[發(fā)明專利]可重構(gòu)無人車自主對接控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110754767.3
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113246671B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪俊;袁昊;楊續(xù);吳家楓
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: B60D1/36
• 分類號: B60D1/36;B60D1/58
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 許姣

本發(fā)明提供一種可重構(gòu)無人車自主對接控制方法及控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)無人車單元之間的自主動態(tài)對接和解體，從而快速實現(xiàn)無人車的拓?fù)渲貥?gòu)。當(dāng)兩輛無人車單元收到對接命令后，主動對接車依據(jù)視覺傳感器獲取到的對接被動端上的圖像識別定位板的位置信息，初步調(diào)整對接主動端的位置，使對接主動端和對接被動端的相對位置達(dá)到設(shè)定的對接位置要求；然后主動對接車依據(jù)其對接主動端分布的兩個以上激光測距傳感器檢測到的與對接被動端上激光傳感器檢測板之間的距離信息，獲得對接主動端軸線與對接被動端軸線之間的夾角；隨后主動對接車進(jìn)一步調(diào)整對接主動端的姿態(tài)消除該夾角，使對接主動端軸線與對接被動端軸線重合；最后主動對接車控制對接主動端與對接被動端同軸對接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種對接系統(tǒng)，具體涉及一種用于可重構(gòu)無人車的自主對接控制方法及控制系統(tǒng)，屬于無人車技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

無人車可自主執(zhí)行物流、運輸、配送、巡邏、公交、零售、清掃、接駁、救援等功能型任務(wù)，是未來智能交通與智慧城市建設(shè)的核心要素。可以預(yù)見，在未來交通出行與人類生活中，大部分任務(wù)將由無人車替代人類完成，車輛將由傳統(tǒng)的載運工具演變成為執(zhí)行功能型任務(wù)的智慧載體，并對人類社會發(fā)展產(chǎn)生重大影響。與傳統(tǒng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車相比，無人車以執(zhí)行功能型任務(wù)為目的，不具有人類駕駛機(jī)構(gòu)，顛覆傳統(tǒng)汽車以人為中心的基本設(shè)計理念，構(gòu)型創(chuàng)新且靈活多變。因此，無人車的基礎(chǔ)理論及關(guān)鍵技術(shù)必須實現(xiàn)原始突破，是智能汽車時代所帶來的全新挑戰(zhàn)，是國際國內(nèi)的研究熱點。

隨著未來智能交通與智慧城市內(nèi)涵的不斷拓展，無人車的發(fā)展面臨著執(zhí)行任務(wù)繁雜多變、行駛環(huán)境立體多維、功能需求不斷拓展、載體構(gòu)型單一局限等重大挑戰(zhàn)。顯然，傳統(tǒng)固定構(gòu)型的無人車已難以應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，無法滿足未來智能交通與智慧城市中對新型智能載運工具的需要。可重構(gòu)無人車技術(shù)徹底突破傳統(tǒng)固定構(gòu)型無人車形態(tài)約束，可以自主實現(xiàn)功能重構(gòu)、拓?fù)渲貥?gòu)等復(fù)雜功能，實現(xiàn)多無人車單元間的自主組合、對接、解體，全面拓展無人車的功能任務(wù)執(zhí)行邊界，有望成為未來顛覆性創(chuàng)新技術(shù)。而如何實現(xiàn)可重構(gòu)無人車最小重構(gòu)單元之間的對接和解體則是可重構(gòu)無人車首先需要解決的關(guān)鍵技術(shù)；而對接過程中，對接端的位置和姿態(tài)控制直接影響對接效率。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種可重構(gòu)無人車自主對接控制方法，用于實現(xiàn)無人車單元（即無人車最小重構(gòu)單元）之間的自主動態(tài)對接，從而快速實現(xiàn)無人車的拓?fù)渲貥?gòu)，拓寬無人車任務(wù)執(zhí)行邊界，滿足未來智能交通和智慧城市中的復(fù)雜環(huán)境和任務(wù)需求。

可重構(gòu)無人車自主對接控制方法：兩輛無人車單元對接過程中，其中一輛無人車單元作為主動對接車提供對接主動端，另一輛無人車單元作為被動對接車提供對接被動端；通過所述對接主動端和所述對接被動端的同軸對接實現(xiàn)兩輛無人車單元的對接；

當(dāng)兩輛無人車單元收到對接命令后，所述主動對接車依據(jù)其對接主動端上的視覺傳感器獲取到的被動對接車對接被動端上的圖像識別定位板的位置信息，初步調(diào)整對接主動端的位置，使所述對接主動端和所述對接被動端的相對位置達(dá)到設(shè)定的對接位置要求；

然后所述主動對接車依據(jù)其對接主動端分布的兩個以上激光測距傳感器檢測到的與對接被動端上激光傳感器檢測板之間的距離信息，獲得對接主動端軸線與對接被動端軸線之間的夾角；隨后所述主動對接車進(jìn)一步調(diào)整所述對接主動端的姿態(tài)消除該夾角，使對接主動端軸線與對接被動端軸線重合；

最后所述主動對接車控制對接主動端與所述被動對接車上的對接被動端同軸對接，由此完成兩輛無人車單元的對接。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，兩輛無人車單元對接過程中，所述對接主動端通過兩個以上力傳感器實時監(jiān)測對接面的應(yīng)力。

此外，本發(fā)明提供一種可重構(gòu)無人車自主對接控制系統(tǒng)，包括：主動捕捉模塊、鎖定模塊、傳感模塊及控制模塊；所述可重構(gòu)無人車包括一輛以上無人車單元；每輛所述無人車單元上均設(shè)置有自主對接系統(tǒng)；當(dāng)需要將兩輛無人車單元對接時，其中一輛無人車單元上的主動捕捉模塊與另一輛無人車單元上的鎖定模塊對接；