CN112389465B - 工程车辆的控制方法、控制***和工程车辆 - Google Patents

工程车辆的控制方法、控制***和工程车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种工程车辆的控制方法、控制***和工程车辆，其中，控制方法包括：获取工程车辆的目标施工区域和目标位姿信息；获取与目标施工区域相邻接的待机区域，以及工程车辆的当前位姿信息；判断目标位姿信息与当前位姿信息是否一致；若判断结果为否，根据目标航向角和当前航向角确定转向角；若转向角大于0，根据目标位姿信息、当前位姿信息和待机区域控制工程车辆调整位姿，直至工程车辆到达目标坐标点，且工程车辆在目标坐标点的航向角与目标航向角相同。在车辆调整位姿的过程中，减少了车辆启停次数，降低了整体能耗与车辆部件磨损，提高了施工效率。

Description

工程车辆的控制方法、控制***和工程车辆
技术领域
本发明涉及车辆控制技术领域，具体而言，涉及一种工程车辆的控制方法、一种工程车辆的控制***和一种工程车辆。
背景技术
压路机在进行道路施工前，需要从待机区域行驶至施工区域与待机区域的交界处，并达到指定姿态。由于待机区域的范围有限，压路机一般需要多次停车和转向来完成就位过程，而通过人工驾驶来就位的难度较大，压路机的行驶路径总长及转向难以把控，因而造成压路机的能耗较高并加剧了轮胎磨损。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的第一方面提供了一种工程车辆的控制方法。
本发明的第二方面提供了一种工程车辆的控制***。
本发明的第三方面提供一种工程车辆。
有鉴于此，本发明的第一方面提供了一种工程车辆的控制方法，包括：获取工程车辆的目标施工区域和目标位姿信息，目标位姿信息包括工程车辆的目标坐标点和目标航向角；获取与目标施工区域相邻接的待机区域，以及工程车辆的当前位姿信息，当前位姿信息包括工程车辆的当前坐标点和当前航向角；判断目标位姿信息与当前位姿信息是否一致；基于判断结果为否的情况，根据目标航向角和当前航向角确定转向角；基于转向角大于0的情况，根据目标位姿信息、当前位姿信息和待机区域控制工程车辆调整位姿，直至工程车辆到达目标坐标点，且工程车辆在目标坐标点的航向角与目标航向角相同。
本发明提供的工程车辆的控制方法，首先获取工程车辆的目标施工区域和待机区域，在确认工程车辆的就位调整范围后，获取工程车辆的当前位姿信息和所要达到的目标位姿信息。其中，当前位姿信息包括工程车辆的当前坐标点和当前航向角θori，当前航向角θori为车辆处于当前坐标点时的车头朝向与预设方向的夹角，目标位姿信息包括工程车辆的目标坐标点和目标航向角θdes，目标航向角θdes为车辆处于目标坐标点时的车头朝向与预设方向的夹角。当工程车辆的当前位姿信息和目标位姿信息一致，说明工程车辆已满足作业需求，无需进行进一步调整。若工程车辆的当前位姿信息和目标位姿信息不一致，则根据目标航向角θdes和当前航向角θori的差值绝对值进一步确定车辆的转向角β，若转向角β大于0，则需根据工程车辆的目标位姿信息、当前位姿信息和待机区域控制车辆在待机区域内快速调整位姿，使车辆快速到达目标坐标点，并使车辆在目标坐标点的航向角与目标航向角θdes相同。
本发明提供的工程车辆的控制方法，在工程车辆调整位姿的过程中，无需人工参与，使工程车辆可以根据自动生成的路径快速调整位姿，避免了不必要的启停动作，降低了整体能耗与车辆部件磨损，并提升了工程车辆的就位速度，有效提高了施工效率。
另外，本发明提供的上述技术方案中的控制方法还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，进一步地，根据目标位姿信息、当前位姿信息和待机区域控制工程车辆调整位姿，直至工程车辆到达目标坐标点，并使工程车辆在目标坐标点的航向角与目标航向角相同，包括：将目标坐标点、目标航向角、当前坐标点和当前航向角从局部地图坐标系中换算至相对坐标系中；相对坐标系的原点为当前坐标点，在相对坐标系下，当前航向角为零；获取工程车辆的最小转弯半径、预设车速和达到最小转弯半径需要的时间，计算得到工程车辆从当前坐标点转向到达到最小转弯半径时走过的最大回旋曲线长度和转过的最大转角；根据目标坐标点、当前坐标点、转向角、最小转弯半径、最大回旋曲线长度和最大转角生成第一泊车路径；判断第一泊车路径是否超出待机区域；基于第一泊车路径未超出待机区域的情况，将第一泊车路径的坐标转回至局部地图坐标系下，控制工程车辆沿第一泊车路径行驶至目标坐标点，并使工程车辆在目标坐标点的航向角与目标航向角相同。
在上述任一技术方案中，进一步地，控制方法包括：当目标坐标点位于相对坐标系的第一象限，则直接在第一象限中生成第一泊车路径；当目标坐标点位于相对坐标系的其他象限，则将目标坐标点对称至第一象限，得到对称目标坐标点，根据对称目标坐标点生成对称第一泊车路径，将对称第一泊车路径对称至目标坐标点所在的原象限中得到第一泊车路径。
在上述任一技术方案中，进一步地，根据目标坐标点、当前坐标点、转向角、最小转弯半径、最大回旋曲线长度和最大转角生成第一泊车路径，包括：基于转向角大于0并小于等于2倍的最大转角的情况，根据转向角、最大回旋曲线长度和最大转角生成第一标准路径；第一标准路径包括第一回旋路径和第二回旋路径，第一回旋路径的终点与第二回旋路径的起点相连，第一回旋路径的终点曲率与第二回旋路径的起点曲率相同；基于第一标准路径的两端能够直接连接当前坐标点和目标坐标点的情况，则第一泊车路径为第一标准路径；基于第一标准路径的两端不能直接连接当前坐标点和目标坐标点的情况，则平移第一标准路径，并设置第一拼接直线以连接当前坐标点和目标坐标点，第一泊车路径为第一标准路径和第一拼接直线的组合。
在上述任一技术方案中，进一步地，根据目标坐标点、当前坐标点、转向角、最小转弯半径、最大回旋曲线长度和最大转角生成第一泊车路径，包括：基于转向角大于2倍的最大转角并小于等于0.75π的情况，根据转向角、最小转弯半径、最大回旋曲线长度和最大转角生成第二标准路径；第二标准路径包括第三回旋路径、第一圆弧路径和第四回旋路径，第三回旋路径的终点与第一圆弧路径的起点相连，第三回旋路径的终点曲率与第一圆弧路径的起点曲率相同，第一圆弧路径的终点与第四回旋路径的起点相连，第一圆弧路径的终点曲率与第四回旋路径的起点曲率相同；基于第二标准路径的两端能够直接连接当前坐标点和目标坐标点的情况，则第一泊车路径为第二标准路径；基于第二标准路径的两端不能直接连接当前坐标点和目标坐标点的情况，则平移第二标准路径，并设置第二拼接直线以连接当前坐标点和目标坐标点，第一泊车路径为第二标准路径和第二拼接直线的组合。
