包括：
[0013]根据所述GNSS流动站与所述GNSS基站共同作用采集得到无人驾驶压路机自身当前位置信息。
[0014]进一步地，每台所述无人驾驶压路机上还设置有用于采集无人驾驶压路机周围的激光点云数据信息的激光雷达和用于采集无人驾驶压路机的行驶距离信息的轮式里程计；
[0015]每台所述无人驾驶压路机实时获取自身当前位置信息，包括：
[0016]当所述施工区域所在地区的GNSS精度小于预设精度时，根据无人驾驶压路机周围的激光点云数据信息，对相邻的两帧所述激光点云数据信息进行前端匹配，建立关于激光雷达的位姿信息残差函数，构建最小二乘问题，求解构建的最小二乘问题，估算得到激光雷达的位姿信息，将所述位姿信息和无人驾驶压路机的行驶距离信息进行卡尔曼滤波融合，将融合后的位姿信息进行后端优化，得到无人驾驶压路机自身当前位置信息。
[0017]进一步地，所述求解构建的最小二乘问题，包括：
[0018]采用G2O方法求解构建的最小二乘问题。
[0019]进一步地，自主规划作业方法还包括：
[0020]根据无人驾驶压路机自身当前位置信息判断无人驾驶压路机是否位于碾压作业道，当偏离碾压作业道时，控制无人驾驶压路机行驶至碾压作业道。
[0021]进一步地，所述碾压参数信息包括碾压速度，每台所述无人驾驶压路机上还设置有用于采集速度信息的速度传感器；
[0022]自主规划作业方法还包括：
[0023]根据无人驾驶压路机采集的速度信息判断无人驾驶压路机是否按照所述碾压速度行驶，当未按照所述碾压速度行驶时，控制无人驾驶压路机按照所述碾压速度行驶。
[0024]进一步地，每台所述无人驾驶压路机上还设置有用于采集无人驾驶压路机周围障碍物信息的毫米波雷达；
[0025]自主规划作业方法还包括：
[0026]当无人驾驶压路机周围有障碍物时，控制无人驾驶压路机停止行驶，直至障碍物清除。
[0027]一种多机联动无人驾驶压路机机群自主规划作业系统，所述多机联动无人驾驶压路机机群包括至少两台无人驾驶压路机，自主规划作业系统包括：
[0028]自主规划模块，用于获取碾压参数信息以及施工区域的电子围墙信息，并根据所述施工区域的电子围墙信息生成碾压路径信息，所述碾压路径信息包括若干条平行的碾压作业道；
[0029]设置在每台无人驾驶压路机上的车载计算单元，用于获取所述碾压路径信息以及所述碾压参数信息，并实时获取每台无人驾驶压路机自身当前位置信息，第n+1台无人驾驶压路机上的车载计算单元与第n台无人驾驶压路机上的车载计算单元通讯连接，第n+1台无人驾驶压路机实时获取第n台无人驾驶压路机的当前位置信息，第n台无人驾驶压路机根据所述碾压路径信息以及所述碾压参数信息进入初始碾压作业道进行碾压作业，当第n台无人驾驶压路机的当前位置对应的碾压作业道与初始碾压作业道之间的距离等于预设距离时，第n+1台无人驾驶压路机根据所述碾压路径信息以及所述碾压参数信息进入初始碾压作业道进行碾压作业。
[0030]进一步地，还包括：
[0031]设置在每台无人驾驶压路机上的GNSS流动站以及设置在所述施工区域外且与所述GNSS流动站配对的GNSS基站，每台无人驾驶压路机上的GNSS流动站与该台无人驾驶压路机上的车载计算单元连接；
[0032]和/或，设置在每台无人驾驶压路机上的用于采集无人驾驶压路机周围的激光点云数据信息的激光雷达和用于采集无人驾驶压路机的行驶距离信息的轮式里程计，每台无人驾驶压路机上的激光雷达和轮式里程计与该台无人驾驶压路机上的车载计算单元连接。
[0033]进一步地，还包括：
[0034]设置在每台无人驾驶压路机上的用于采集无人驾驶压路机周围障碍物信息的毫米波雷达，每台无人驾驶压路机上的毫米波雷达与该台无人驾驶压路机上的车载计算单元连接。
[0035]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0036]本专利技术提供的一种多机联动无人驾驶压路机机群自主规划作业方法，通过获取碾压参数信息以及施工区域的电子围墙信息；根据施工区域的电子围墙信息生成碾压路径信息，碾压路径信息包括若干条平行的碾压作业道；每台无人驾驶压路机获取碾压路径信息以及碾压参数信息，并实时获取自身当前位置信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多机联动无人驾驶压路机机群自主规划作业方法，其特征在于，所述多机联动无人驾驶压路机机群包括至少两台无人驾驶压路机，自主规划作业方法包括：获取碾压参数信息以及施工区域的电子围墙信息；根据所述施工区域的电子围墙信息生成碾压路径信息，所述碾压路径信息包括若干条平行的碾压作业道；每台所述无人驾驶压路机获取所述碾压路径信息以及所述碾压参数信息，并实时获取自身当前位置信息；第n+1台无人驾驶压路机实时获取第n台无人驾驶压路机的当前位置信息，第n台无人驾驶压路机根据所述碾压路径信息以及所述碾压参数信息进入初始碾压作业道进行碾压作业，当第n台无人驾驶压路机的当前位置对应的碾压作业道与初始碾压作业道之间的距离等于预设距离时，第n+1台无人驾驶压路机根据所述碾压路径信息以及所述碾压参数信息进入初始碾压作业道进行碾压作业，其中，n为不小于的自然数。2.根据权利要求1所述的一种多机联动无人驾驶压路机机群自主规划作业方法，其特征在于，每台所述无人驾驶压路机上设置有GNSS流动站，所述施工区域外设置有与所述GNSS流动站配对的GNSS基站；每台所述无人驾驶压路机实时获取自身当前位置信息，包括：根据所述GNSS流动站与所述GNSS基站共同作用采集得到无人驾驶压路机自身当前位置信息。3.根据权利要求2所述的一种多机联动无人驾驶压路机机群自主规划作业方法，其特征在于，每台所述无人驾驶压路机上还设置有用于采集无人驾驶压路机周围的激光点云数据信息的激光雷达和用于采集无人驾驶压路机的行驶距离信息的轮式里程计；每台所述无人驾驶压路机实时获取自身当前位置信息，包括：当所述施工区域所在地区的GNSS精度小于预设精度时，根据无人驾驶压路机周围的激光点云数据信息，对相邻的两帧所述激光点云数据信息进行前端匹配，建立关于激光雷达的位姿信息残差函数，构建最小二乘问题，求解构建的最小二乘问题，估算得到激光雷达的位姿信息，将所述位姿信息和无人驾驶压路机的行驶距离信息进行卡尔曼滤波融合，将融合后的位姿信息进行后端优化，得到无人驾驶压路机自身当前位置信息。4.根据权利要求3所述的一种多机联动无人驾驶压路机机群自主规划作业方法，其特征在于，所述求解构建的最小二乘问题，包括：采用G2O方法求解构建的最小二乘问题。5.根据权利要求1所述的一种多机联动无人驾驶压路机机群自主规划作业方法，其特征在于，自主规划作业方法还包括：根据无人驾驶压路机自身当前位置信息判断无人驾驶压路机是否位于碾压作业道，当偏离碾压作业道时，控制无人驾驶压路机行驶至碾压作业道。6.根据权利要求1所述的一种多机联动无人驾驶压路机机群自主规划作业...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄浩，王志强，谭鹏，胡永彪，汪学斌，田明锐，闫天豪，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：