一种园区无人驾驶控制方法和系统与流程

本发明属于无人驾驶领域，具体是一种园区无人驾驶控制方法和系统。

背景技术：

1、园区无人驾驶给物品运输工作带来便利，减少了用人成本，使得园区生活工作更加智能化；然而现有技术的无人机驾驶车辆的驾驶控制系统还不是很完善，或多或少会存在一些缺陷，包括：

2、一、当出现零散运输对象时，不能灵活的控制节约无人驾驶车辆的使用；

3、二、当按照规划路线行驶时，会出现因道路拥挤堵塞需要降速或等待，不能及时到达目的地，运输效率较低；

4、三、当发生道路拥挤堵塞，如何避免发生碰撞还不够智能化。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种园区无人驾驶控制方法和系统，本发明解决了如何对园区的无人驾驶车辆驾驶进行控制，使得园区内的无人驾驶车辆能够节约使用、能够及时运输物品到目的站点以及智能化避免与障碍物发生碰撞的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种园区无人驾驶控制方法和系统，包括：

4、运输信息获取模块，用于实时获取园区内的运输信息，并将获取的运输信息打上时间戳发送至车辆选择模块；

5、车辆选择模块，用于根据获取的运输信息选择相应的无人驾驶车辆作为实时运输信息所包含的目标运输对象的目标无人驾驶车辆，并将目标无人驾驶车辆的编号和对应的运输信息发送至路线更新模块；基于目标运输对象的起始站点和目标站点从数据库中获取含有该起始站点和目标站点的运输路线的无人驾驶车辆的编号，生成第一待选无人驾驶车辆编号数据集，若第一待选无人驾驶车辆编号数据集所包含的编号数量大于等于1，则统计第一待选无人驾驶车辆编号数据集中所含的各个编号对应的无人驾驶车辆的现有运输路线从目标运输对象的起始站点到目标站点间的各个站点的所有运输对象的体积之和和重量之和，根据该体积之和、重量之和、目标运输对象的体积和重量以及标准体积和标准重量进行判断第一待选无人驾驶车辆编号数据集所包含的各个编号对应的无人驾驶车辆是否能够运输目标运输对象；否则，将空闲且无故障的无人驾驶汽车作为目标无人驾驶车辆；

6、路线更新模块，用于根据获取的目标无人驾驶车辆的编号以及对应的运输信息，更新目标无人驾驶车辆的运输路线；并将更新后的目标无人驾驶车辆的运输路线发送至数据库进行存储，同时发送运输路线更新的提示信息至目标无人驾驶车辆对应的行驶控制模块；当目标无人驾驶车辆为空闲无故障的无人驾驶车辆，则根据目标运输对象的起始站点和目标站点以及园区电子地图获取多种待选运输路线，根据环境信息来计算当前园区道路上无人驾驶车辆的最大行驶速度，根据最大行驶速度获取目标无人驾驶车辆在不同待选运输路线上的最短行驶时间，以及获取不同待选运输路线各个站点的历史车流量、站点之间的道路宽度来评估计算目标无人驾驶车辆在各个待选运输路线的行驶障碍系数，进而选择行驶障碍系数最小的待选运输路线作为目标无人驾驶车辆的最新运输路线；当目标无人驾驶车辆为已有运输路线的无人驾驶车辆，则在已有运输路线上标记目标运输对象的起始站点和目标站点；

7、行驶控制模块，用于根据从数据库获取的最新运输路线对目标无人驾驶车辆的行驶进行控制；行驶控制模块包括避障分析单元和执行单元；避障分析单元结合执行单元的分析过程包括：

8、在时间区间(t,t+t0)内分别获取目标无人驾驶车辆与其前后左右四个方向的障碍物的相对速度和相对距离；其中，t表示时间变量，t0表示预设的单位时间段；并进一步计算目标无人驾驶车辆与其前后左右四个方向的障碍物的碰撞系数af，f表示目标无人驾驶车辆的方向；计算公式如下：

9、式中，df,t和分别表示在t和t+t0时刻无人驾驶车辆与f方向障碍物的相对距离；vf,t和分别表示在t和t+t0时刻无人驾驶车辆与f方向障碍物的相对速度；是无人驾驶车辆在时间区间(t,t+t0)与f方向障碍物的相对速度差的符号函数；

