[發明專利]基于信任域的井下礦用鉸接車軌跡規劃方法

有效

• 申請號: 202111254252.3
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113885518B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 李柏;張坦探;歐陽亞坤;方勇;鐘翔
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 重慶一葉知秋專利代理事務所(普通合伙) 50277
• 代理人: 劉洪雨

本發明公開了一種基于信任域的井下礦用鉸接車軌跡規劃方法，包括：生成一條粗略的行車軌跡：在明確了行駛的起點和終點前提下，形成一條銜接始末位置的避障軌跡；基于信任域技術求解精細的最優的運動軌跡：構建一個最優控制問題描述軌跡規劃任務，隨后對其進行數值求解，數值求解的過程中引入信任域技術輔助加速計算。本發明為井下采礦場景中多體鉸接車的軌跡規劃方法提供了明確的現實意義，在保障求解結果最優的前提下提升了計算效率。

技術領域

本發明涉及井下礦用鉸接車技術領域，尤其涉及一種基于信任域的井下礦用鉸接車軌跡規劃方法。

背景技術

井下環境往往是極其狹窄的隧道，因此對車輛的運動規劃方法提出了非常高的要求。礦用鉸接車屬于多體車輛，而普通轎車屬于剛體。鉸接車的復雜性體現在，它的動力全部來源于車頭的拖車部分，而后面懸掛的諸多掛車都是被動受力運動，因此鉸接車屬于典型的欠驅動系統，一般難以規劃開環軌跡或執行閉環控制。

現有的適合多體鉸接車的軌跡規劃方法包括采樣搜索方法以及數值最優控制方法，前者的搜索空間較大，受限于空間分辨率，因此求解成功率以及所得到的結果的最優性都存在理論上的隱患；后者能夠準確描述運動規劃任務，且保證得到高精度最優解，但是求解緩慢。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，針對現有的適合多體鉸接車的軌跡規劃方法，求解成功率以及所得到的結果的最優性都存在理論上的隱患，以及求解緩慢的問題，提出了一種基于信任域的井下礦用鉸接車軌跡規劃方法。

本基于信任域的井下礦用鉸接車軌跡規劃方法包括：

步驟一、生成一條粗略的行車軌跡：在明確了行駛的起點和終點前提下，形成一條銜接始末位置的避障軌跡；

步驟二、基于信任域技術求解精細的最優的運動軌跡：構建一個最優控制問題描述軌跡規劃任務，隨后對其進行數值求解，數值求解的過程中引入信任域技術輔助加速計算。

其中，步驟一中，行車軌跡的具體規劃方法為：采用A*算法規劃車頭的路徑PATH；利用龐特里亞金極值原理沿著既定路徑PATH規劃速度，從而形成時間最優的車頭軌跡；利用鉸接車運動學關聯關系確定剩余掛車的行駛軌跡。

其中，步驟二中，構建一個最優控制問題描述軌跡規劃任務具體為：