在上述任一技术方案中，进一步地，根据目标坐标点、当前坐标点、转向角、最小转弯半径、最大回旋曲线长度和最大转角生成第一泊车路径，包括：基于转向角大于0.75π并小于等于π的情况，根据转向角、最小转弯半径、最大回旋曲线长度和最大转角生成第三标准路径和第四标准路径，其中第三标准路径转过的角度为0.5π，第四标准路径转过的角度为转向角减去0.5π；第三标准路径包括第五回旋路径、第二圆弧路径和第六回旋路径，第五回旋路径的终点与第二圆弧路径的起点相连，第五回旋路径的终点曲率与第二圆弧路径的起点曲率相同，第二圆弧路径的终点与第六回旋路径的起点相连，第二圆弧路径的终点曲率与第六回旋路径的起点曲率相同；第四标准路径包括第七回旋路径、第三圆弧路径和第八回旋路径，第七回旋路径的终点与第三圆弧路径的起点相连，第七回旋路径的终点曲率与第三圆弧路径的起点曲率相同，第三圆弧路径的终点与第八回旋路径的起点相连，第三圆弧路径的终点曲率与第八回旋路径的起点曲率相同；第六回旋路径的终点曲率与第七回旋路径的起点曲率相同；基于第三标准路径与第四标准路径相连形成的连线两端能够直接连接当前坐标点和目标坐标点的情况，则第一泊车路径为第三标准路径和第四标准路径相连形成的连线；基于第三标准路径与第四标准路径相连形成的连线两端不能直接连接当前坐标点和目标坐标点的情况，则平移第三标准路径和/或第四标准路径，并设置第三拼接直线以连接当前坐标点和目标坐标点，第一泊车路径为第三标准路径、第四标准路径和第三拼接直线的组合。
在上述任一技术方案中，进一步地，根据目标坐标点、当前坐标点、转向角、最小转弯半径、最大回旋曲线长度和最大转角生成第一泊车路径，包括：基于转向角大于π并小于等于1.5π的情况，根据转向角、最小转弯半径、最大回旋曲线长度和最大转角生成第五标准路径和第六标准路径，其中第五标准路径转过的角度为0.75π，第六标准路径转过的角度为转向角减去0.75π；第五标准路径包括第九回旋路径、第四圆弧路径和第十回旋路径，第九回旋路径的终点与第四圆弧路径的起点相连，第九回旋路径的终点曲率与第四圆弧路径的起点曲率相同，第四圆弧路径的终点与第十回旋路径的起点相连，第四圆弧路径的终点曲率与第十回旋路径的起点曲率相同；第六标准路径包括第十一回旋路径、第五圆弧路径和第十二回旋路径，第十一回旋路径的终点与第五圆弧路径的起点相连，第十一回旋路径的终点曲率与第五圆弧路径的起点曲率相同，第五圆弧路径的终点与第十二回旋路径的起点相连，第五圆弧路径的终点曲率与第十二回旋路径的起点曲率相同；第十回旋路径的终点曲率与第十一回旋路径的起点曲率相同；基于第五标准路径与第六标准路径相连形成的连线两端能够直接连接当前坐标点和目标坐标点的情况，则第一泊车路径为第五标准路径和第六标准路径相连形成的连线；基于第五标准路径与第六标准路径相连形成的连线两端不能直接连接当前坐标点和目标坐标点的情况，则平移第五标准路径和/或第六标准路径，并设置第四拼接直线以连接当前坐标点和目标坐标点，第一泊车路径为第五标准路径、第六标准路径和第四拼接直线的组合。
在上述任一技术方案中，进一步地，根据目标坐标点、当前坐标点、转向角、最小转弯半径、最大回旋曲线长度和最大转角生成第一泊车路径，包括：基于转向角大于1.5π并小于等于2π的情况，根据转向角、最小转弯半径、最大回旋曲线长度和最大转角生成第七标准路径和第八标准路径，其中第七标准路径转过的角度为0.25π，第八标准路径转过的角度为转向角减去0.25π；第七标准路径包括第十三回旋路径、第六圆弧路径和第十四回旋路径，第十三回旋路径的终点与第六圆弧路径的起点相连，第十三回旋路径的终点曲率与第六圆弧路径的起点曲率相同，第六圆弧路径的终点与第十四回旋路径的起点相连，第六圆弧路径的终点曲率与第十四回旋路径的起点曲率相同；第八标准路径包括第十五回旋路径、第七圆弧路径和第十六回旋路径，第十五回旋路径的终点与第七圆弧路径的起点相连，第十五回旋路径的终点曲率与第七圆弧路径的起点曲率相同，第七圆弧路径的终点与第十六回旋路径的起点相连，第七圆弧路径的终点曲率与第十六回旋路径的起点曲率相同；第十四回旋路径的终点曲率与第十五回旋路径的起点曲率相同；基于第七标准路径与第八标准路径相连形成的连线两端能够直接连接当前坐标点和目标坐标点的情况，则第一泊车路径为第七标准路径和第八标准路径相连形成的连线；基于第七标准路径与第八标准路径相连形成的连线两端不能直接连接当前坐标点和目标坐标点的情况，则平移第七标准路径和/或第八标准路径，并设置第五拼接直线以连接当前坐标点和目标坐标点，第一泊车路径为第七标准路径、第八标准路径和第五拼接直线的组合。
在上述任一技术方案中，进一步地，控制方法还包括：基于第一泊车路径超出待机区域的情况，则根据最小转弯半径、待机区域和第一泊车路径，利用带修正项的贪心算法生成第二泊车路径；控制工程车辆沿第二泊车路径行驶至目标坐标点，并使工程车辆在目标坐标点的航向角与目标航向角相同。
在上述任一技术方案中，进一步地，根据最小转弯半径、待机区域和第一泊车路径，利用带修正项的贪心算法生成第二泊车路径包括：步骤1002，根据最小转弯半径和待机区域生成多条临时路径；步骤1004，利用带修正项的贪心算法选择多条临时路径中的一条作为可执行路径；步骤1006，控制工程车辆沿可执行路径行驶；步骤1008，判断工程车辆在可执行路径终点的位姿是否与目标位姿信息相同，若判断结果为是，执行步骤1014，否则执行步骤1010；步骤1010，根据工程车辆在可执行路径终点的坐标点、目标坐标点、转向角、最小转弯半径、最大回旋曲线长度和最大转角生成第一泊车路径；步骤1012，判断第一泊车路径是否超出待机区域，若判断结果为是，执行步骤1002，否则执行步骤1014；步骤1014，将一条或多条可执行路径和第一泊车路径相连，或将多条可执行路径相连得到第二泊车路径；其中，带修正项的贪心算法的代价函数为：min(ω1|θdes-θ|+ω2|xdes-x|+ω3Fcorner)；其中，θdes为目标航向角，θ为工程车辆沿临时路径行驶时的实时航向角，xdes为目标坐标点的横坐标，x为工程车辆沿临时路径行驶时的实时横坐标，Fcorner是取值为0或1的变量，ω1为第一权重系数，ω2为第二权重系数，ω3为第三权重系数。
在上述任一技术方案中，进一步地，控制方法还包括：基于转向角为0的情况，判断工程车辆的车身是否全部位于目标施工区域的宽度范围内；若工程车辆的车身全部位于目标施工区域的宽度范围内，则控制工程车辆沿直线行驶向目标施工区域；若工程车辆的车身并非全部位于目标施工区域的宽度范围内，则根据当前坐标点和目标坐标点在预设路径图谱中匹配得到预设路径以生成第三泊车路径，控制工程车辆沿第三泊车路径行驶至目标坐标点。
