【技术实现步骤摘要】
一种道路环境下无人操控振动压路机碾压行为决策系统
[0001]本专利技术属于工程机械智能化应用
，具体涉及一种道路环境下无人操控振动压路机碾压行为决策系统。
技术介绍
[0002]在接到一个碾压任务后，操作手必须首先根据大脑记忆碾压区域的工艺要求；然后根据自身车辆周围动态的碾压工况状况决定速度和方向配合力度（静止转向或行走速度慢转向速度快会导致路面挫伤），实时准确地决策当前的碾压速度方向策略（驾驶行为）和变道控制；碾压施工对操作手的要求比较高，为了减轻操作手的作业压力，碾压机器人已用于自动化控制碾压。
[0003]然而现有的碾压机器人在应对常规道路环境还能满足碾压需求，但在针对特殊路况，非一致变振动环境下，常规自动化控制在速度方向上存在精准度差、调节慢，容易导致碾压路面损伤的问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种道路环境下无人操控振动压路机碾压行为决策系统，能够应对不同路况，模仿人工操作习惯，在作业过程中对速度和方向实现平稳高效的控制。
[0005]为实现上述目的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种道路环境下无人操控振动压路机碾压行为决策系统，其特征在于，首先针对施工工况碾压环境信息进行分析，建立感知格栅地图的同时通过特征提取的方式，进行碾压场景判别，明确自身所处的施工场景；然后针对特定的碾压场景，基于碾压工艺和施工经验组成的碾压先验知识，进行碾压行为的逻辑推理判断，在多个可选行为中基于碾压任务及无人操控振动压路机的实时位姿信息，选择出此场景下的最优碾压行为输出；其中，无人操控振动压路机的实时位姿信息的获取通过对碾压区域环境特点，建立描述机群及其关系的链式地图，并结合栅格地图，完成对环境的准确描述，以自适应监督学习结合蒙特卡罗定位算法完成无人操控振动压路机的位置跟踪和全局定位。2.根据权利要求1所述的一种道路环境下无人操控振动压路机碾压行为决策系统，其特征在于，无人操控振动压路机在方向控制设计中，根据无人操控振动压路机铰接结构偏差状态方程，偏差由横向位置偏差、航向角偏差和曲率偏差组成，按式
①
反复引导学习自适应PID预抵制控制律：
ꢀꢀ①
式
①
中：为PID控制输出，为横向位置距离偏差，为航向角偏差，为曲率偏差，、、、、为增益常数部分，、、为增益可变部分，其中增益常数部分由试凑法得出，可变增益部分为执行网络输出，用于偏差比例增益自适应调节。3.根据权利要求2所述的一种道路环境下无人操控振动压路机碾压行为决策系统，其特征在于，控制反复引导学习部分由预抵制控制网络组成，参考模型期望的偏差与实际偏差差值作为输入，通过控制当前铰接振动压路机方向状态向量，方向控制系统输出为当前増益值下的值函数，预抵制控制网络输出则为増益的调节结果，使用ＢＰ神经网络将调节结果反向推导到控制值，增益可变部分采用式
①
进行随机尝试，定义、、其中（，，）作为预抵制模型输入，可变增益为：
ꢀꢀꢀꢀꢀ②
式
②
中为可变增益、、的变化范围，预抵制参考模型则是偏差收敛的趋势进行规定以获得理想的收敛效果，为了获得准确的理想偏差，收敛效果定义参考模型为：
ꢀꢀꢀ③
式
③
中b为正常数，执行目标距离，预抵制控制参考模型定义了系统输出偏差应按照指数收敛，收敛速度可通过调节系数控制，系统输出评价回报函数设计如下：
ꢀꢀꢀꢀꢀ④
式
④
中为反馈调整值，为执行距离，为执行目标距离，、、c为常数，c为回报比例系数，其中，，c>0,k>0, 该回报系数使系统侧向偏差趋向参考模型偏差，从而达到指数收敛性能。4.根据权利要求1至3任一项所述的一种道路环境下无人操控振动压路机碾压行为决策系统，其特征在于，综合各种约束设计碾压速度决策算法计算推荐碾压速度，首先振动压路机按照一定速度施工过程中遇到一个超过允许的加速度上限，在施工过程中超过给定加速度上限值，之后开始减速直至振动加速度降至允许值，然后再次平稳加速直至下次冲击或到达规定限速；给定粗糙度而且明确压实度的施工道路，振动压路机振动情况和碾压速度呈线性关系；每隔时间采集控制器采集一次振动压路机在施工路径区域当前p点位置处的惯性导航、位置模块和速度传感器数据，得到滤波后的和车速，则优化后的p点处的碾压速度为：
ꢀꢀꢀꢀꢀ⑤
式
⑤
中优化后的理想车速m/s，允许垂向加速度上限，即振动加速度值，振动压路机在当前p点位置处碾压速度m/s，振动压路机整车垂向加速度；即为瞬时最优碾压速度，主要针对连续起伏的施工情况如基层碾压，通过第一次振动提示控制系统减速来防止之后的振动；由于为可观测量，速度决策算法随时间变化综合若干观测量，得到最终决策算法的推荐车速；
ꢀꢀꢀꢀ⑥
式
⑥
中为决策算法推...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵珠枫，朱敬花，薛力戈，武博文，卜宪森，张宜昌，刘静，刘晓冬，骆城，张天骄，庄坤，范延锴，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司道路机械分公司，
类型：发明
国别省市：
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