[發明專利]一種狹長區域的無人駕駛礦用車輛的泊車方法

在審

• 申請號: 202210736123.6
• 申請日: 2022-06-15
• 公開（公告）號: CN115071686A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 武奇;李佳良;張飛
• 申請（專利權）人: 北京踏歌智行科技有限公司
• 主分類號: B60W30/06
• 分類號: B60W30/06;B60W60/00
• 代理公司: 北京天匯航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11987
• 代理人: 黃川

本發明公開了一種狹長區域的無人駕駛礦用車輛的泊車方法，包括以下步驟：獲取預設數據，包括全局路徑、全局路徑邊界、裝載區域邊界、裝載位的數據；計算獲取泊車路徑規劃起點、中間點、終點以及車輛參數；根據對獲取的預設數據進行預處理判斷裝載區域是否為狹長區域；若判斷為狹長區域，則通過Reeds Shepp曲線、hybrid A*、Dubins曲線得到初始泊車路徑；以直線連接泊車路徑規劃終點與裝載位，并計算泊車路徑規劃終點到裝載位之間的離散路徑點；對初始泊車路徑進行平滑處理，優化路徑的曲率及曲率變化率，獲取優化的泊車路徑；將慣性坐標系下的泊車路徑轉換到BLH坐標系。該泊車方法的靈活性與適應性更高，計算復雜度更低，軌跡跟隨效果更好，泊入?？课痪雀?。

技術領域

本發明屬于無人駕駛技術領域，更具體的說，本發明涉及露天礦無人作業場景中狹長區域的無人駕駛礦用車輛的泊車方法。

背景技術

隨著傳感器技術的快速發展，無人駕駛技術逐步成熟，并已經率先在礦區等封閉場景內落實應用，對傳統礦山生產運營模式做出時代性改變。通常，礦區生產作業主要包括穿孔、爆破、采裝、運輸和排土等流程，其中采裝流程是在礦車按照規劃路徑行駛至裝載位的基礎上，由鏟車挖掘礦料，并控制移動機械臂將其裝載至礦車箱槽，其中保證礦車準確行駛至裝載位的泊車方法是整個采裝過程的關鍵部分。

但礦區的裝載區域的邊界會隨著采掘面的變化而不斷移動，并且鏟車位置、裝載位的位置并不固定，使得自動駕駛礦用車輛不能按照固定路徑行駛至裝載位置，需在裝載區域內進行動態路徑規劃，產生合理路徑，使礦用車輛沿規劃路徑行駛至裝載位。

目前針對無人駕駛礦用車輛的泊車方法往往只能實現簡單場景裝載區域的礦用車輛自主泊車，對于復雜場景裝載區域難以得到可行的泊車路徑。

專利申請號為CN201910797242.0的專利中公開了一種針對無人駕駛礦用車輛的泊車方法，通過計算無人駕駛礦用車輛期望泊入的裝載位朝向的延長線與全局路徑的交點，作為泊車路徑的起點，并結合固定的運動過程(包括固定的前輪轉角與固定的縱向速度)，分兩步獲取泊車路徑，其路徑規劃的靈活性與適應性較低，且未考慮車輛動力學要求，車輛跟蹤誤差較大，僅可滿足場景簡單、邊界寬松的裝載區域的無人駕駛礦用車輛的泊車需求。

專利申請號CN202110581107.X的專利中公開了一種針對無人駕駛礦用車輛的泊車方法，通過計算無人駕駛礦用車輛期望泊入的裝載位朝向的延長線段的端點，并對端點進行擴展，獲取在端點附近的一組點集，作為泊車路徑擋位切換點的備選集合，通過對全局路徑與備選集合的遍歷組合，通過求解三角形內切圓，分兩步(前向路徑、后向路徑)獲取整段泊車路徑，其路徑規劃的適應性較低，且未考慮車輛動力學要求，無法滿足復雜路況的路徑規劃要求。

專利申請號CN201911421601.9的專利中公開了一種路徑規劃方法，該方法通過對傳統hybrid A*算法中增加的轉向切換懲罰項、轉向懲罰項的改進，結合Reeds Shepp曲線啟發算法，具備很強的求解能力，并在求解后對路徑進行了優化。雖然相對單純混合A*算法提升了計算效率，但其絕對計算效率仍較低，尤其在面積較大的場景、邊界分布復雜的場景，需要較長的計算時間與較大的計算資源。另外，針對狹長裝載區域等特殊場景可能無法規劃出可行的泊車路徑(受計算時間與運算資源限制)。

綜上，現有技術中至少存在如下問題：(1)通過預設固定的運動過程與預設的泊車路徑檔位切換點，計算效率高，但泊車路徑與泊車方法的靈活性與適應性較低；(2)通過結合hybrid A*與Reeds Shepp曲線，靈活性與適應性提高，但整體計算效率較低；(3)現有技術均不能滿足狹長區域、形狀特殊的裝載區域的無人駕駛礦用車輛的泊車需求。

發明內容

有鑒于此，為解決現有技術不能完成狹長窄小裝載區域的礦用車輛自主泊車問題，本發明提供一種泊車方法，應用于無人駕駛礦用車輛，目的在于：(1)提高泊車路徑與泊車方法的靈活性與適應性；(2)保證靈活性與適應性的基礎上，提高計算效率；(3)滿足場景復雜、邊界嚴格的狹長窄小裝載區域的無人駕駛礦用車輛的泊車需求。