10、根据计算获取的碰撞系数来判断目标无人驾驶车辆的转向和减小的速度；包括：当目标无人驾驶车辆所有方向的碰撞系数都为0，则生成保持匀速行驶的控制指令发送至执行单元；当目标无人驾驶车辆所有方向至少存在一个碰撞系数不为0，且t+t0时刻无人驾驶车辆与对应障碍物之间的相对距离小于预设相对距离阈值，则筛选获取障碍物与无人驾驶车辆的相对距离大于预设相对距离阈值的方向，进一步选择碰撞系数其中最小的方向作为转向方向；并生成转向相应方向的控制指令发送至执行单元；若无法筛选出障碍物与无人驾驶车辆的相对距离大于预设相对距离阈值的方向，则生成按照amax×af的加速度减速至的控制指令发送至执行单元；其中amax为目标无人驾驶车辆的最大加速度。

11、进一步地，运输信息包括运输对象信息、运输对象的起始站点以及运输对象的目标站点，运输对象信息包括运输对象的尺寸和重量。

12、进一步地，判断第一待选无人驾驶车辆编号数据集所包含的各个编号对应的无人驾驶车辆是否能够运输目标运输对象包括：

13、将统计的第一待选无人驾驶车辆编号数据集中所含的各个编号对应的无人驾驶车辆的现有运输路线从目标运输对象的起始站点到目标站点间的各个站点的所有运输对象的体积之和和重量之和分别标记为vk,r和mk,r；其中，k表示无人驾驶车辆的编号，r表示站点坐标；

14、若vk,r+v0＞αk×vs，则表示编号为k的无人驾驶车辆在已有运输路线的情况下不宜运输目标运输对象；其中，v0表示目标运输对象的体积；αk表示编号为k的无人驾驶车辆的体积修正系数；vs表示无人驾驶车辆的标准运输体积；若vk,r+v0≤αk×vs，则进一步包括：

15、获取当前天气类型和运输重量阈值映射表；基于当前天气类型和运输重量阈值映射表，获取当前无人驾驶车辆的运输重量阈值并标记为ms；若mk,r+m0＞βk×ms，则表示编号为k的无人驾驶车辆在已有运输路线的情况下不宜运输目标运输对象；其中，m0表示目标运输对象的体积；βk表示编号为k的无人驾驶车辆的重量修正系数；ms表示无人驾驶车辆的标准运输重量；若mk,r+m0≤βk×ms，则表示编号为k的无人驾驶车辆在已有运输路线的情况下能运输目标运输对象。

16、进一步地，天气类型包括晴天或阴天、雨天、雪天，运输重量阈值映射表包括不同天气类型对应的无人驾驶车辆的运输重量阈值。

17、进一步地，根据环境信息计算当前园区道路上无人驾驶车辆的最大行驶速度vmax包括：

18、环境信息包括温度t、湿度h、降水量p以及是否下雪s；其中，s的取值为：如果下雪，则s＝0.7；如果未下雪，则s＝1；计算公式如下：

19、式中，v表示园区的行驶限制速度，η表示温度调整系数，tref表示参考温度，λ表示湿度调整系数。

20、进一步地，将不同待选运输路线的行驶障碍系数标记为ci，获取方式为：

21、将无人驾驶汽车在不同待选运输路线的最短行驶时间、各个站点的历史车流量和站点之间的道路宽度分别标记为ti、qj和wj,j+1；i表示待选运输路线的编号；j表示待选运输路线中各个站点的编号，j＝1,2…mi；mi表示编号为i的待选运输路线的最后一个站点的编号；

22、计算公式为：式中，a1、a2以及a3分别为最短行驶时间、历史车流量和道路宽度的预设比例系数。

23、进一步地，行驶控制模块还包括行驶分析单元，行驶分析单元分析过程包括：

24、实时获取目标无人驾驶车辆的最新运输路线，根据获取的目标无人驾驶车辆的最新运输路线获取目标无人驾驶车辆路过的站点坐标序列；站点坐标序列中的各个站点坐标按照行进方向的顺序进行排列；

25、获取目标无人驾驶车辆当前坐标(x0,y0)，通过欧式距离计算目标无人驾驶车辆当前坐标到站点坐标序列中每个站点坐标的距离；筛选其中距离最小的站点作为目标无人驾驶车辆当前的待选下一站点；

