[发明专利]一种牵引式无人平台自主对接方法及系统

说明书

本发明公开了一种牵引式无人平台自主对接方法及系统，属于自动驾驶领域。该方法包括：S1：通过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；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小于距离阈值，切换为近距离精定位，通过激光雷达与视觉二维码检测融合的方法进行载货平台的精确定位。通过对路径进行多次规划与重规划，实现牵引平台与载货平台的自主对接。

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，特别是涉及一种牵引式无人平台自主对接方法及系统。

背景技术

近年来自动驾驶技术迅速发展并逐步应用到物流运输、矿山运输及港口运输等领域。牵引式车辆是交通运输领域常用的运输工具，其由牵引平台和载货平台组成，并在载货平台的前端设置有对接机构。

目前，无人车牵引平台与载货平台的自主对接过程主要是基于全球卫星定位系统的固定位置对接方法，即将载货平台停放到标定好的预设位置，牵引平台基于实时动态差分定位技术，并结合其他车载传感器（摄像头、激光雷达、UWB等）获取车辆周围的环境信息，控制牵引平台移动到预设位置，实现牵引平台与载货平台的对接。现有方法主要存在以下缺点：

（1）现有方法主要适用于具有良好卫星信号的场景，在卫星拒止环境下，实时动态差分定位方法失效，对牵引平台的定位定向精度降低，导致无人平台的自主对接成功率降低；

（2）现有方法假设牵引平台与载货平台的距离较近（小于车载传感器的感知距离），然而在现实应用中，两者的距离可能是任意的，从而限制了自主对接系统的应用范围；

（3）现有方法需要将载货平台精确停放到标定好的预设位置，当载货平台停放的位置有偏差时会降低牵引平台与载货平台的自主对接成功率，制约了自主对接方法在实际生产中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种牵引式无人平台自主对接方法及系统，用以解决卫星拒止环境下，具有自动驾驶功能的牵引式无人车的高精度定位问题，实现牵引平台与载货平台的自主对接功能，且不受自主对接距离以及载货平台停靠位置偏差的限制。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种牵引式无人平台自主对接方法，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；