本发明的第二方面提供了一种工程车辆的控制***，包括存储器，被配置为适于存储计算机程序；处理器，处理器被配置为适于执行计算机程序以实现如上述任一技术方案中提供的控制方法。
本发明提供的工程车辆的控制***包括存储器和处理器，并实现如上述任一技术方案中提供的控制方法，因此，该工程车辆的控制***包括如上述任一技术方案中提供的控制方法的全部有益效果。
具体地，在工程车辆调整位姿的过程中，无需人工参与，使工程车辆可以根据自动生成的路径在待机区域内快速调整位姿，避免了不必要的启停动作，降低了整体能耗与车辆部件磨损，并提升了工程车辆的就位速度，有效提高了施工效率。
本发明的第三方面提供了一种工程车辆，包括：车体；行进机构，设置于车体上；如上述技术方案中的工程车辆的控制***，工程车辆的控制***与行进机构电连接，工程车辆的控制***用于控制行进机构。
本发明提供的工程车辆包括车体、行进机构和上述技术方案中的工程车辆的控制***，因此该工程车辆具有上述技术方案中提供的工程车辆的控制***的全部有益效果，在此不再赘述。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了本发明的一个实施例的工程车辆的控制方法的流程图；
图2示出了本发明的一个实施例的目标施工区域和待机区域的示意图；
图3示出了本发明的一个实施例的工程车辆准备就位的一个工况示意图；
图4示出了本发明的一个实施例的工程车辆准备就位的另一个工况示意图；
图5示出了本发明的一个实施例的工程车辆准备就位的又一个工况示意图；
图6示出了本发明的另一个实施例的工程车辆的控制方法的流程图；
图7示出了本发明的一个实施例的工程车辆沿第一泊车路径行驶的示意图；
图8示出了本发明的一个实施例的第一标准路径示意图；
图9示出了本发明的一个实施例的第一泊车路径示意图；
图10示出了本发明的一个实施例的另一个第一泊车路径示意图；
图11示出了本发明的一个实施例的又一个第一泊车路径示意图；
图12示出了本发明的又一个实施例的工程车辆的控制方法的流程图；
图13示出了本发明的一个实施例的在生成第二泊车路径时确认的工程车辆的可行驶范围的示意图；
图14示出了本发明的一个实施例的生成临时路径的示意图；
图15示出了本发明的一个实施例的生成第二泊车路径的流程图；
图16示出了本发明的一个实施例的工程车辆沿第二泊车路径行驶的示意图；
图17示出了本发明的一个实施例的工程车辆沿第二泊车路径行驶的另一个示意图；
图18示出了本发明的一个实施例的工程车辆沿第二泊车路径行驶的又一个示意图；
图19示出了本发明的一个实施例的工程车辆沿第二泊车路径行驶的再一个示意图；
图20示出了本发明的一个实施例的工程车辆沿第二泊车路径行驶的再一个示意图；
图21示出了本发明的再一个实施例的工程车辆的控制方法的流程图；
图22示出了本发明的一个实施例的生成第三泊车路径的流程图；
图23示出了本发明的一个实施例的第三泊车路径的示意图；
图24示出了根据本发明的一个实施例的工程车辆的控制***的示意框图；
图25示出了本发明的一个具体实施例的压路机控制方法的流程图；
图26示出了本发明的一个具体实施例的路径规划算法的流程图；
图27示出了本发明的一个具体实施例的非平行泊车路径规划方法的流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图27描述根据本发明一些实施例提供的工程车辆的控制方法、控制***和工程车辆。
实施例一：
如图1所示，在本发明的一个实施例中，提供了一种工程车辆的控制方法，包括：
S102，获取工程车辆的目标施工区域和目标位姿信息；
S104，获取与目标施工区域相邻接的待机区域，以及工程车辆的当前位姿信息；
S106，判断目标位姿信息与当前位姿信息是否一致，当判断结果为是时，则结束，否则执行S108；
S108，根据目标航向角和当前航向角确定转向角；
S110，基于转向角大于0的情况，根据目标位姿信息、当前位姿信息和待机区域控制工程车辆调整位姿，直至工程车辆到达目标坐标点，且工程车辆在目标坐标点的航向角与目标航向角相同。
本实施例提供的工程车辆的控制方法，首先，如图2所示，获取工程车辆的目标施工区域和待机区域，在确认工程车辆的就位调整范围后，获取工程车辆的当前位姿信息和所要达到的目标位姿信息。其中，如图3至图5所示，当前位姿信息包括工程车辆的当前坐标点和当前航向角θori，当前航向角θori为车辆处于当前坐标点时的车头朝向与预设方向的夹角，目标位姿信息包括工程车辆的目标坐标点和目标航向角θdes，目标航向角θdes为车辆处于目标坐标点时的车头朝向与预设方向的夹角。
当工程车辆的当前位姿信息和目标位姿信息一致，说明工程车辆已满足作业需求，无需进行进一步调整。若工程车辆的当前位姿信息和目标位姿信息不一致，则根据目标航向角θdes和当前航向角θori的差值绝对值进一步确定车辆的转向角β，若转向角β大于0，则需根据工程车辆的目标位姿信息、当前位姿信息和待机区域控制车辆在待机区域内快速调整位姿，使车辆快速到达目标坐标点，并使车辆在目标坐标点的航向角与目标航向角θdes相同。
本实施例提供的工程车辆的控制方法，在工程车辆调整位姿的过程中，无需人工参与，使工程车辆可以根据自动生成的路径快速调整位姿，避免了不必要的启停动作，降低了整体能耗与车辆部件磨损，并提升了工程车辆的就位速度，有效提高了施工效率。
实施例二：
如图6所示，在本发明的一个实施例中，提供了一种工程车辆的控制方法，包括：
S602，获取工程车辆的目标施工区域和目标位姿信息；
S604，获取与目标施工区域相邻接的待机区域，以及工程车辆的当前位姿信息；
S606，判断目标位姿信息与当前位姿信息是否一致，当判断结果为是时，则结束，否则执行S608；
S608，根据目标航向角和当前航向角确定转向角；
S610，基于转向角大于0的情况，将目标坐标点、目标航向角、当前坐标点和当前航向角从局部地图坐标系中换算至相对坐标系中；
S612，获取工程车辆的最小转弯半径、预设车速和达到最小转弯半径需要的时间；
S614，计算得到工程车辆从当前坐标点转向到达到最小转弯半径时走过的最大回旋曲线长度和转过的最大转角；
S616，根据目标坐标点、当前坐标点、转向角、最小转弯半径、最大回旋曲线长度和最大转角生成第一泊车路径；
S618，判断第一泊车路径是否超出待机区域，若判断结果为是，则结束，若判断结果为否，则执行S620；
S620，将第一泊车路径的坐标转回至局部地图坐标系下，控制工程车辆沿第一泊车路径行驶至目标坐标点，并使工程车辆在目标坐标点的航向角与目标航向角相同。
