[发明专利]一种面向露天矿区的多车同步卸载路径规划方法

权利要求书

1.一种面向露天矿区的多车同步卸载路径规划方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

将露天矿区的工作区域进行栅格化，获得栅格；

获取每辆矿卡在露天矿区工作区域的起点、卸载点和终点；使用起点、卸载点和终点作为三棵随机搜索树的根节点，基于RRT法生成每辆矿卡的目标路径；

将获得的每辆矿卡的目标路径映射于所述栅格上，获得栅格化的每辆矿卡的行驶路径；

对每辆矿卡的行驶路径进行冲突处理：

判断每个栅格上的各辆矿卡的行驶路径是否存在冲突路径；若存在，该栅格为冲突栅格，给该冲突栅格中的每辆矿卡设置行驶优先级；

将高行驶优先级矿卡的行驶路径作为障碍物设置成低行驶优先级矿卡的约束；对行驶优先级最低的矿卡重新规划目标路径；再进行冲突处理，直至无冲突栅格，获得最终路径。

2.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，行驶优先级的设置方法为：

未卸载矿卡的行驶优先级高于卸载完矿卡的行驶优先级；

多个未卸载矿卡中，距离卸载点越近的矿卡行驶优先级越高；

多个卸载完矿卡中，距离终点越近的矿卡行驶优先级越高。

3.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，获得栅格化的每辆矿卡的行驶路径的具体步骤为：选取每辆矿卡的目标路径依次进入每个栅格的进入点以及离开该栅格的离开点；选择该栅格中距离该进入点和离开点最近的两个顶点作为映射顶点；连接该两个映射顶点；遍历所有栅格，获得栅格化的每辆矿卡的行驶路径。

4.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，对获得的每辆矿卡的目标路径进行拟合平滑优化获得每辆矿卡的优化目标路径，具体步骤为：

根据以下条件参数对每辆矿卡的目标路径进行拟合平滑优化，条件参数表达式为：

q(t₀)＝q₀，q(t₁)＝q₁；

q’(t₀)＝v₀，q’(t₁)＝v₁；

q”(t₀)＝a₀，q”(t₁)＝a₁；

其中，q₀为每辆矿卡的起点位置；q₁为对应矿卡的终点位置；v₀为对应矿卡的起点速度；v₁为对应矿卡的终点速度；a₀为对应矿卡的起点加速度；a₀为对应矿卡的终点加速度a₁；t₀为对应矿卡的目标路径的起始时间；t₁为对应矿卡的目标路径的结束时间；

经过拟合平滑优化后的每辆矿卡的优化目标路径为：

q(t)＝q₀+c₁(t-t₀)+c₂(t-t₀)²+c₃(t-t₀)³+c₄(t-t₀)⁴+c₅(t-t₀)⁵；

其中，c₁，c₂，c₃，c₄和c₅为五次多项式系数；q(t)为t时刻对应矿卡所处位置；

将获得的每辆矿卡的优化目标路径映射于所述栅格上，生成栅格化的每辆矿卡的行驶路径。

5.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，将最终路径传递给控制模块控制矿卡行驶，并采取PID控制法调整车辆速度和转角，以修正车辆出现的偏差：

其中，u(t)表示时刻t的输出曲线；Kp表示比例系数；e(t)表示时刻t的偏差曲线；Ti表示积分时间；Td为微分时间。