[发明专利]一种基于架空接触网无人矿卡驾驶定位方法

说明书

本发明公开了一种基于架空接触网无人矿卡驾驶定位方法，其中激光雷达安装在车辆上，在车辆行驶过程中，激光雷达识别输电线支柱的位置，在车辆顶部还加装有向上探测的激光雷达，使得车辆感知模块在获得车辆周围点云数据的同时获得车辆上方的输电线点云数据，根据点云数据计算得到输电线支柱和输电线在车身坐标系中的坐标信息。本发明由于输电线支柱是固定的，因此输电线支柱的坐标信息是可以精确获得，不考虑输电线左右摆动的情况，在二维坐标系中，输电线在两个支柱之间是一条直线，根据输电线与支柱距离静态数据，可获得输电线坐标信息，根据两套坐标系中多个公共点信息，计算两套坐标系转换关系，定位车辆坐标。

技术领域：

本发明涉及一种基于架空接触网无人矿卡驾驶定位方法，其属于无人矿卡智能驾驶领域。

背景技术：

无人矿卡在矿区运行过程中，通过受电弓与高压输电线接触取流，从而获得车辆牵引所需电力的场景。该场景对无人驾驶定位存在以下困难：1)由于受电弓与高压线接触会产生强电磁场，对传统的GPS定位导航精度造成一定影响，导致在行驶定位过程中无法使用GPS信息。2)车辆作业的主要线路在矿区，没有明显特征物可供参考，SLAM效果不是很明显。针对该种场景，传统的解决方案是在路径上铺设磁钉，通过磁钉标记车辆位置，该种方案缺点是铺设费用较高。

因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种基于架空接触网无人矿卡驾驶定位方法，其基于激光雷达获取输电线支柱与输电线的坐标信息，以输电线支柱与输电线作为参照物，计算车辆的坐标信息。

本发明所采用的技术方案有：一种基于架空接触网无人矿卡驾驶定位方法，步骤如下：

步骤一：假设P1是输电线支柱，P是输电线上的任意一点，在车身坐标系下P和P1的坐标值由激光雷达数据计算获得；

步骤二：假设车身坐标系下P的坐标值(x，y)，P1的坐标值(x1，y1)，此时：

车身坐标系PP1＝√(x₁-x)²+(y₁-y)²；

步骤三：在大地坐标系下，P1是已知的，假设P1的坐标是(px1，py1)，计算P的大地坐标(px，py)，满足如下关系：

大地坐标系

步骤四：根据已知两个坐标系下两个点计算旋转参数、平移参数，方法如下：

假设两套坐标系下已知两个公共点坐标(X1，Y1)，(X2，Y2)，(x1，y1)，(x2，y2)：

A＝arctg(ΔY/ΔX)

α＝arctg(Δy/Δx)

S＝√ΔX²+ΔY²

s＝√Δx²+Δy²

则有平移参数：

尺度因子：

旋转参数：θ＝A-α

通过已知两套坐标系的两个公共点计算出车辆在大地坐标系中的坐标点(xi,yi)，车辆的航向角θ。