[发明专利]一种园区无人车路径规划与控制方法

摘要

一种园区无人车路径规划与控制方法，无人车首先通过卫星导航方式在工业园区、校园、旅游景点、港口码头等固定场所采集路径位置信息，由控制器建立规划主线路与建立路径跟踪算法，从而控制无人车沿之前规划路径运行，并实时通过TOF三维相机获取周边环境信息，用于检测行进过程中障碍物，以进行规避重新规划线路，有效提高无人车运行的稳定性。

主权项

1.一种园区无人车路径规划与控制方法，其特征在于，具体步骤如下：1)无人车上安装有用于采集周边环境信息的TOF三维传感器、控制器及用于采集路径位置信息的卫星导航接收机，且TOF三维传感器、卫星导航接收机分别与控制器连接；2)根据无人车的具体工作性质及工作需求，控制器将其规划线路划分为多个直线段L_N，并采集上述各直线段端点的精确位置信息S_n(X_n，Y_n)，X_n为经度值，Y_n为纬度值，直线段L_N用首尾端点表示(S_n，S_n+1)，无人车规划路径主线路则为直线段L_n的集合；3)建立无人车运动模型，通过卫星导航接收机获取前转向轮轴中心A₁(X_A1，Y_A1)、后轮轴中心A₃(X_A3，Y_A3)的坐标，且卫星导航接收机同时能够提供表示A₃指向A₁角度的无人车航向角度4)控制器控制无人车沿规划线路运行，实时获得无人车与规划线路距离偏差及角度偏差，d₁为无人车前轮轴中心A₁与线段L_n的垂直距离偏差，d₃为无人车后轮轴中心A₃与线段L_n的垂直距离偏差，β为无人车前轮轴中心A₁与线段L_n的角度偏差，θ为控制无人车前轮转向的角度，公式为：θ＝a*β+b*d₁+c*d₃  (1)公式(1)中，a、b、c为系数，通过实验获得，角度偏差β为无人车航向角与线段L_n对应角度γ的差值；5)控制无人车前轮转向角度θ与无人车当前速度有关，无人车当前速度越大，前轮转向角度θ越小，最终控制转向角度θ′公式为：θ′＝e*v²*θ+f  (2)其中e、f为系数，通过实验获得，v为无人车当前速度；6)无人车根据公式(1)～(2)控制无人车按规划轨迹运行，在正常运行时需时刻检测周边环境是否有障碍物；7)以无人车中心为坐标原点，建立无人车当前三维地图，TOF三维传感器扫描所得数据集合D_n为[X_n，Y_n，Z_n，δ_n]，其中δ_n为对应三维坐标(X_n，Y_n，Z_n)处灰度值；8)控制器根据TOF三维传感器所得数据判断前方有无障碍物，若有，则计算获得障碍物尺寸，舍弃当前线路，并重新插入新路径与后续线路连接，保证规划线路连续。