[发明专利]一种基于栅格化的无人驾驶压路机作业路径规划方法及系统

说明书

本发明公开一种基于栅格化的无人驾驶压路机作业路径规划方法及系统，方法包括如下步骤：对施工层路面平面进行栅格化处理；设计压路机循环路线；实时获取压路机在施工层路面平面中的位置信息，构建压路机运动模型，控制压路机按照循环路线模式施工作业；获取各个栅格的碾压信息，判断栅格的碾压情况，当栅格满足碾压工艺要求时，压路机不再对该栅格进行碾压。无人驾驶压路机作业路径规划系统用于执行上述路径规划方法。本发明通过栅格化实时获取栅格的压实信息，能够有效监控施工区域的压实质量；对无人驾驶压路机在压实质量的维度进行路线的规划引导，避免了欠压、超压等问题，能够保证路面压实质量，进一步提高复压的压实水平。

技术领域

本发明涉及压路机无人驾驶领域，尤其涉及一种基于栅格化的无人驾驶压路机作业路径规划方法及系统。

背景技术

沥青路面压实主要目的是将摊铺后的沥青混合料通过压路机组合压实进而达到紧密、密实的状态，对成型后的路面服役质量有很大影响。近些年，在碾压过程中采用无人驾驶技术并成功应用的案例逐渐增多，该技术的优点是避免人工作业存在无法连续作业、夜间作业困难、操作人员人身安全的等问题，在保证碾压质量的同时可以有效提高碾压效率。

公开号为CN11947664 A、CN113406954 A的发明专利分别提出了相应的无人驾驶压路机路径规划方法，两者均采用确定作业区边界、确定碾压道、压路机进行施工的技术思路。但在沥青路面的现场施工过程中，碾压压路机是紧跟摊铺作业进行的，具体分为初压、复压和终压三个碾压步骤，目前，现有技术的规划方案未具体分类考虑不同碾压步骤的碾压路径，根据各个步骤的作业目的以及规范要求说明。三个步骤中，根据施工条件可省略初压步骤，终压步骤的意义在于整平碾压轮迹，因此，在路面碾压施工过程中对压实效果具有实质意义的是复压步骤，其对于碾压质量的影响不容忽略。而现有技术中，无人驾驶压路机路线规划方案的研究重点集中在避障、碾压有效长度等因素，未能将碾压过程中的压实质量考虑在内。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于栅格化的无人驾驶压路机的路径规划方法，同时还提供一种基于栅格化的无人驾驶压路机作业路径规划系统，能够提高复压步骤的碾压效率和压实质量。

技术方案：一种基于栅格化的无人驾驶压路机作业路径规划方法，包括如下步骤：

(1)对施工层路面平面进行栅格化处理；

(2)设计压路机循环路线：

(2.1)以压路机工作宽度为循环路线的路径宽度，以摊铺机已经摊铺里程内未完成压实长度为循环路线的路径长度；

(2.2)根据施工层路面宽度、压路机作业宽度以及压路机数量设置循环路线模式，所述循环路线模式包括直线往复模式、环形闭环模式、“8”字型闭环模式、蛇形闭环模式中的一种或多种；

(3)实时获取压路机在施工层路面平面中的位置信息，构建压路机运动模型，根据碾压的工艺要求，控制压路机按照循环路线模式进行施工作业；

(4)实时获取各个栅格的碾压信息，判断各个栅格的碾压情况，当栅格满足碾压工艺要求时，完成该栅格的碾压工作，压路机实时调整碾压路径，不再对该栅格进行碾压。其中，所述碾压信息是指碾压遍数。

具体的，所述直线往复模式为压路机沿摊铺方向往复碾压。

所述环形闭环模式为压路机沿摊铺方向的第一碾压带正向碾压，在行驶至距离摊铺机预设距离处转弯掉头，沿与第一碾压带重叠1/3～1/2的第二碾压带反向碾压，行驶至出发点，形成环形闭环路线。