[发明专利]一种潮汐车道隔离护栏用运载机器人的控制方法

说明书

本发明公开了一种潮汐车道隔离护栏用运载机器人的控制方法，包括：获取隔离护栏上定位标签在UWB坐标系内的初始位姿信息和目标位姿信息；确定运载机器人的平移基准轨迹；确定运载机器人在平移基准轨迹两侧的偏差允许区间；驱动运载机器人从平移基准轨迹的起始点向终止点移动，并在移动过程中获取运载机器人的当前位姿信息；判断当前位姿信息是否位于偏差允许区间内；若是，则控制运载机器人继续处于移动状态；若否，则控制运载机器人先沿与隔离护栏偏移方向相反的方向原地旋转，再移动进入偏差允许区间内。本发明利用UWB技术对运载机器人进行精确定位，同时通过偏差允许区间纠正移动轨迹，能够保证隔离护栏在潮汐式车道变更过程中的安全性和准确性。

技术领域

本发明属于潮汐车道智能控制技术领域，具体地，涉及一种潮汐车道隔离护栏用运载机器人的控制方法。

背景技术

近年来，随着社会经济的快速发展，城镇化的进程不断推进，居民的生活、出行方式发生了巨大的变化，但以交通拥堵为代表的诸多问题制约着城市发展。据统计，目前我国大中城市道路中多达20％～40％的道路车流呈“潮汐式”分布，即不同方向交通流量呈现明显差异，出现单向不对称交通拥堵。为了缓解潮汐交通现象造成的道路资源严重浪费问题，交管部门通常会采用可变车道技术，以提高道路利用率，同时也能带来较为显著的交通经济效益。

现阶段对于可变车道的控制主要有两种方式，第一种是通过车道信号灯、专用车道线以及固定指示牌，对可变车道路段进行分段诱导控制；第二种是通过移动护栏等设施在车道上形成动态物理隔离。

第一种控制方式是目前主要使用的技术，但控制策略比较单一，以定时段的切换方向为主。而黄克彪在《无线互联科技》中提出了一种基于动态流量数据结合相应的算法实现可变车道控制的解决方案虽然在一定程度上值得控制策略更加智能化，但这种仅靠灯光、信号控制车道变换，不施加物理隔绝的做法，使驾驶者不易辨别车道位置，缺乏安全性保障。

第二种控制方式已经在我国多地进行试点使用，如深圳交警在布吉路潮汐车道的管理中采用了拉链车的控制方式，但造价以及维护成本昂贵；如南京市、连云港市等地应用了移动式隔离护栏，通过手机App遥控，但仍需要交警部门在现场操作监管，不具备自主纠偏功能。对于其他物理隔离方式，如杨清华等人在《内蒙古科技与经济》中提出的基于物联网的可旋转式潮汐道路智能升降桩，其根据实时的车流量判断路况，控制升降桩和信号灯变换车道，但是该做法将升降桩埋在车道线下，需要破环路面，施工量大且维修不便。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种潮汐车道隔离护栏用运载机器人的控制方法，该控制方法利用UWB技术对运载机器人进行精确定位，同时监测其运行轨迹与姿态，从而有效保证隔离护栏安全、准确地到达目标车道线，完成潮汐式车道变更。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种潮汐车道隔离护栏用运载机器人的控制方法，包括以下步骤：获取隔离护栏上第一定位标签和第二定位标签在UWB坐标系内的初始位姿信息；第一定位标签和第二定位标签分别设置于隔离护栏的两端；获取第一定位标签和第二定位标签在UWB坐标系内的目标位姿信息；根据初始位姿信息和目标位姿信息，确定运载机器人的平移基准轨迹；运载机器人位于第一定位标签和第二定位标签之间，用于驱动隔离护栏；根据平移基准轨迹，确定运载机器人在平移基准轨迹两侧的偏差允许区间；驱动运载机器人从平移基准轨迹的起始点向平移基准轨迹的终止点移动，并在移动过程中根据预设的采样频率获取运载机器人的当前位姿信息；判断当前位姿信息是否位于偏差允许区间内；若是，则控制运载机器人继续处于移动状态；若否，则控制运载机器人先沿与隔离护栏偏移方向相反的方向原地旋转，再移动进入偏差允许区间内。

可选地，运载机器人位于第一定位标签和第二定位标签的中间位置，且运载机器人的底部设置有第一驱动轮和第二驱动轮，第一驱动轮靠近第一定位标签设置，第二驱动轮靠近第二定位标签设置；控制运载机器人继续处于移动状态，包括：判断当前位姿信息中的姿态角是否满足计算公式：