[发明专利]可抗通信延迟的多无人压路车协同控制仿真系统及方法

说明书

本发明公开了一种可抗通信延迟的多无人压路车协同控制仿真系统及方法，协同控制仿真系统采用仿真模块、自动控制模块和运动规划模块，仿真模块用于将压路车状态数据输出至自动控制模块和运动规划模块；运动规划模块用于接收仿真模块输出的当前压路车状态信息，并且根据沥青路面施工要求，在满足施工工艺要求的前提下计算出压路车未来的轨迹戳信息并将其发送给自动控制模块；自动控制模块用于根据运动规划模块计算出的轨迹戳信息和仿真模块输出的当前压路车状态信息，计算出当前的控制指令并且将控制指令输出给仿真模块。本发明成本低、效率高；可抗通信延迟、可移植性好。

技术领域

本发明涉及沥青路面无人化、智能化施工技术领域，尤其公开了一种可抗通信延迟的多无人压路车协同控制仿真系统及方法。

背景技术

随着自动驾驶技术不断发展，因为人力成本、施工效率等因素，沥青路面压实施工正朝着无人化、智能化方式前进。但与此同时，无人化、智能化施工中网络通信的延迟、任务的复杂性、工作环境的恶劣性，直接或间接增加了沥青路面无人化、智能化施工出现安全事故的概率。沥青路面施工一旦出现事故，轻则造成施工失败，重则造成压路机出现损坏，造成一定的财产损失，甚至造成人身安全。基于上述的问题，验证沥青路面无人化、智能化施工的安全性，提高施工的抗通信延迟性是相关领域科研工作者和工程技术人员关注的焦点。

一种验证沥青路面施工效果的方法是直接采用目前无人驾驶领域的仿真系统，但是将这些仿真系统直接应用到沥青路面压实以验证沥青路面施工效果存在着很大的困难，一是场景复杂性：压路车在使用时需要考虑到多种环境因素，如路况、施工现场、天气等，这些因素可能会使得仿真模拟变得非常复杂，二是安全性：无人压路车需要保证行驶安全，避免与其他压路车或行人发生碰撞。因此，需要在仿真环境中进行充分的安全性测试和验证，以确保压路车在真实环境中可以安全行驶。

因此，现有技术中并没有验证沥青路面施工效果的有效方法，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种可抗通信延迟的多无人压路车协同控制仿真系统及方法，旨在解决现有技术中并没有验证沥青路面施工效果的有效方法的技术问题。

本发明的一方面涉及一种可抗通信延迟的多无人压路车协同控制仿真系统，包括仿真模块、自动控制模块和运动规划模块，其中，

仿真模块分别与自动控制模块和运动规划模块相连接，用于将压路车状态数据输出至自动控制模块和运动规划模块；

运动规划模块与仿真模块相连接，用于接收仿真模块输出的当前压路车状态信息，并且根据沥青路面施工要求，在满足施工工艺要求的前提下计算出压路车未来的轨迹戳信息并将其发送给自动控制模块；

自动控制模块与仿真模块和运动规划模块相连接，用于根据运动规划模块计算出的轨迹戳信息和仿真模块输出的当前压路车状态信息，计算出当前的控制指令并且将控制指令输出给仿真模块。

进一步地，仿真模块包括：

压路车运动学仿真单元，用于接收自动控制模块输出的控制指令，执行后生成新的压路车状态；

三维场景演示单元，与压路车运动学仿真单元相连接，用于对压路车运动学仿真单元生成的新的压路车状态进行三维仿真演示。

进一步地，压路车状态信息包括但不限于压路车GPS位置信息、压路车姿态信息和压路车速度信息。

本发明的另一方面涉及一种可抗通信延迟的多无人压路车协同控制仿真方法，应用于上述的可抗通信延迟的多无人压路车协同控制仿真系统中，可抗通信延迟的多无人压路车协同控制仿真方法包括以下步骤：

仿真场景搭建：选择仿真软件搭建仿真场景，采用摊铺机铺路，压路机紧跟摊铺机进行压路；