在该实施例中，如图2所示，可基于移动基站采集的信息，在局部地图坐标系中由人工输入目标施工区域和待机区域的电子围栏坐标以标定工程车辆的目标施工区域、待机区域及两个区域的交界处。在确认工程车辆的就位调整范围后，获取工程车辆的当前位姿信息和所要达到的目标位姿信息。其中，如图3至图5所示，当前位姿信息包括工程车辆的当前坐标点和当前航向角θori，当前航向角θori为车辆处于当前坐标点时的车头朝向与预设方向的夹角，工程车辆的当前位姿信息可由定位装置、传感器等设备实时进行采集。目标位姿信息包括工程车辆的目标坐标点和目标航向角θdes，目标航向角θdes为车辆处于目标坐标点时的车头朝向与预设方向的夹角。根据目标航向角θdes和当前航向角θori的差值可以确定工程车辆的转向角β。
具体实施例中，如图3所示，工程车辆可从待机区域的中心位置出发行驶至目标施工区域与待机区域的交界处，车辆的当前航向角θori为45度，车辆的目标航向角θdes为0度。如图4所示，工程车辆可从待机区域的右上方出发行驶至目标施工区域与待机区域的交界处，车辆的当前航向角θori为45度，车辆的目标航向角θdes为0度。如图5所示，工程车辆可从待机区域的右下方出发行驶至目标施工区域与待机区域的交界处，车辆的当前航向角θori为225度，车辆的目标航向角θdes为0度。
基于转向角β大于0的情况，在控制车辆行进前，首先将目标坐标点、目标航向角θdes、当前坐标点和当前航向角θori从局部地图坐标系中换算至以当前坐标点为原点、车辆在当前坐标点时的车头朝向为X轴正方向的相对坐标系中，相对坐标系下当前航向角θori为零，使用相对坐标系可使后续路径的生成可更加简单直观。坐标系转换完成后，获取工程车辆的最小转弯半径Rmin、预设车速V和车辆达到最小转弯半径时需要的时间T，其中，车辆达到最小转弯半径时需要的时间T为车辆方向盘达到最大转角所需的时间。
根据上述参数可计算得到工程车辆从当前坐标点转向到达到最小转弯半径时走过的最大回旋曲线长度Lmax和转过的最大转角αmax，其中，最大回旋曲线长度Lmax＝VT，最大转角
Figure BDA0002782452580000121
根据目标坐标点、当前坐标点、转向角β、最小转弯半径Rmin、最大回旋曲线长度Lmax和最大转角αmax可生成第一泊车路径。如图7所示，在第一泊车路径未超出待机区域120的情况下，即可将第一泊车路径的坐标转回原局部地图坐标系下，并控制工程车辆100沿第一泊车路径行驶至目标坐标点，且使当前航向角θori与目标航向角θdes相同。通过生成第一泊车路径并控制工程车辆沿第一泊车路径行驶，可快速调整车辆的位姿，相比于人工驾驶，降低了调整位姿时的行驶路径总长及行驶过程中的转向调整次数，进而降低了车辆能耗以及部件磨损。
进一步地，如图7所示，待机区域120的区域内还设有安全边界140，在判断第一泊车路径是否会超出待机区域120的基础上，可进一步判断第一泊车路径是否会超出安全边界140，以提升车辆调整位姿过程中的安全系数。
在该实施例中，在生成第一泊车路径时只需基于目标坐标点位于相对坐标系的第一象限的情况计算即可，也就是只计算车辆向左前方行驶的第一泊车路径。当目标坐标点位于相对坐标系的其他象限，则将目标坐标点对称至第一象限，得到对称目标坐标点，并生成相对应的对称第一泊车路径，随后将对称第一泊车路径对称至目标坐标点所在的原象限中即可得到第一泊车路径，可以有效节省计算资源，降低了路径生成的复杂度。
进一步地，根据转向角β所处的角度区间，可分五种情况生成第一泊车路径。
在本发明的一个实施例中，若转向角β大于0并小于等于2αmax，则根据转向角β、最大回旋曲线长度Lmax和最大转角αmax生成第一标准路径。具体地，如图8所示，第一标准路径包括第一回旋路径和第二回旋路径，第一回旋路径的长度和第二回旋路径的长度相同，均为
Figure BDA0002782452580000131
第一回旋路径从起点到终点转过的角度为转向角β的一半，第一回旋路径的起点位置的曲率为0，第一回旋路径的曲率从起点位置到终点位置逐渐增大，第一回旋路径的终点与第二回旋路径的起点相连，第二回旋路径从起点到终点转过的角度为转向角β的一半，第二回旋路径的终点位置的曲率为0，第二回旋路径的曲率从起点位置到终点位置逐渐减小。
若第一标准路径的首尾两端能直接连接当前坐标点和目标坐标点，则第一标准路径即为第一泊车路径，工程车辆可沿第一标准路径行驶以达到目标位姿。如图9所示，若第一标准路径的首尾两端不能直接连接当前坐标点和目标坐标点，则在相对坐标系下平移第一标准路径，并设置第一拼接直线以连接目标坐标点和当前坐标点，此时第一泊车路径为第一标准路径和第一拼接直线的组合。
具体实施例中，如图9所示，工程车辆的当前坐标点为(0，0)，目标坐标点为(5，1)，转向角β对应的弧度为0.2，第一泊车路径为平移后的第一标准路径和第一拼接直线的组合。
在本发明的一个实施例中，若转向角β大于2αmax并小于等于0.75π，则根据转向角β、最小转弯半径Rmin、最大回旋曲线长度Lmax和最大转角αmax生成第二标准路径。如图10所示，第二标准路径包括第三回旋路径、第一圆弧路径和第四回旋路径。第三回旋路径和第四回旋路径转过的角度均为最大转角αmax，第三回旋路径的长度和第四回旋路径的长度均为Lmax。第三回旋路径的起点位置曲率为0，第三回旋路径的终点位置曲率为1/Rmin，第三回旋路径的终点与第一圆弧路径的起点相连，第一圆弧路径转过的角度为β-2αmax，第一圆弧路径的曲率从起点位置到终点位置均为1/Rmin，第一圆弧路径的终点与第四回旋路径的起点相连，第四回旋路径的起点位置的曲率为1/Rmin，第四回旋路径的终点位置曲率为0。
若第二标准路径的首尾两端能直接连接当前坐标点和目标坐标点，则第二标准路径即为第一泊车路径，工程车辆可沿第二标准路径行驶以达到目标位姿。如图10所示，若第二标准路径的首尾两端不能直接连接当前坐标点和目标坐标点，则在相对坐标系下平移第二标准路径，并设置第二拼接直线以连接目标坐标点和当前坐标点，此时第一泊车路径为第二标准路径和第二拼接直线的组合。
具体实施例中，如图10所示，工程车辆的当前坐标点为(0，0)，目标坐标点为(10，4)，转向角β为0.25π，第一泊车路径为平移后的第二标准路径和第二拼接直线的组合。
在本发明的一个实施例中，若转向角β大于0.75π并小于等于π，则根据转向角β、最小转弯半径Rmin、最大回旋曲线长度Lmax和最大转角αmax生成第三标准路径和第四标准路径。其中，第三标准路径转过的角度为0.5π，第四标准路径转过的角度为β-0.5π。通过两段标准路径的配合，可确保转向角β较大时，车辆仍能顺利完成位姿调整。
