[发明专利]一种无人驾驶道路机械机群动态避让方法

说明书

本发明公开了一种无人驾驶道路机械机群动态避让方法，获取施工区域内各个机体的周围环境数据，将运动障碍物进行栅格划分，并通过动态栅格匹配得到障碍物块的运动状态信息，判断各个机体与运动障碍物之间的碰撞关系，以及各个机体与区域边缘的碰撞关系；根据上述碰撞关系，规划每个机体的运动路径，机体的运动路径包括运动方向、速度；根据规划的机体的运动路径，控制对应的机体进行运动。

技术领域

本发明涉及一种无人驾驶道路机械机群动态避让方法，属于工程机械技术领域。

背景技术

无人驾驶压路机在隧道复杂环境下的运动障碍物检测、预测和避障一直是无人驾驶压路机研究的重点和难点，也是工程机械集群作业研究的重点。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种无人驾驶道路机械机群动态避让方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种机群动态避让方法，包括：

1)获取施工区域内各个机体的周围环境数据；

2)基于各个机体的周围环境数据，对施工区域中的障碍物特征进行提取，将一个个障碍物栅格聚类成障碍物块，通过形成的障碍物块判断障碍物所在的位置；

3)施工区域障碍物块聚类完成后，对障碍物块进行跟踪，创建一个运动障碍物列表来存储聚类得到的障碍物块信息，并实时更新障碍物块的跟踪结果；

4)关联当前时刻聚类得到的障碍物块信息和运动障碍物列表中存储的障碍物块信息；并通过动态栅格匹配得到障碍物块的运动状态信息；

5)对各个机体的周围环境数据及障碍物块信息进行融合，得到各个机体在区域内的相对位置，以及与周围运动障碍物的相对位置；

6)判断、筛选各个机体与运动障碍物之间的碰撞关系，以及各个机体与区域边缘的碰撞关系；

7)根据上述碰撞关系，规划每个机体的运动路径，所述机体的运动路径包括运动方向、速度；

8)根据规划的机体的运动路径，控制对应的机体进行运动。

进一步的，所述的机群动态避让方法，其特征在于：采用一种区域生长聚类算法对栅格图中的障碍物占用栅格进行聚类，创建一个open列表来存储所有被障碍物占用的栅格，从open列表中随机选取一个栅格放入closed列表中进行考察，再对它的相邻栅格进行考察，依此类推，直到和列表都为空为止，聚类区域内的障碍物占用栅格就被聚类成一个个障碍物块。

进一步的，所述的机群动态避让方法，其特征在于：对施工区域的障碍物占用栅格进行聚类的结果，用一个能覆盖障碍物块的最小矩形参数作为该障碍物块的特征，它的参数包括：长边长，短边长，中心点位置O(x，y)和障碍物块对这个矩形的占用率k。

进一步的，所述的机群动态避让方法，其特征在于：存储于所述运动障碍物列表中的每一个障碍物块，包含以下信息：编号、最新一次聚类得到的时间、占据位置、速度大小和方向、加速度大小和方向、速度协方差、加速度协方差以及存在置信度和运动置信度。

进一步的，所述的机群动态避让方法，其特征在于：关联当前时刻聚类得到的障碍物块信息和运动障碍物列表中存储的障碍物块信息，通过最大关联值法对其进行关联。

进一步的，所述的机群动态避让方法，其特征在于：通过施工区域的运动障碍物信息，根据障碍物的外观轮廓绘制出一个模型，然后再以基本单元格的形式绘制出障碍物格栅图，形成区域块边长a、b、中心位置O(x、y)和速度v的大小和方向的栅格图。

进一步的，所述的机群动态避让方法，其特征在于：釆用置信距离理论对各个机体的周围环境数据及障碍物块信息进行融合。