基于多模态数据的无人驾驶矿车装卸点停靠方法技术

本发明专利技术涉及车辆控制技术领域，具体涉及基于多模态数据的无人驾驶矿车装卸点停靠方法。该方法首先获取无人驾驶矿车在起始点的感知范围内的障碍物；当停靠点不在起始点的感知范围内时，根据路径规划方法规划行驶路径，直至实时行驶点与感知范围内最接近停靠点处之间的距离小于规划路径步长时，更新实时行驶点为起始点；不断更新起始点，直至停靠点在更新后的起始点的感知范围内时，根据路径规划方法规划行驶路径，直至实时行驶点与停靠点之间的距离小于规划路径步长时，停止更新行驶路径，无人驾驶矿车沿着行驶路径行驶至实时行驶点进行停靠。本发明专利技术实现在路面状况复杂时也可以根据优选度进行路径规划，避免出现安全隐患。避免出现安全隐患。避免出现安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
基于多模态数据的无人驾驶矿车装卸点停靠方法


[0001]本专利技术涉及车辆控制
，具体涉及基于多模态数据的无人驾驶矿车装卸点停靠方法。

技术介绍

[0002]无人驾驶矿车的工作环境多为露天矿场，露天矿场环境恶劣，相比较传统的人工驾驶矿用卡车进行装载运输的方式，无人驾驶矿车技术具有低成本，高效率的优点。尤其重要的是在矿产生产运输作业中，装载与卸载属于高危险性作业，利用无人驾驶技术可以避免人员伤亡，而如何高效安全的进行无人驾驶矿车装卸点停靠控制为完成装卸载作业的重要一环。
[0003]目前，现有矿山无人驾驶技术利用先前在矿车装卸区中确定好的停车控制点来直接进行路径规划，以矿车进入装卸区时所处位置为起始点，以矿车目标停靠位置为终点，直接进行路径规划行驶至停靠位置，这种方式是以先确定停靠控制点而后直接进行平滑路径的规划，其中规划路径是先获取障碍物对应的障碍物块，在筛选障碍物块后得到最短路径为规划路径。由于矿山大小分布不一，矿场规模不等，露天矿场生产过程中常应用后八轮等非重型矿用卡车，这种矿用卡车不具备百吨重型矿卡对路面细小坑洼的适应性，而矿山装卸区的地形并不是一成不变的，常存在有雨雪后泥泞路面重新干燥后产生的坑洼以及装卸区没有及时清理的大块矿物碎料，进而会导致路面状况复杂，单单根据停车控制点和障碍物块进行路径规划实现停靠控制是存在安全隐患的。

