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申请/专利权人：中建三局集团有限公司

摘要：本发明涉及一种基于云控平台的无人驾驶压路机控制系统和运动规划方法，所述控制系统包括路端模块、摊铺机终端模块和无人驾驶压路机终端模块；所述路端模块包括第一温度感知模块、信号基站和卫星；所述摊铺机终端模块包括第二温度感知模块、云端子模块和第一定位模块；所述无人驾驶压路机终端模块包括第二5G通讯模块、计算单元和执行模块、车载感知模块以及第二定位模块。本发明，确保路面压实工作在最佳的温度范围内进行，显著提高压实效率和道路质量，有效避免了人工操作可能导致的不均匀压实。

主权项：1.一种基于云控平台的无人驾驶压路机运动规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.根据无人驾驶压路机（6）的宽度和长度、重叠区域宽度，以一定尺寸的长方形网格，栅格化待压实路面（4）；S2.基于步骤S1中栅格化的待压实路面（4），构建车、路、云模块的信息交互和数据处理架构，包括无人驾驶压路机（6）与摊铺机（5）之间的信息交互、在摊铺机（5）的云端子模块（22）上实现的多源路面检测数据融合和无人驾驶压路机运动规划；S3.云端子模块（22）根据步骤S2整合后的当前栅格化路面压实度和温度信息、无人驾驶压路机运动状态，规划摊铺机（5）前进的速度，控制整体区域摊铺和压实的进度，建立无人驾驶压路机运行的电子围界；S4.云端子模块（22）根据当前栅格化路面压实度和温度信息，在保证安全和压实度的前提下，以最大化无人驾驶压路机工作效率为目标，在步骤S3提供的电子围界的范围内，建立无人驾驶压路机的速度和轨迹协同规划模型；步骤S4具体如下：S41.表征路面压实度、温度以及压路机运动状态，路面压实度、温度的当前状态以两个矩阵的形式记录，每个矩阵的大小与路面栅格化的结果相对应，其中为横向的栅格数量，为纵向的栅格数量，矩阵中的每一个数字代表对应栅格内路面的压实度或者温度；相应地，采用01编码的形式，将压路机的位置记录在大小为的矩阵中，其中采用1表示被压路机占用的栅格；采用向量表示压路机的运动状态，包括速度、加速度、转向角、所占栅格的范围，状态S表示为： ；其中，、、分别为温度、压实度、位置矩阵；、、分别为第个压路机的加速度、速度、转向角；、、、分别为第个压路机所占栅格范围边缘所在行列的序号；且；为无人驾驶压路机的总数；S42.设计与压实效率、路面温度、行车安全相关的奖励函数，压实效率采用一段时间内压实度达到当前压实遍数的压实度要求的栅格数量表示，一定时间内压实的栅格数量越多表示效率越高；路面温度采用表示，待压实的路面温度低于规定的阈值或者正在压实的路面高于规定的阈值，代表当前的运动规划方案还需要进一步优化；行车安全采用压路机之间的横向距离和纵向距离表示，当横向或纵向距离小于安全阈值时认为当前的动作选择较为危险；奖励函数r具体为： ； ； ； ；其中，为路面温度不满足要求时的惩罚项；为压路机间距不满足要求时的惩罚项；t1为待压实的路面温度规定的阈值；t2为正在压实的路面规定的阈值；为压路机横向间距的安全阈值；为压路机纵向间距的安全阈值；re为压实效率对应的奖励函数分项；rt为路面温度对应的奖励函数分项；rs为压路机间距对应的奖励函数分项；w1为压实效率对应的奖励函数分项的权重；w2为路面温度对应的奖励函数分项的权重；w3为压路机间距对应的奖励函数分项的权重；S43.设计无人驾驶压路机运动规划模型的动作；无人驾驶压路机运动规划的决策动作为横向加速度和纵向运动加速度，表达为： ；当车辆间距小于规定的安全阈值时采用紧急制动措施： ；其中，为无人驾驶压路机急减速时的最大加速度；S44.求解多目标无人驾驶压路机运动规划问题；S45.调整无人驾驶压路机运动规划模型参数，通过在仿真平台中和环境之间的交互，训练至模型获得的奖励收敛，并利用效率、安全指标评价模型效果；S5.在云端子模块（22）搭建无人驾驶压路机仿真平台，建立道路施工作业区仿真模型，包括路面温度演化模型、压路机动力学模型、摊铺机动力学模型，栅格化显示压实度和温度，模拟路面压实过程、摊铺机和无人驾驶压路机行驶工况，结合反馈控制思路，调整并确定步骤S4中的无人驾驶压路机轨迹和速度规划模型参数；S6.实际规划与控制过程中，采用数字孪生模式，在步骤S5提供的仿真平台中利用运动规划模型输出规划结果和无人驾驶压路机回传的实测感知数据和运动数据，完成运动规划模型参数的在线更新，提升模型对于真实工况的适应能力，完成轨迹和速度规划模型从虚拟到现实环境的迁移。

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