[发明专利]一种牵引式无人平台自主对接方法及系统

权利要求书

1.一种牵引式无人平台自主对接方法，其特征在于，包括：

S1：当牵引平台与载货平台的距离大于距离阀值时，基于SLAM获取载货平台的粗定位定向信息、环境感知信息以及牵引平台与载货平台之间的距离；所述SLAM由牵引平台上设置的激光雷达与惯性测量单元紧耦合生成；当牵引平台与载货平台的距离不大于距离阀值时，执行步骤S4；

S2：根据载货平台的粗定位定向信息和环境感知信息，采用A*算法进行路径规划；

S3：采用模型预测控制算法控制所述牵引平台按照规划好的路径靠近所述载货平台；

S4：当所述牵引平台按照规划好的路径靠近所述载货平台过程中，若牵引平台与载货平台之间的距离不大于距离阈值，通过所述激光雷达的测量参数计算当前时刻牵引平台的对接装置与载货平台的对接装置之间的第一精确距离以及牵引平台纵轴Y与载货平台纵轴y的第一夹角；牵引平台的前进方向为Y轴正方向，水平向右为X轴正方向，牵引平台对接面上的对接点O为坐标系原点；载货平台的前进方向为y轴正方向，水平向右为x轴正方向，载货平台对接面上的对接点o为坐标系原点；

S5：根据所述第一精确距离以及所述第一夹角，采用A*算法进行路径规划，并采用模型预测控制算法控制所述牵引平台按照规划好的路径靠近所述载货平台；

S6：当所述第一精确距离以及所述第一夹角满足第一预设条件时，若牵引平台对接面上的相机检测到载货平台对接面上的二维码，则通过牵引平台对接面上的相机检测载货平台对接面上的二维码进行定位定向，否则使用自主泊车规划算法进行路径，调整牵引平台与载货平台间的相对位置；当所述第一精确距离以及所述第一夹角不满足第一预设条件时，使用A*算法进行路径规划，调整牵引平台与载货平台间的相对位置，直到满足第一预设条件；

S7：通过视觉二维码定位定向方法计算当前时刻牵引平台的对接装置与载货平台的对接装置之间的第二精确距离以及牵引平台纵轴Y与载货平台纵轴y之间的第二夹角；

S8：根据所述第二精确距离以及所述第二夹角，采用A*算法进行路径规划，并采用模型预测控制算法控制所述牵引平台按照规划好的路径靠近所述载货平台；当所述第二精确距离以及所述第二夹角满足第二预设条件时，牵引平台与载货平台满足自主对接的定位精度要求，否则使用自主泊车规划算法进行路径重规划，调整牵引平台与载货平台间的相对位置，直到第二精确距离以及第二夹角满足第二预设条件。

2.根据权利要求1所述的牵引式无人平台自主对接方法，其特征在于，当所述第一精确距离以及所述第一夹角不满足第一预设条件时，根据所述第一精确距离以及所述第一夹角，采用A*算法进行路径规划。

3.根据权利要求1所述的牵引式无人平台自主对接方法，其特征在于，所述第一精确距离D的计算公式如下：

；

所述第一夹角γ的计算公式如下：

；

其中，Dl、Dr分别为激光雷达距离载货平台对接面左、右边的距离，w为激光雷达测量的载货平台对接面的宽度，α为激光雷达和载货平台对接面左边的连线与载货平台对接面的夹角，β为激光雷达和载货平台对接面右边的连线与载货平台对接面的夹角，DY为激光雷达测量的在Y轴方向上距离载货平台对接平面的距离。

4.根据权利要求3所述的牵引式无人平台自主对接方法，其特征在于，所述第一预设条件为：

。

5.根据权利要求1所述的牵引式无人平台自主对接方法，其特征在于，所述第二预设条件为：；δ为第二夹角，d为第二精确距离。