一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法，属于智能农机装备领域，该方法包括：获取车辆位置信息和泊车场景信息；使用泊车路径规划器根据车辆位置信息和泊车场景信息规划出最优路径；使用泊车控制器控制农机按照最优路径到达预期位置。本发明专利技术不依赖雷达相机就能够实现农机自动泊车，并且泊车路径平滑使得农机行驶稳定性大大提高。且泊车路径平滑使得农机行驶稳定性大大提高。且泊车路径平滑使得农机行驶稳定性大大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法


[0001]本专利技术涉及路径规划领域，特别涉及一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着国家持续深化改革与科学技术的快速发展，国民汽车保有量大幅上升的同时，停车位建设滞后与停车事故等问题也随即出现。面对复杂的泊车环境，农业机械作业回库泊车过程，同样也遇到了许多问题。当泊车空间过于狭窄，即使是经验丰富的农机驾驶员也得小心谨慎，通过对车辆的多次反复调整，才能让车辆安全驶入车位。而为了农机能够安全泊入车库，甚至还需要另一个同伴协助指挥，使整个农机泊车过程变得繁琐。在农机泊车过程中，驾驶员往往只能依靠后视镜与自己观察来获取环境信息，因此可能会因为观察不够充分而导致泊车过程的剐蹭，车辆零部件的损坏甚至碰撞行人等危险情况的发生。农机泊车系统能够识别定位停车位置并辅助泊入，降低对狭小车位的泊车难度，减少剐蹭事故的发生，减少因农业机械停放不标准会导致的车位利用率变低等问题，提高农机智能化水平。
[0003]目前泊车系统主要依赖超声波雷达或者相机进行泊车环境信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法，其特征在于，包括：获取车辆位置信息和泊车场景信息；使用泊车路径规划器根据车辆位置信息和泊车场景信息规划出最优路径；使用泊车控制器控制农机按照最优路径到达预期位置。2.根据权利要求1所述的一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法，其特征在于，所述使用泊车路径规划器根据车辆位置信息和泊车场景信息规划出最优路径包括：泊车路径规划器参数初始化；泊车路径离散点采样；曲线连接离散点获得初始路径；检测初始路径是否有障碍物碰撞，若有障碍物碰撞则重新规划初始路径，若没有障碍物碰撞则进行下一步；对初始路径进行平滑优化。3.根据权利要求1所述的一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法，其特征在于，所述使用泊车控制器控制农机按照最优路径到达预期位置包括：使用前馈控制器控制农机前行时转弯；使用反馈控制器实时纠正农机位姿。4.根据权利要求2所述的一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法，其特征在于，所述泊车路径离散点采样包括：泊车区域采样包括目标偏置采样和转角约束采样；给定固定的目标偏置概率P0(P0<1)，生成随机数P(P<1)，若P<P0则将产生的随机点设置为目标点；采用高斯分布采样限制采样的方向与范围：x,y为本次采样路径坐标，x
s
，y
s
为上一次采样路径点坐标，θ为本次采样航向，θ
s
为上一次采样航向，ρ为每次采样长度，MSA为最大航向角约束，step为采样步长，N(0,1)为均值0方差为1的高斯分布，U(0,1)为在0到1范围内的均匀分布。5.根据权利要求2所述的一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法，其特征在于，所述检测初始路径是否有障碍物碰撞，若有障碍物碰撞则重新规划初始路径，若没有障碍物碰撞则进行下一步包括：其中障碍物与农机的碰撞描述使用OBB有向包围盒算法：对于任意的2个凸多边形物体，若能找到任意一个分离轴使这2个物体在该轴上的投影不发生重叠，则判定2个物体之间不发生碰撞；将农机和障碍物描述为有向包围盒，在采样过程中作为碰撞检测的依据，如果检测到有障碍物碰撞则重新规划初始路径，如果没有检测到障碍物碰撞则进行下一步。6.根据权利要求2所述的一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法，其特征
在于，所述对初始路径进行平滑优化包括：得出离散点坐标后，再构造目标函数进行初始路径的平滑优化；目标函数设计：cost＝w1cost1+w2cost2+w3cost3cost1是平滑度代价，cost2是路径总长度代价，cost3是初始路径偏移原路径的代价，w1、w2、w3分别为上述三个代价的权重系数；初始路径的平滑度代价：x
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智刚，李洪开，张闻宇，丁凡，王明昌，张国城，黄海翔，胡力文，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：