26、获取待选下一站点的站点坐标(xj,yj)，以及根据站点坐标序列获取该待选下一站点的后一个站点坐标(xj+1,yj+1)；

27、计算目标无人驾驶车辆当前坐标到待选下一站点坐标的方向向量以及计算目标无人驾驶车辆当前坐标到待选下一站点的后一个站点坐标的方向向量

28、采用向量的点积公式计算和的向量夹角θ，

29、根据计算获取的向量夹角θ判断目标无人驾驶车辆的行驶方向；

30、根据计算获取的向量夹角生成转向相应夹角的控制指令发送至执行单元；执行单元根据获取的向量夹角对照向量夹角与方向的指令集执行；

31、当目标无人驾驶车辆的实时位置坐标与最新运输路线所标记的需要暂停行驶的站点坐标区域内，则生成停靠在相应站点的控制指令发送至执行单元。

32、进一步地，一种园区无人驾驶控制方法，基于所述的一种园区无人驾驶控制系统，包括：

33、步骤一：通过运输信息获取模块实时获取园区内的运输信息，并将获取的运输信息打上时间戳发送至车辆选择模块；

34、步骤二：通过车辆选择模块根据获取的运输信息选择相应的无人驾驶车辆作为实时运输信息所包含的目标运输对象的目标无人驾驶车辆，并将目标无人驾驶车辆的编号和对应的运输信息发送至路线更新模块；

35、步骤三：通过路线更新模块根据获取的目标无人驾驶车辆的编号以及对应的运输信息，更新目标无人驾驶车辆的运输路线；并将更新后的目标无人驾驶车辆的运输路线发送至数据库进行存储，同时发送运输路线更新的提示信息至目标无人驾驶车辆对应的行驶控制模块；

36、步骤四：通过行驶控制模块根据从数据库获取的最新运输路线对目标无人驾驶车辆的行驶进行控制。

37、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

38、1、在本发明中，通过运输信息获取模块实时获取园区内的运输信息，通过车辆选择模块基于实时获取的运输信息对该运输信息所包含的目标运输对象选择目标无人驾驶车辆；其中涉及到对含有目标运输对象的起始站点和目标站点的运输路线的无人驾驶车辆进行体积和重量的分析，优先选择合适的已有运输路线的无人驾驶车辆作为目标无人驾驶车辆，若没有合适的已有运输路线的无人驾驶车辆，则选择空闲且无故障的无人驾驶车辆作为目标无人驾驶车辆；使得园区出现零散运输对象时，能够最大程度的节约无人驾驶车辆的使用，也不打乱已有运输路线的无人驾驶车辆的当前运输路线的运输计划；避免过多无人驾驶车辆在园区行驶，导致园区堵塞。

39、2、在本发明中，通过路线更新模块根据获取的目标无人驾驶车辆的编号以及对应的运输信息，更新目标无人驾驶车辆的运输路线；当目标无人驾驶车辆为空闲无故障的无人驾驶车辆，则需要根据目标运输对象的起始站点和目标站点以及园区电子地图获取多种待选运输路线，根据环境信息来计算当前园区道路上无人驾驶车辆的最大行驶速度，避免行驶过快发生安全问题，根据最大行驶速度获取目标无人驾驶车辆在不同待选运输路线上的最短行驶时间，以及获取不同待选运输路线的历史车流量、站点之间的道路宽度来综合评估目标无人驾驶车辆在各个待选运输路线的行驶障碍，进而选择行驶障碍最小的待选运输路线作为目标无人驾驶车辆的最新运输路线；当目标无人驾驶车辆为已有运输路线的无人驾驶车辆，则直接在已有运输路线上标记目标运输对象的起始站点和目标站点，使得目标无人驾驶车辆在经过标记的站点位置时暂停行驶；结合运输信息获取模块、车辆选择模块以及数据库，使得园区内的无人驾驶车辆能够按照预定运输路线有序行驶，防止道路堵塞，能够及时到达目的地，运输效率高。

40、3、在本发明中，通过行驶控制模块根据最新运输路线对目标无人驾驶车辆的行驶进行控制；其中包括根据目标无人驾驶车辆当前坐标位置和最新运输路线，控制目标无人驾驶车辆沿着最新运输路线的行驶方向行驶，以及在标记有装卸标记的站点暂停；以及根据实时获取的目标无人驾驶车辆与四周障碍物的相对速度和相对距离进行分析，控制目标无人驾驶车辆避让障碍物；使得无人驾驶车辆能够根据其运输路线有序行驶，且在遇到障碍物时能够有效避让，避免发生碰撞危险，结合运输信息获取模块、车辆选择模块、路线更新模块以及数据库，能够控制园区无人驾驶车辆能够实时控制无人驾驶车辆灵活获取运输路线，并根据运输路线有序行驶，并且在行驶过程中有效避免无人驾驶车辆与障碍物发生碰撞。