[发明专利]路径规划方法和装置、工程车辆

说明书

本公开提供一种路径规划方法和装置、工程车辆。路径规划装置获取车辆的起点信息和终点信息；分别根据起点信息和终点信息，确定车辆的起点和终点所在区域，其中起点所在区域和终点所在区域为在结构化道路上或在作业面内；利用与车辆的起点所在区域和终点所在区域相匹配的路径规划算法，以获得从起点到终点的路径。本公开能够在保证路径最短的同时，还能够保证轨迹足够平滑，减少轮胎磨损。

技术领域

本公开涉及控制领域，特别涉及一种路径规划方法和装置、工程车辆。

背景技术

在现有的矿山施工方法中，运输车辆通常是有人驾驶，存在危险系数高、劳动强度大、人力成本高等缺点。而无人化矿山可以在提高生产效率的同时，从根本上避免人员伤亡。此外，在矿山运行过程中，矿卡的行驶轨迹与车辆的轮胎损耗程度和燃油消耗量密切相关，较好的行驶轨迹能够降低矿山的运营成本。而在有人驾驶的情况下，矿卡的行驶轨迹取决于司机的个人习惯，熟练程度，难以统一控制。

发明内容

本公开提供一种路径规划方案，以便在无人矿山中，能够根据高精度地图统一规划可行驶路径，在保证路径最短的同时，还能够保证轨迹足够平滑，满足车辆的动力学约束，减少轮胎磨损。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种路径规划方法，包括：获取车辆的起点信息和终点信息；分别根据起点信息和终点信息，确定车辆的起点和终点所在区域，其中起点所在区域和终点所在区域为在结构化道路上或在作业面内；利用与车辆的起点所在区域和终点所在区域相匹配的路径规划算法，以获得从起点到终点的路径。

在一些实施例中，利用与车辆的起点所在区域和终点所在区域相匹配的路径规划算法，以获得从起点到终点的路径包括：在起点和终点都在结构化道路上的情况下，执行第一路径规划算法以获得从起点到终点的路径，其中所使用的代价函数与有向图中各段路径的路况信息相关联。

在一些实施例中，有向图中各段路径的路况信息包括路径的长度、平均坡度和平均粗糙程度。

在一些实施例中，在起点和终点在同一个作业面内的情况下，执行第二路径规划算法以获得从起点到终点的路径，其中所使用的代价函数与作业面内的障碍物信息和路况信息相关。

在一些实施例中，作业面内的障碍物信息包括车辆到达指定点时是否发生倒车、车辆到达指定点时的车辆转向角的变化量和车辆在指定点相距最近障碍物的距离；作业面内的路况信息包括车辆到达指定点时行走的路径长度、所经过全部栅格的平均坡度和平均粗糙度。

在一些实施例中，在起点在结构化道路上、终点在一个作业面内的情况下，确定结构化道路与作业面的交点；执行第一路径规划算法以获得从起点到交点的路径；执行第二路径规划算法以获得从交点到终点的路径；合并所得到的路径以得到最终路径。

在一些实施例中，在起点在一个作业面内、终点在结构化道路上的情况下，确定作业面与结构化道路的交点；执行第二路径规划算法以获得从起点到交点的路径；执行第一路径规划算法以获得从交点到终点的路径；合并所得到的路径以得到最终路径。

在一些实施例中，在起点在第一作业面内、终点在第二作业面内的情况下，确定第一作业面与结构化道路的第一交点，以及第二作业面与结构化道路的第二交点；执行第二路径规划算法以获得从起点到第一交点的路径；执行第一路径规划算法以获得从第一交点到第二交点的路径；执行第二路径规划算法以获得从第二交点到终点的路径；合并所得到的路径以得到最终路径。

在一些实施例中，为了获取从起点到终点的路径，执行第二路径规划算法包括：计算起点和终点之间的直线距离；判断直线距离是否大于距离门限；若直线距离大于距离门限，根据第一规划参数执行第二路径规划算法在起点和终点之间进行路径规划；将所规划的路径进行分段处理，并根据第二规划参数执行第二路径规划算法，对每一段进行路径规划以得到每一段的路径，其中第二规划参数的颗粒度大于第一规划参数的颗粒度；将每一段的路径进行拼接合并，以得到从起点和终点的路径。