其中，如图11所示，第三标准路径包括第五回旋路径、第二圆弧路径和第六回旋路径。第五回旋路径和第六回旋路径转过的角度均为最大转角αmax，第五回旋路径的长度和第六回旋路径的长度均为Lmax。第五回旋路径的起点位置曲率为0，第五回旋路径的终点位置曲率为1/Rmin，第五回旋路径的终点与第二圆弧路径的起点相连，第二圆弧路径转过的角度为0.5π-2αmax，第二圆弧路径的曲率从起点位置到终点位置均为1/Rmin，第二圆弧路径的终点与第六回旋路径的起点相连，第六回旋路径的起点位置的曲率为1/Rmin，第六回旋路径的终点位置曲率为0。
如图11所示，第四标准路径包括第七回旋路径、第三圆弧路径和第八回旋路径。第七回旋路径和第八回旋路径转过的角度均为最大转角αmax，第七回旋路径的长度和第八回旋路径的长度均为Lmax。第七回旋路径的起点位置曲率为0，第七回旋路径的终点位置曲率为1/Rmin，第七回旋路径的终点与第三圆弧路径的起点相连，第三圆弧路径转过的角度为β-0.5π-2αmax，第三圆弧路径的曲率从起点位置到终点位置均为1/Rmin，第三圆弧路径的终点与第八回旋路径的起点相连，第八回旋路径的起点位置的曲率为1/Rmin，第八回旋路径的终点位置曲率为0。
若第三标准路径和第四标准路径相连形成的连线的两端能直接连接当前坐标点和目标坐标点，则该连线即为第一泊车路径，工程车辆可沿该连线行驶以达到目标位姿。若第三标准路径和第四标准路径相连形成的连线的首尾两端不能直接连接当前坐标点和目标坐标点，则如图11所示，在相对坐标系下平移第三标准路径和/或第四标准路径，并设置第三拼接直线以连接目标坐标点和当前坐标点，此时第一泊车路径为第三标准路径、第四标准路径和第三拼接直线的组合。
具体实施例中，如图11所示，工程车辆的当前坐标点为(0，0)，目标坐标点为(6，2)，转向角β为
Figure BDA0002782452580000151
第一泊车路径为平移后的第三标准路径、平移后的第四标准路径和第三拼接直线的组合。
在本发明的一个实施例中，若转向角β大于π并小于等于1.5π，则根据转向角β、最小转弯半径Rmin、最大回旋曲线长度Lmax和最大转角αmax生成第五标准路径和第六标准路径。其中，第五标准路径转过的角度为0.75π，第四标准路径转过的角度为β-0.75π。通过两段标准路径的配合，可确保转向角β较大时，车辆仍能顺利完成位姿调整。
具体地，第五标准路径包括第九回旋路径、第四圆弧路径和第十回旋路径。其中，第九回旋路径和第十回旋路径转过的角度均为最大转角αmax，第九回旋路径的长度和第十回旋路径的长度均为Lmax。第九回旋路径的起点位置曲率为0，第九回旋路径的终点位置曲率为1/Rmin，第九回旋路径的终点与第四圆弧路径的起点相连，第四圆弧路径转过的角度为0.75π-2αmax，第四圆弧路径的曲率从起点位置到终点位置均为1/Rmin，第四圆弧路径的终点与第十回旋路径的起点相连，第十回旋路径的起点位置的曲率为1/Rmin，第十回旋路径的终点位置曲率为0。
第六标准路径包括第十一回旋路径、第五圆弧路径和第十二回旋路径。其中，第十一回旋路径和第十二回旋路径转过的角度均为最大转角αmax，第十一回旋路径的长度和第十二回旋路径的长度均为Lmax。第十一回旋路径的起点位置曲率为0，第十一回旋路径的终点位置曲率为1/Rmin，第十一回旋路径的终点与第五圆弧路径的起点相连，第五圆弧路径转过的角度为β-0.75π-2αmax，第五圆弧路径的曲率从起点位置到终点位置均为1/Rmin，第五圆弧路径的终点与第十二回旋路径的起点相连，第十二回旋路径的起点位置的曲率为1/Rmin，第十二回旋路径的终点位置曲率为0。
若第五标准路径和第六标准路径相连形成的连线的两端能直接连接当前坐标点和目标坐标点，则该连线即为第一泊车路径，工程车辆可沿该连线行驶以达到目标位姿。若第五标准路径和第六标准路径相连形成的连线的首尾两端不能直接连接当前坐标点和目标坐标点，则在相对坐标系下平移第五标准路径和/或第六标准路径，并设置第四拼接直线以连接目标坐标点和当前坐标点，此时第一泊车路径为第五标准路径、第六标准路径和第四拼接直线的组合。
在本发明的一个实施例中，若转向角β大于1.5π并小于等于2π，则根据转向角β、最小转弯半径Rmin、最大回旋曲线长度Lmax和最大转角αmax生成第七标准路径和第八标准路径。其中，第七标准路径转过的角度为0.25π，第八标准路径转过的角度为β-0.25π。通过两段标准路径的配合，可确保转向角β较大时，车辆仍能顺利完成位姿调整。
具体地，第七标准路径包括第十三回旋路径、第六圆弧路径和第十四回旋路径。其中，第十三回旋路径和第十四回旋路径转过的角度均为最大转角αmax，第十三回旋路径的长度和第十四回旋路径的长度均为Lmax。第十三回旋路径的起点位置曲率为0，第十三回旋路径的终点位置曲率为1/Rmin，第十三回旋路径的终点与第六圆弧路径的起点相连，第六圆弧路径转过的角度为0.25π-2αmax，第六圆弧路径的曲率从起点位置到终点位置均为1/Rmin，第六圆弧路径的终点与第十四回旋路径的起点相连，第十四回旋路径的起点位置的曲率为1/Rmin，第十四回旋路径的终点位置曲率为0。
第八标准路径包括第十五回旋路径、第七圆弧路径和第十六回旋路径。第十五回旋路径和第十六回旋路径转过的角度均为最大转角αmax，第十五回旋路径的长度和第十六回旋路径的长度均为Lmax。第十五回旋路径的起点位置曲率为0，第十五回旋路径的终点位置曲率为1/Rmin，第十五回旋路径的终点与第七圆弧路径的起点相连，第七圆弧路径转过的角度为β-0.25π-2αmax，第七圆弧路径的曲率从起点位置到终点位置均为1/Rmin，第七圆弧路径的终点与第十六回旋路径的起点相连，第十六回旋路径的起点位置的曲率为1/Rmin，第十六回旋路径的终点位置曲率为0。
若第七标准路径和第八标准路径相连形成的连线的两端能直接连接当前坐标点和目标坐标点，则该连线即为第一泊车路径，工程车辆可沿该连线行驶以达到目标位姿。若第七标准路径和第八标准路径相连形成的连线的首尾两端不能直接连接当前坐标点和目标坐标点，则在相对坐标系下平移第七标准路径和/或第八标准路径，并设置第五拼接直线以连接目标坐标点和当前坐标点，此时第一泊车路径为第七标准路径、第八标准路径和第五拼接直线的组合。
本实施例提供的工程车辆的控制方法，在工程车辆调整位姿的过程中，无需人工参与，使工程车辆可以根据自动生成的路径快速调整位姿，避免了不必要的启停动作，提升了工程车辆的就位速度，有效提高了施工效率，且生成的第一泊车路径从路径起点到路径终点的位置曲率连续，有利于车辆的跟踪，并可降低车辆在调整位姿的过程中急速调整方向带来的车辆部件损耗。
进一步地，在控制工程车辆沿第一泊车路径行驶时，实时获取工程车辆所行进的路线与第一泊车路径相比的偏离量，若偏离量超过预设阈值则控制工程车辆停车并发出提示信息。
实施例三：
如图12所示，在本发明的一个实施例中，提供了一种工程车辆的控制方法，包括：
S1202，获取工程车辆的目标施工区域和目标位姿信息；
