[發明專利]一種基于路側導引的露天礦區多車協同裝載路徑規劃方法

在審

• 申請號: 202211532421.X
• 申請日: 2022-12-01
• 公開（公告）號: CN115752478A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 蔡凡;張飛;王文飛;胡瑞;欒小飛
• 申請（專利權）人: 北京踏歌智行科技有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 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: 陳陳數

1.一種基于路側導引的露天礦區多車協同裝載路徑規劃方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1，根據每輛車的初始路徑劃分行駛階段，每個行駛階段均設置起點和終點；

步驟2，設置每個行駛階段的過渡點：

每個行駛階段的起點和終點相連獲得對應的階段連線；

過渡點生成方法為：基于階段連線生成過渡點，若階段連線上無障礙物，以該階段連線的中心點作為過渡點；若該階段連線上有障礙物，以該階段連線為界將障礙物劃分為左右區域，計算左側區域障礙物總面積S_左障與右側區域障礙物總面積S_右障，若S_左障≥S_右障，在該階段連線的垂直平分線的右側選取距離垂點N個車身長的點作為過渡點，若S_右障≥S_左障，在該階段連線的垂直平分線的左側選取距離垂點N個車身長的點作為過渡點；

步驟3，使用獲得的每個行駛階段的起點、過渡點和終點作為三棵隨機搜索樹的根節點，基于RRT隨機采樣法生成每輛車的過程路徑；

步驟4，為每條行駛階段對應的區域設置路側設備；各個路側設備提取所有經過其檢測區域的每輛車的過程路徑；

步驟5，各個路側設備將所提取出的過程路徑進行碰撞檢測并重新規劃過程路徑：

各個路側設備計算出所有提取出的經過其檢測區域的每輛車的過程路徑的各個位置的時間戳，并找出不同車在相同路側設備的檢測區域內時空重合的沖突點位；

根據處于沖突點位的每輛車所在的行駛階段設置行駛優先級；將高行駛優先級的車作為障礙物重新規劃低行駛優先級車的過程路徑；

選取該沖突點位上行駛優先級最低的車，基于高行駛優先級的車形成的障礙物，按照所述過渡點生成方法重新生成過渡點，并重新規劃該車的過程路徑；再進行碰撞檢測，直至無沖突點位獲得該車的行駛路徑；遍歷每輛車，獲得每輛車的行駛路徑；將各個車的行駛路徑作為最終路徑；

步驟6，使用最終路徑替代初始路徑。

2.根據權利要求1所述的路徑規劃方法，其特征在于，每輛車的初始路徑包括裝載區出入口、預?？课?、?？课缓脱b載位。

3.根據權利要求2所述的路徑規劃方法，其特征在于，將每輛車的初始路徑分為從裝載區出入口駛入至預?？课坏牡谝恍旭傠A段、預?？课坏酵？课坏牡诙旭傠A段、?？课坏窖b載位的第三行駛階段、裝載完成后從裝載位到?？课坏牡谒男旭傠A段和從?？课获偝鲅b載區出入口的第五行駛階段。

4.根據權利要求3所述的路徑規劃方法，其特征在于，還設置有等待區。

5.根據權利要求1-4任一項所述的路徑規劃方法，其特征在于，對基于RRT隨機采樣法生成的每輛車的過程路徑，采用剪枝的方式裁剪掉冗余節點。

6.根據權利要求1所述的路徑規劃方法，其特征在于，在所述步驟3生成了過程路徑后，對每條過程路徑添加運動學約束，設置車輛曲率約束，并采取二次規劃方法優化過程路徑；

進行所述步驟4時，路側設備根據各自的檢測區域提取出各輛車經過其檢測區域的優化過程路徑進行碰撞檢測。

7.根據權利要求1或4所述的路徑規劃方法，其特征在于，對于步驟5中沖突點位的每輛車的行駛優先級設置，具體方法如下：

判斷該沖突點位處各車的行駛階段；

若各車分別處于第一行駛階段或第五行駛階段，處于第五行駛階段的車的行駛優先級大于處于第一行駛階段的車的行駛優先級；

若各車同處于第一行駛階段，距離裝載區出入口越遠的車的行駛優先級越高；

若各車同處于第五行駛階段時，距離裝載區出入口越近的車的行駛優先級越高；

若各車分別處于第二行駛階段、第三行駛階段或第四行駛階段，各車的行駛優先級如下：

若各車處于預?？课粫r，若停靠位有車，則原地等待，直至?？课粺o車再開始駛入?？课唬?/p>

若裝載設備的一側有車駛入進行裝載作業，另一側的車在?？课坏却?/p>

8.根據權利要求7所述的路徑規劃方法，其特征在于，若車位于等待區，其行駛優先級最低。

9.根據權利要求1所述的路徑規劃方法，其特征在于，在步驟5中，獲得行駛路徑后，判斷是否有新車進入，若有新車進入，則依據該新車的目標裝載位分配過程路徑；將新車的過程路徑與其他礦卡的行駛路徑進行碰撞檢測；若存在沖突點位，則重新規劃所有車的當前路徑直至無沖突點位獲得最終路徑。