[發明專利]地面無人車輛編隊控制裝置及方法

在審

• 申請號: 202111362846.6
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN113848957A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 任國全;蔡云飛;李曉磊;吳定海;宋勇磊;王懷光;范紅波;唐香珺;周景濤;張云強
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學;南京理工大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 秦瑩

本發明公開了一種地面無人車輛編隊控制裝置及方法，該裝置包括：數據傳輸單元，用于獲取環境感知單元生成的環境場景采集數據，并發送到數據處理控制單元；環境感知單元，用于探測所述輪式機器人平臺周圍的障礙物，基于探測到的障礙物生成環境場景采集數據；數據處理控制單元，用于對所述環境場景采集數據進行處理，并基于距離彈性算法，根據所述環境場景采集數據，采用帶有目標點的路線擬合方法來對輪式機器人平臺的路線進行編隊控制；移動搭載平臺，用于搭載所述地面無人車輛編隊控制裝置的其他單元；慣性導航單元，用于進行輪式機器人平臺的自主導航和定位，獲取輪式機器人平臺的當前距離信息。

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，尤其是涉及一種地面無人車輛編隊控制裝置及方法。

背景技術

目前，隨著電子信息以及人工智能領域的不斷發展，無人車技術也是慢慢進入到了人們的視野之中，無人車編隊更是對該技術做出了更加細致的運用，對于將來在無人控制領域有著重要的意義。但是，當前無人車編隊常常會出現隊形走不穩，或者是車與車之間的間距無法得到很好的把握，車與車之間的控制不能達到分米級，與人工控制編隊有較大的差距。當前，在無人車編隊中，車與車之間的感應一般都是依靠激光雷達，當無人車編隊中的控制要求是米級時，激光雷達能夠輕松面對，但是面對更加精準的要求時，激光雷達難以勝任，這是因為由于激光雷達非常容易收到環境的干擾，例如對道路上反射介質的敏感，在雨天時精度大幅損失，而在正常情況下，也會有點云數據的不穩定性。

而對于依賴與慣導來做定位的無人車編隊中，發明人在實現本發明的過程中，發現由于慣導設備的技術的成熟，設備對于環境的敏感度比較低。但是，由于慣導在對無人車進行定位時會有一定的誤差(對于一個車而言難以看出來)，對于編隊而言已經影響到了編隊的隊形控制，所以，對于數據的處理就得尤為重要?，F在通常使用的編隊控制一般都沒有很好的強調數據的可靠性以及數據的同步的問題。默認數據的穩定性和同步性，而實際上不可能做到的事實就可能導致控制難度的增加，讓理論上可以實現的算法在實際中往往難以實現，單一傳感器是難以保證可靠的數據的，而之前做數據融合來控制無人車的示例又少之又少。而在編隊中的間距控制方面，以前的領航-跟隨法以及圖論法等都不能保證車間間距的距離誤差到達dm。

發明內容

本發明的目的在于提供一種地面無人車輛編隊控制裝置及方法，旨在解決現有技術中的上述問題。

本發明提供一種地面無人車輛編隊控制裝置，設置于輪式機器人平臺，包括：

數據傳輸單元，安裝在移動搭載平臺的車體中間的位置，用于獲取環境感知單元生成的環境場景采集數據，并發送到數據處理控制單元；

環境感知單元，安裝在輪式機器人平臺的頂部，用于探測所述輪式機器人平臺周圍的障礙物，基于探測到的障礙物生成環境場景采集數據；

數據處理控制單元，安裝在移動搭載平臺的車體中間的位置，用于對所述環境場景采集數據進行處理，并基于距離彈性算法，根據所述環境場景采集數據，采用帶有目標點的路線擬合方法來對輪式機器人平臺的路線進行編隊控制；

移動搭載平臺，設置于所述輪式機器人平臺上，用于搭載所述地面無人車輛編隊控制裝置的其他單元；

慣性導航單元，安裝在移動搭載平臺的車體中間的位置，用于進行輪式機器人平臺的自主導航和定位，獲取輪式機器人平臺的當前距離信息。

本發明提供一種地面無人車輛編隊控制方法，用于上述裝置，包括：

通過數據傳輸單元獲取環境感知單元生成的環境場景采集數據，并發送到數據處理控制單元；

通過環境感知單元探測所述輪式機器人平臺周圍的障礙物，基于探測到的障礙物生成環境場景采集數據；

通過數據處理控制單元對所述環境場景采集數據進行處理，并基于距離彈性算法，根據所述環境場景采集數據，采用帶有目標點的路線擬合方法來對輪式機器人平臺的路線進行編隊控制；