S1204，获取与目标施工区域相邻接的待机区域，以及工程车辆的当前位姿信息；
S1206，判断目标位姿信息与当前位姿信息是否一致，当判断结果为是时，则结束，否则执行S1208；
S1208，根据目标航向角和当前航向角确定转向角；
S1210，基于转向角大于0的情况，将目标坐标点、目标航向角、当前坐标点和当前航向角从局部地图坐标系中换算至相对坐标系中；
S1212，获取工程车辆的最小转弯半径、预设车速和达到最小转弯半径需要的时间；
S1214，计算得到工程车辆从当前坐标点转向到达到最小转弯半径时走过的最大回旋曲线长度和转过的最大转角；
S1216，根据目标坐标点、当前坐标点、转向角、最小转弯半径、最大回旋曲线长度和最大转角生成第一泊车路径；
S1218，判断第一泊车路径是否超出待机区域，若判断结果为是，执行S1222，否则执行S1220；
S1220，将第一泊车路径的坐标转回至局部地图坐标系下，控制工程车辆沿第一泊车路径行驶至目标坐标点，并使工程车辆在目标坐标点的航向角与目标航向角相同；
S1222，根据最小转弯半径、待机区域和第一泊车路径，利用带修正项的贪心算法生成第二泊车路径；
S1224，将第二泊车路径的坐标转换回局部地图坐标系下，控制工程车辆沿第二泊车路径行驶至目标坐标点，并使工程车辆在目标坐标点的航向角与目标航向角相同。
在上述任一实施例中，进一步地，基于第一泊车路径超出待机区域的情况，则根据最小转弯半径、待机区域和第一泊车路径，利用带修正项的贪心算法生成第二泊车路径；控制工程车辆沿第二泊车路径行驶至目标坐标点，并使工程车辆在目标坐标点的航向角与目标航向角相同。
由于待机区域范围的限制，当生成的第一泊车路径超出待机区域，出于安全考虑，不能直接应用第一泊车路径控制工程车辆行驶。因此，如图13所示，还需根据由最小转弯半径Rmin和待机区域确定的临时路径，来确定工程车辆在待机区域内可行驶的范围，也即图13中的阴影部分。
具体地，如图13所示，以工程车辆从当前坐标点A处移动至目标坐标点C处为例，经计算生成的第一泊车路径为工程车辆从A处沿直线行驶至B处，再由B处沿曲线行驶至C处，而B处位于待机区域120之外，因此无法使用第一泊车路径控制工程车辆行驶。此时，根据最小转弯半径Rmin可生成沿四个方向延伸的临时路径，由临时路径和安全边界140围合成的阴影部分为车辆的可行驶范围。
进一步地，如图14所示，根据最小转弯半径、待机区域和第一泊车路径，利用带修正项的贪心算法生成第二泊车路径包括：
步骤1402，根据最小转弯半径和待机区域生成多条临时路径；
步骤1404，利用带修正项的贪心算法选择多条临时路径中的一条作为可执行路径；
步骤1406，控制工程车辆沿可执行路径行驶；
步骤1408，判断工程车辆在可执行路径终点的位姿是否与目标位姿信息相同，若判断结果为是，执行步骤1414，否则执行步骤1410；
步骤1410，根据工程车辆在可执行路径终点的坐标点、目标坐标点、转向角、最小转弯半径、最大回旋曲线长度和最大转角生成第一泊车路径；
步骤1412，判断第一泊车路径是否超出待机区域，若判断结果为是，执行步骤1402，否则执行步骤1414；
步骤1414，将一条或多条可执行路径和第一泊车路径相连，或将多条可执行路径相连得到第二泊车路径。
具体地，如图15所示，在根据临时路径确定可行驶的范围后，按照带修正项的贪心算法可从多条临时路径中选出一条作为可执行路径。以工程车辆从当前坐标点D处移动至目标坐标点F处为例，经计算生成的第一泊车路径为工程车辆从D处沿直线行驶至E处，再由E处沿曲线行驶至F处，而E处位于待机区域120之外，因此无法使用第一泊车路径控制工程车辆行驶。此时，根据最小转弯半径Rmin可生成沿四个方向延伸的临时路径，将按照4条临时路径行驶至安全边界140的位姿信息与目标位姿信息比较，根据带修正项的贪心算法，可以选出最优的临时路径，作为可执行路径。其中，可执行路径为临时路径1。
控制工程车辆沿临时路径1行驶至G处，车辆到达G处后，重新生成第一泊车路径，并判断新的第一泊车路径是否会超出待机区域120。如果超出，则在G处生成4条新的临时路径，选择新的最优的临时路径作为新的可执行路径，控制车辆沿新的可执行路径行驶，通过重复上述过程，直至工程车辆到达目标坐标点，且航向角达到目标航向角。
进一步地，带修正项的贪心算法的代价函数为：min(ω1|θdes-θ|+ω2|xd2s-x|+ω3Fcorner)，其中，θdes为目标航向角，θ为工程车辆沿临时路径行驶时的实时航向角，xdes为目标坐标点的横坐标，x为工程车辆沿临时路径行驶时的实时横坐标，Fcorner是取值为0或1的变量，ω1为第一权重系数，ω2为第二权重系数，ω3为第三权重系数。
具体地，带修正项的贪心算法的代价函数第一项表示工程车辆沿临时路径行驶时的实时航向角与目标航向角之差，是该代价函数中优先级最高的项，当函数被执行时，优先选择使得航向角之差缩小速度最快的临时路径作为可执行路径。函数的第二项为一个修正项，表示工程车辆沿临时路径行驶时的实时横坐标与目标坐标点横坐标的差值，当多条临时路径的实时航向角与目标航向角之差相互接近时，则选择临时路径的实时横坐标与目标坐标点横坐标差值最小的一条。函数的第三项也为一个修正项，其中，Fcorner是取值为0或1的变量，当Fcorner为1时，表示工程车辆会行驶至待机区域的角落，当Fcorner为0时，表示工程车辆不会行驶至待机区域的角落，设置此项可避免车辆在调整位姿的过程中驶入机区域的角落。函数中的ω1、ω2和ω3分别是对应各项的可调权重系数，在生成第二泊车路径前，操作人员可根据车辆的具体调整需要灵活设置上述权重系数的值。
如图16至图20所示，将第二泊车路径的坐标转换回局部地图坐标系后，控制工程车辆100在待机区域120的安全边界140内沿第二泊车路径行驶，能够快速调整工程车辆的位姿直至当前航向角θori与目标航向角θdes相同，并能避免车辆驶入待机区域的死角，降低工程车辆的能耗和部件磨损的同时还可避免工程车辆驶离待机区域，进而降低了安全隐患。
进一步地，在控制工程车辆沿第二泊车路径行驶时，实时获取工程车辆所行进的路线与第二泊车路径相比的偏离量，若偏离量超过预设阈值则控制工程车辆停车并发出提示信息。
实施例四：
如图21所示，在本发明的一个实施例中，提供了一种工程车辆的控制方法，包括：
S2102，获取工程车辆的目标施工区域和目标位姿信息；
S2104，获取与目标施工区域相邻接的待机区域，以及工程车辆的当前位姿信息；
S2106，判断目标位姿信息与当前位姿信息是否一致，当判断结果为是时，则结束，否则执行S2108；
S2108，根据目标航向角和当前航向角确定转向角；
S2110，判断转向角是否大于0，当判断结果为是时，执行S2112，否则执行S2114；
