[发明专利]一种基于车辆管理系统的无人矿卡路径规划冲突避让方法

权利要求书

1.一种基于车辆管理系统的无人矿卡路径规划冲突避让方法，其特征在于，

所述车辆管理系统包括：多个车载系统、远程服务中心，所述远程服务中心与所述多个车载系统依次通过无线方式连接；

所述车载系统包括：定位单元、OBD模块、控制终端、无线通信单元；

所述定位单元与所述控制终端通过有线方式连接；

所述OBD模块与所述控制终端通过有线方式连接；

所述控制终端与所述无线通信单元通过有线方式连接；

所述无线通信单元与所述远程服务中心通过无线方式连接；

所述定位单元用于实时采集车辆位置信息，将实时采集的车辆位置信息通过所述无线通信单元无线传输至所述远程服务中心；

所述OBD模块用于实时采集车辆的车速信息，将实时的采集车辆的车速信息通过所述无线通信单元无线传输至所述远程服务中心；

所述无人矿卡路径规划冲突避让方法，包括以下步骤：

S1、设定矿区作业的卡车编号，并在矿区作业的卡车配备定位单元、无线通信单元、OBD模块、控制终端；

S2、在矿区路侧合适位置设置缓冲区，缓冲区的位置信息以坐标加两端点的道路桩号的形式存储于GIS系统中；

S3、远程服务中心获取在矿区作业的卡车的起始位置信息、终止位置信息，并基于GIS解算出两点间最短路线，以此确定矿卡的最佳行驶路线；

S4、当判断矿卡按照最短路径保持原速行驶会与其它矿卡发生路径冲突时，基于每辆矿区作业的卡车的位置信息、车速信息以及缓冲区位置信息对矿区作业的卡车进行车速控制，避免发生路径冲突的情况。

2.根据权利要求1所述的一种基于GIS的无人矿卡路径规划与冲突避让方法，其特征在于,所述的S1中，对进入矿区作业的卡车进行编号，每辆卡车分配一个ID，同时位于矿区内的卡车ID不重复；每辆矿卡均配备有车载系统，其中，定位单元同于获取车辆实时位置信息；通信单元用于与矿区调度平台进行信息交互；OBD模块用于获取矿卡的实时车速信息；控制终端用于由调度平台确定矿卡作业的最短路径与车速方案后控制矿卡的运行。

3.根据权利要求1所述的基于车辆管理系统的无人矿卡路径规划冲突避让方法，其特征在于，

所述的S2中，建立包含矿区道路网地理信息的GIS系统；同时，考虑到矿区地理环境限制，部分路段无法设置多条车道，即矿卡在该路段不具备会车条件，在地理条件允许的情况下在路侧设置缓冲区；记录缓冲区靠近车道一侧边缘的中点处坐标，该坐标反映了缓冲区在整个矿区平面中的位置；记录缓冲区两端点处的道路桩号值，这两个值反映了缓冲区在所在车道上的具体位置，便于进行冲突避让分析；当判断矿卡在局部会发生路径冲突时可控制矿卡驶入缓冲区进行避让；

所述的S3中，矿卡在分配ID的同时，矿区调度平台通过与矿卡的通信调取矿卡作业的起讫点位置信息，基于GIS系统构建矿区道路网络拓扑结构，解算出两节点间的最短路径信息，此即视为最优路径；

所述的S4中，矿区作业的卡车均按照最短路径行驶，当判断相向行驶的矿卡在局部存在路径冲突，且无换道条件时，基于矿区作业的卡车与缓冲区相对位置信息及车速信息划分不同的情形进行车速控制，以避免路径冲突的情况；

令第i辆矿区作业的卡车最大减速度绝对值最大为a_imax，令第j辆矿区作业的卡车最大减速度绝对值最大为a_jmax；为了保证车辆的行车安全性，在保证车辆在进入单车道路段前能够刹停的距离L_S处开始进行判断：

其中，L_A、L_B分别为单车道路段两入口处与缓冲区的距离；

min{S_i,S_j}＜0，即只要有一方车辆以原速驶入入口后无法在缓冲区前刹停，则控制一方矿卡在该路段入口处刹停，待对向卡车通过后再通行；

min{S_i,S_j}≥0，则开始进行车速控制，计算：

当t_it_j时：

则i车无需减速，原速通过缓冲区即可，控制j车匀减速停至缓冲区让行；

则控制i车匀减速通过缓冲区，控制j车匀减速停至缓冲区让行，其中：