技术实现思路

[0004]为了解决在路面状况复杂时仅根据停车控制点和障碍物块规划路径会存在安全隐患的技术问题，本专利技术的目的在于提供基于多模态数据的无人驾驶矿车装卸点停靠方法，所采用的技术方案具体如下：
[0005]获取无人驾驶矿车在起始点的感知范围内的障碍物；
[0006]当停靠点不在起始点的感知范围内时，根据路径规划方法规划行驶路径，直至实时行驶点与感知范围内最接近停靠点处之间的距离小于规划路径步长时，更新实时行驶点为起始点，不断更新所述起始点，直至停靠点在所述起始点的感知范围内；当停靠点在起始点的感知范围内时，根据路径规划方法规划行驶路径，直至实时行驶点与停靠点之间的距离小于规划路径步长时，停止更新行驶路径，无人驾驶矿车沿着行驶路径行驶至实时行驶点进行停靠；
[0007]所述路径规划方法为：将起始点作为行驶点，基于无人驾驶矿车的规划路径步长获取行驶点对应的待选路径；将待选路径上各个待选点与行驶点构成的线段作为待选点的偏差路径；根据待选点的偏差路径上障碍物的数量、待选点的偏差路径与预设最短路径的角度差、偏差路径的平稳程度、无人驾驶矿车的实际承载率，得到待选点对应的优选度，将优选度最大的待选点更新为实时行驶点；不断更新实时行驶点，各个实时行驶点对应的偏
差路径为行驶路径。
[0008]优选的，所述根据待选点的偏差路径上障碍物的数量、待选点的偏差路径与预设最短路径的角度差、偏差路径的平稳程度、无人驾驶矿车的实际承载率，得到待选点对应的优选度，包括：
[0009]当待选点的偏差路径内有障碍物时，待选点对应的优选度为预设第一阈值；当待选点的偏差路径内没有障碍物时，根据待选点的偏差路径与预设最短路径的角度差、偏差路径的平稳程度、无人驾驶矿车的实际承载率，得到待选点对应的优选度。
[0010]优选的，所述根据待选点的偏差路径与预设最短路径的角度差、偏差路径的平稳程度、无人驾驶矿车的实际承载率，得到待选点对应的优选度，包括：
[0011]将预设第二阈值和所述实际承载率的差值作为实际承载剩余率；
[0012]获取起始点对应的感知范围内地面的高程值，根据偏差路径两侧的高程值的差异得到偏差路径的平稳程度；
[0013]根据所述实际承载率、所述角度差、所述实际承载剩余率和所述平稳程度，得到待选点对应的优选度。
[0014]优选的，所述根据偏差路径两侧的高程值的差异得到偏差路径的平稳程度，包括：
[0015]将偏差路径上预设间隔的点作为路径点；
[0016]基于任意路径点作偏差路径的垂线；沿着路径点的垂线的方向，将每个路径点左右两侧预设宽度处的高程值的差值的绝对值，作为高程差值；将每个路径点左右两侧预设宽度处的高程值的和值与预设第三阈值相加，得到的结果值作为高程和值；将所述高程差值和所述高程和值的比值作为高程波动程度；将预设第二阈值和所述高程波动程度的差值作为路径点对应的初始路径平稳度；
[0017]将偏差路径上各路径点对应的初始路径平稳度的均值作为偏差路径对应的平稳程度。
[0018]优选的，所述根据所述实际承载率、所述角度差、所述实际承载剩余率和所述平稳程度，得到待选点对应的优选度，包括：
[0019]将角度差和预设最大角度的比值作为角度占比；将预设第二阈值和所述角度占比的差值作为运输效率值；
[0020]以所述实际承载剩余率作为运输效率值的权重，以所述实际承载率作为平稳程度的权重，将加权求和的结果值作为待选点对应的优选度。
[0021]优选的，所述无人驾驶矿车沿着行驶路径行驶至实时行驶点进行停靠之前，还包括：利用Dubins曲线对行驶路径进行平滑优化，得到优选平滑路径；无人驾驶矿车沿着优选平滑路径行驶至实时行驶点进行停靠。
[0022]优选的，所述基于无人驾驶矿车的规划路径步长获取行驶点对应的待选路径圆弧，包括：
[0023]对于起始点，待选路径圆弧是在起始点对应的感知范围内截取以起始点为圆点，以规划路径步长为半径的圆弧；对于除起始点外的行驶点，除起始点外的行驶点和对应的待选路径圆弧的相对位置关系、起始点和对应的待选路径圆弧的相对位置关系相同，且除起始点外的行驶点的待选路径圆弧的弧长与起始点的待选路径圆弧的弧长相同。
[0024]优选的，所述无人驾驶矿车的实际承载率为：无人驾驶矿车的实际承载量和最大
承载量的比值。
[0025]本专利技术实施例至少具有如下有益效果：
[0026]该方法首先获取无人驾驶矿车在起始点的感知范围内的障碍物，以实现后续在对无人驾驶矿车规划行驶路径时对障碍物进行避让；当停靠点不在起始点的感知范围内时，根据路径规划方法规划行驶路径，直至实时行驶点与感知范围内最接近停靠点处之间的距离小于规划路径步长时，更新实时行驶点为起始点，在感知范围内得到的实时行驶点最接近停靠点处时，对起始点的更新，实现多模态数据对无人驾驶矿车的行驶路径的不断更新，使得实时行驶点一直在感知范围内，避免后续出来不必要的误差，提高精准度。不断更新起始点；直至停靠点在更新后的起始点的感知范围内时，根据路径规划方法规划行驶路径，直至实时行驶点与停靠点之间的距离小于规划路径步长时，停止更新行驶路径，无人驾驶矿车沿着行驶路径行驶至实时行驶点进行停靠，在无人驾驶矿车的实时行驶点与停靠点之间的距离小于规划路径步长时，如果不停止更新可能导致停靠点，且其之间的距离已经小于规划路径步长，也即无人驾驶矿车已经行驶至停靠点附近，此时停靠进行后续的卸车过程即可。其中，所述路径规划方法中包括获取行驶点对应的待选点对应的优选度。该优选度结合了偏差路径与预设最短路径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于多模态数据的无人驾驶矿车装卸点停靠方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取无人驾驶矿车在起始点的感知范围内的障碍物；当停靠点不在起始点的感知范围内时，根据路径规划方法规划行驶路径，直至实时行驶点与感知范围内最接近停靠点处之间的距离小于规划路径步长时，更新实时行驶点为起始点，不断更新所述起始点，直至停靠点在所述起始点的感知范围内；当停靠点在起始点的感知范围内时，根据路径规划方法规划行驶路径，直至实时行驶点与停靠点之间的距离小于规划路径步长时，停止更新行驶路径，无人驾驶矿车沿着行驶路径行驶至实时行驶点进行停靠；所述路径规划方法为：将起始点作为行驶点，基于无人驾驶矿车的规划路径步长获取行驶点对应的待选路径；将待选路径上各个待选点与行驶点构成的线段作为待选点的偏差路径；根据待选点的偏差路径上障碍物的数量、待选点的偏差路径与预设最短路径的角度差、偏差路径的平稳程度、无人驾驶矿车的实际承载率，得到待选点对应的优选度，将优选度最大的待选点更新为实时行驶点；不断更新实时行驶点，各个实时行驶点对应的偏差路径为行驶路径。2.根据权利要求1所述的基于多模态数据的无人驾驶矿车装卸点停靠方法，其特征在于，所述根据待选点的偏差路径上障碍物的数量、待选点的偏差路径与预设最短路径的角度差、偏差路径的平稳程度、无人驾驶矿车的实际承载率，得到待选点对应的优选度，包括：当待选点的偏差路径内有障碍物时，待选点对应的优选度为预设第一阈值；当待选点的偏差路径内没有障碍物时，根据待选点的偏差路径与预设最短路径的角度差、偏差路径的平稳程度、无人驾驶矿车的实际承载率，得到待选点对应的优选度。3.根据权利要求2所述的基于多模态数据的无人驾驶矿车装卸点停靠方法，其特征在于，所述根据待选点的偏差路径与预设最短路径的角度差、偏差路径的平稳程度、无人驾驶矿车的实际承载率，得到待选点对应的优选度，包括：将预设第二阈值和所述实际承载率的差值作为实际承载剩余率；获取起始点对应的感知范围内地面的高程值，根据偏差路径两侧的高程值的差异得到偏差路径的平稳程度；根据所述实际承载率、所述角度差、所述实际承载剩余率和所述平稳程度，得到待选点对应的优选度。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨扬，胡心怡，
申请(专利权)人：上海伯镭智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：