S2112，根据目标位姿信息、当前位姿信息和待机区域控制工程车辆调整位姿，直至当前航向角与目标航向角相同；
S2114，判断工程车辆的车身是否全部位于目标施工区域的宽度范围内，当判断结果为是时，执行S2116，否则执行S2118；
S2116，控制工程车辆沿直线行驶向目标施工区域；
S2118，根据当前坐标点和目标坐标点在预设路径图谱中匹配得到预设路径以生成第三泊车路径，控制工程车辆沿第三泊车路径行驶至目标坐标点。
在上述任一实施例中，当工程车辆的当前航向角与目标航向角相同，则判断工程车辆的车身是否全部位于目标施工区域的宽度范围内，若判断结果为是，则此时工程车辆无需进行任何转向操作，可以沿直线直接行驶向目标施工区域完成就位。若判断结果为否，说明工程车辆需要进一步地调整位姿，此时根据车辆的当前坐标点和目标坐标点在预设路径图谱中匹配得到预设路径可以生成第三泊车路径。其中，预设图谱中包括多条预设路径，多条预设路径的起点均为工程车辆的当前坐标点，对于指定的一个纵坐标值，对应其中一条预设路径。控制车辆沿第三路径行驶至目标坐标点，并使当前航向角与目标航向角相同。整个调整过程无需人工参与，工程车辆可根据自动生成的第三泊车路径快速完成就位，提高了施工效率并降低了车辆的整体能耗和部件磨损。
进一步地，如图22所示，根据当前坐标点和目标坐标点在预设路径图谱中匹配得到预设路径以生成第三泊车路径，包括：
S2202，设置预设路径的执行次数为1；
S2204，设置临时泊车宽度，临时泊车宽度为目标坐标点的纵坐标和预设路径的执行次数的比值；
S2206，在预设路径图谱中匹配得到终点纵坐标最接近临时泊车宽度的预设路径；
S2208，判断预设路径终点的横坐标是否小于目标坐标点的横坐标，若判断结果为是，执行S2212，否则执行S2210；
S2210，令预设路径的执行次数增加1，并执行S2204；
S2212，根据预设路径的执行次数执行预设路径以生成第三泊车路径。
具体地，在匹配预设路径时，首先设置预设路径的执行次数的初始值为1，并根据目标坐标点的纵坐标与预设路径的执行次数之比设置临时泊车宽度，根据临时泊车宽度可在预设图谱中匹配到一条与该临时泊车宽度对应的预设路径，随后判断该预设路径终点的横坐标是否小于目标坐标点的横坐标。如果判断结果为是，说明此预设路径未超出待机区域，此时，执行此路径1次即可生成第三泊车路径。若判断结果为否，说明此预设路径超出了待机区域，直接控制车辆沿该预设路径行驶会带来安全隐患，此时，将临时泊车宽度进行二等分，对应地，预设路径的执行次数增加到2，随后可在预设图谱中匹配得到与二等分的临时泊车宽度对应的新的预设路径，并判断新的预设路径终点的横坐标是否小于目标坐标点的横坐标。依次类推，若临时泊车深度进行N等分后，得到了位于待机区域内的预设路径，则将该预设路径执行N次以生成第三泊车路径。
具体实施例中，如图23所示，工程车辆的当前坐标点为(10，2.5)，目标坐标点为(8，10)，在预设图谱中匹配得到与二等分的临时泊车深度对应的预设路径后，将该预设路径执行2次生成第三泊车路径。
进一步地，在控制工程车辆沿第三泊车路径行驶时，实时获取工程车辆所行进的路线与第三泊车路径相比的偏离量，若偏离量超过预设阈值则控制工程车辆停车并发出提示信息。
实施例五：
如图24所示，在本发明的一个实施例中，提供了一种工程车辆的控制***200，包括存储器202和处理器204；存储器202被配置为适于存储计算机程序；处理器204被配置为适于执行计算机程序以实现如上述任一实施例中提供的控制方法。
在该实施例中，工程车辆的控制***200包括存储器202和处理器204，并籍此实现如上述任一实施例中提供的控制方法，因此，该工程车辆的控制***200包括如上述任一实施例中提供的控制方法的全部有益效果。
具体地，在工程车辆调整位姿的过程中，无需人工参与，使工程车辆可以根据自动生成的路径在待机区域内快速调整位姿，避免了不必要的启停动作，降低了整体能耗与车辆部件磨损，并提升了工程车辆的就位速度，有效提高了施工效率。
实施例六：
在本发明的一个实施例中，进一步地，提供了一种工程车辆，包括车体、行进机构和上述实施例中的工程车辆的控制***200。其中，行进机构设置于车体上，工程车辆的控制***200与行进机构电连接，工程车辆的控制***200用于控制行进机构。
本实施例提供的工程车辆包括车体、行进机构和上述实施例中的工程车辆的控制***200。因此该工程车辆具有上述实施例中提供的工程车辆的控制***200的全部有益效果，在此不再赘述。
具体实施例：
如图25所示，在本发明的一个具体实施例中，进一步地，以控制压路机就位为例，其工作步骤如下：
1)手动输入表示待机区域、目标施工区域的电子围栏坐标、压路机的目标坐标点及目标航向角到路径规划算法中；
2)控制器采集压路机的当前坐标点和当前航向角并自动输入到路径规划算法中；
3)根据路径规划算法计算出就位路径；
4)下发就位路径到压路机控制器；
5)控制器控制压路机前进、后退、转向、停车，使压路机按照就位路径行进；
6)控制器判断压路机的位置和航向角是否达到目标坐标点和目标航向角，如果达到则停车结束，否则判断压路机与就位路径的偏离量；
7)如果偏离量超过指定的阈值则停车，在输出偏差提示后结束，如果偏离量在指定阈值内则继续按照就位路径行进直到压路机达到目标坐标点和目标航向角。
具体地，如图26所示，路径规划算法如下：
1)首先判断压路机的当前位姿是否在待机区域的安全边界之内，为转向流出空间上的裕度，若压路机不在安全边界之内，则提示驾驶员挪动压路机，直至压路机的位姿位于安全边界内；
2)当压路机在安全边界之内，判断压路机的当前位姿是否与目标位姿重合，若重合，则无需规划路径，算法终止，否则根据当前位姿信息和目标位姿信息继续规划路径；
3)压路机的当前位姿与目标位姿不重合时，判断当前航向角和目标航向角是否相等，若不相等则调用非平行泊车路径规划方法生成一段路径，直至行驶至目标位姿或安全边界，截断该路径回到步骤2)，若相等则继续判断压路机车身是否全部处于目标施工区域的宽度范围之内，若在范围之内，则让压路机直接开往待机区域与目标施工区域交界处即可，算法终止，不然，调用平行泊车路径规划方法生成路径，采用多次平行泊车直至压路机到达目标位姿，算法终止。
在该路径规划算法中，为了保证路径的曲率连续，规划的每段路径均采用回旋曲线、半径为压路机最小转弯半径的圆弧和直线拼接得出。
进一步地，如图27所示，非平行泊车路径规划方法如下：
1)将局部地图坐标系下的当前位姿和目标位姿换算到以当前坐标点为原点的相对坐标系下；
2)根据目标位姿生成一条不考虑空间约束的无碰撞路径(即第一泊车路径)；
