[发明专利]就地热再生机组编队无人驾驶系统及方法

说明书

本发明的就地热再生机组编队无人驾驶系统，包括路径采集装置、领航车辆、加热机、铣刨机、HMI交互中心和差分GPS基站，加热机和铣刨机作为跟随车辆，车辆上的智能驾驶控制器根据获取的行驶路径和自身的位置实现行驶路径跟随控制，车辆根据获取的前车位置和领航车辆的加速度实现纵向车距跟随控制。自动驾驶方法包括：a).规划行驶路径；b).获取路径距离和正负；c).行驶路径跟随控制；d).获取车距和加速度；e).纵向车距跟随控制。本发明的驾驶系统及方法，可使车辆按照规划路径行驶，满足无人驾驶条件下就地热再生机组的重铺作业精度要求，解决了加热机、铣刨机速度波动所带来的能源消耗高的问题，改善了作业人员的施工环境。

技术领域

本发明涉及一种车辆编队无人驾驶系统及方法，更具体的说，尤其涉及一种就地热再生机组编队无人驾驶系统及方法。

背景技术

高速公路是社会经济发展的“快捷通道”，条条高速遍神州，交通运输部指出，2020年我国高速公路总里程将突破15万公里。近年来，由于我国经济飞速发展，高速公路承载交通压力越来越大，路面故障的问题表现越来越多，高速公路养护管理工作越来越受到人们的重视。沥青路面就地热再生技术以其施工速度快、废料100％再生利用、交通影响小的优点，在沥青路面养护维修中应用广泛。就地热再生技术针对受损的旧沥青路面，通过就地热再生机组对路面进行加热、铣刨、翻松、回收处理，然后添加一定比例的再生剂、新沥青混合料使其重新恢复性能，达到使用要求的工艺技术。编队控制的研究来源于人们对大自然动物行为的探索，蚁群的分工合作，大雁的迁徙，鱼群的捕食，无不体现着合作协同的思想，他们通过肢体动作进行交流和互换信息，从而实现个体间的群体协作，高效的共同完成复杂任务。

近年来，编队控制广泛的应用在无人机编队、水下设备编队、多机器人编队以及多车编队中。无人车辆编队行驶控制的核心问题是车辆的跟随控制。多车组成编队协同行驶时，车辆之间需要保持相对固定的几何位姿及运动状态，同时又要满足任务需求和适应周边环境约束。车队中的无人驾驶汽车通过调节自身的行驶速度和转向，使得自身与相邻行驶车辆之间保持稳定的相对状态，从而实现多无人驾驶车辆之间以无线通信为纽带的编队行为。

目前就地热再生机组采用人工驾驶的方式，存在作业精度低、能源损耗高、施工环境差等问题，因此，实现就地热再生机组的编队协同无人驾驶意义重大，不仅提升养护施工质量，还可以提高施工作业效率。站在“十四五规划”的开局之年，把握新机遇，贯彻新理念，促进就地热再生技术的推广应用。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种就地热再生机组编队无人驾驶系统及方法。

本发明的就地热再生机组编队无人驾驶系统，包括路径采集装置、加热机、铣刨机、HMI交互中心和差分GPS基站，加热机、铣刨机的数量均为1台或1台以上，最前端的加热机作为领航车辆，其余的加热机和铣刨机作为跟随车辆，领航车辆和跟随车辆上均设置有智能驾驶控制器；路径采集装置根据路面标线行驶，并通过与差分GPS基站的通信获取自身的实时位置信息，进而规划出行驶路径，并将规划的行驶路径发送至HMI交互中心；其特征在于：领航车辆和跟随车辆上的智能驾驶控制器与HMI交互中心和差分GPS基站均通过无线网络相通信；领航车辆通过与差分GPS基站的通信实时获取自身的位置信息，通过与HMI交互中心的通信获取行驶路径信息，并将自身的位置、速度和加速度信息发送至HMI交互中心；

跟随车辆通过与差分GPS基站的通信实时获取自身的位置信息，通过与HMI交互中心的通信获取行驶路径以及前车的位置、速度和加速度信息，并将自身的位置和加速度信息上传至HMI交互中心；领航车辆和跟随车辆上的智能驾驶控制器根据获取的行驶路径和自身的位置实现行驶路径跟随控制，跟随车辆根据获取的前车位置和加速度实现纵向车距跟随控制。

本发明的就地热再生机组编队无人驾驶系统，包括根据施工的实际需求对跟随车辆进行手动操控的车辆遥控器。

本发明的就地热再生机组编队无人驾驶系统的自动驾驶控制方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：