3)判断无碰撞路径是否位于待机区域内，若判断结果为是，则把无碰撞路径作为最终的实际路径，否则在压路机当前的可执行(可行驶)范围内按照一种带修正项的贪心算法生成一段可执行路径(即第二泊车路径)，将该可执行路径作为实际路径；
4)将实际路径转回到局部地图坐标系下。
进一步地，平行泊车路径规划方法如下：
1)根据压路机当前坐标点与目标坐标点的横坐标差值判断能否一次平行泊车到位；
2)若能够一次平行泊车到位，则将压路机平行就位，否则将该差值二等分，回到步骤1)，若二等分后的差值仍然无法满足平行泊车需求，则将该差值继续N等分，最后通过N次平行泊车使压路机就位。
在该具体实施例中，通过根据路径规划算法计算出的就位路径控制压路机就位，优化了压路机就位时的路径，减少了能耗和磨损，并且能够提前预判压路机是否会开进死角，降低了驾驶员工作的难度，提高了施工效率。
本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种工程车辆的控制方法，其特征在于，包括：
获取所述工程车辆的目标施工区域和目标位姿信息，所述目标位姿信息包括所述工程车辆的目标坐标点和目标航向角；
获取与所述目标施工区域相邻接的待机区域，以及所述工程车辆的当前位姿信息，所述当前位姿信息包括所述工程车辆的当前坐标点和当前航向角；
判断所述目标位姿信息与所述当前位姿信息是否一致；
基于判断结果为否的情况，根据所述目标航向角和所述当前航向角确定转向角；
基于所述转向角大于0的情况，根据所述目标位姿信息、所述当前位姿信息和所述待机区域控制所述工程车辆调整位姿，直至所述工程车辆到达所述目标坐标点，且所述工程车辆在所述目标坐标点的航向角与所述目标航向角相同；
所述根据所述目标位姿信息、所述当前位姿信息和所述待机区域控制所述工程车辆调整位姿，直至所述工程车辆到达所述目标坐标点，且所述工程车辆在所述目标坐标点的航向角与所述目标航向角相同，包括：
将所述目标坐标点、所述目标航向角、所述当前坐标点和所述当前航向角从局部地图坐标系中换算至相对坐标系中；
所述相对坐标系的原点为所述当前坐标点，在所述相对坐标系下，所述当前航向角为零；
获取所述工程车辆的最小转弯半径、预设车速和达到所述最小转弯半径需要的时间，计算得到所述工程车辆从所述当前坐标点转向到达到所述最小转弯半径时走过的最大回旋曲线长度和转过的最大转角；
根据所述目标坐标点、所述当前坐标点、所述转向角、所述最小转弯半径、所述最大回旋曲线长度和所述最大转角生成第一泊车路径；
判断所述第一泊车路径是否超出所述待机区域；
基于所述第一泊车路径未超出所述待机区域的情况，将所述第一泊车路径的坐标转回至所述局部地图坐标系下，控制所述工程车辆沿所述第一泊车路径行驶至所述目标坐标点，并使所述工程车辆在所述目标坐标点的航向角与所述目标航向角相同；
所述根据所述目标坐标点、所述当前坐标点、所述转向角、所述最小转弯半径、所述最大回旋曲线长度和所述最大转角生成第一泊车路径，包括：
基于所述转向角大于0并小于等于2倍的所述最大转角的情况，根据所述转向角、所述最大回旋曲线长度和所述最大转角生成第一标准路径；
所述第一标准路径包括第一回旋路径和第二回旋路径，所述第一回旋路径的终点与所述第二回旋路径的起点相连，所述第一回旋路径的终点曲率与所述第二回旋路径的起点曲率相同；
基于所述第一标准路径的两端能够直接连接所述当前坐标点和所述目标坐标点的情况，则所述第一泊车路径为所述第一标准路径；
基于所述第一标准路径的两端不能直接连接所述当前坐标点和所述目标坐标点的情况，则平移所述第一标准路径，并设置第一拼接直线以连接所述当前坐标点和所述目标坐标点，所述第一泊车路径为所述第一标准路径和所述第一拼接直线的组合。
2.根据权利要求1所述的工程车辆的控制方法，其特征在于，包括：
当所述目标坐标点位于所述相对坐标系的第一象限，则直接在所述第一象限中生成所述第一泊车路径；
当所述目标坐标点位于所述相对坐标系的其他象限，则将所述目标坐标点对称至所述第一象限，得到对称目标坐标点，根据所述对称目标坐标点生成对称第一泊车路径，将所述对称第一泊车路径对称至所述目标坐标点所在的原象限中得到所述第一泊车路径。
3.根据权利要求1所述的工程车辆的控制方法，其特征在于，所述根据所述目标坐标点、所述当前坐标点、所述转向角、所述最小转弯半径、所述最大回旋曲线长度和所述最大转角生成第一泊车路径，包括：
基于所述转向角大于2倍的所述最大转角并小于等于0.75π的情况，根据所述转向角、所述最小转弯半径、所述最大回旋曲线长度和所述最大转角生成第二标准路径；
所述第二标准路径包括第三回旋路径、第一圆弧路径和第四回旋路径，所述第三回旋路径的终点与所述第一圆弧路径的起点相连，所述第三回旋路径的终点曲率与所述第一圆弧路径的起点曲率相同，所述第一圆弧路径的终点与所述第四回旋路径的起点相连，所述第一圆弧路径的终点曲率与所述第四回旋路径的起点曲率相同；
基于所述第二标准路径的两端能够直接连接所述当前坐标点和所述目标坐标点的情况，则所述第一泊车路径为所述第二标准路径；
基于所述第二标准路径的两端不能直接连接所述当前坐标点和所述目标坐标点的情况，则平移所述第二标准路径，并设置第二拼接直线以连接所述当前坐标点和所述目标坐标点，所述第一泊车路径为所述第二标准路径和所述第二拼接直线的组合。
4.根据权利要求1所述的工程车辆的控制方法，其特征在于，所述根据所述目标坐标点、所述当前坐标点、所述转向角、所述最小转弯半径、所述最大回旋曲线长度和所述最大转角生成第一泊车路径，包括：
基于所述转向角大于0.75π并小于等于π的情况，根据所述转向角、所述最小转弯半径、所述最大回旋曲线长度和所述最大转角生成第三标准路径和第四标准路径，其中所述第三标准路径转过的角度为0.5π，所述第四标准路径转过的角度为所述转向角减去0.5π；
所述第三标准路径包括第五回旋路径、第二圆弧路径和第六回旋路径，所述第五回旋路径的终点与所述第二圆弧路径的起点相连，所述第五回旋路径的终点曲率与所述第二圆弧路径的起点曲率相同，所述第二圆弧路径的终点与所述第六回旋路径的起点相连，所述第二圆弧路径的终点曲率与所述第六回旋路径的起点曲率相同；
所述第四标准路径包括第七回旋路径、第三圆弧路径和第八回旋路径，所述第七回旋路径的终点与所述第三圆弧路径的起点相连，所述第七回旋路径的终点曲率与所述第三圆弧路径的起点曲率相同，所述第三圆弧路径的终点与所述第八回旋路径的起点相连，所述第三圆弧路径的终点曲率与所述第八回旋路径的起点曲率相同；
所述第六回旋路径的终点曲率与所述第七回旋路径的起点曲率相同；
基于所述第三标准路径与所述第四标准路径相连形成的连线两端能够直接连接所述当前坐标点和所述目标坐标点的情况，则所述第一泊车路径为所述第三标准路径和所述第四标准路径相连形成的连线；
基于所述第三标准路径与所述第四标准路径相连形成的连线两端不能直接连接所述当前坐标点和所述目标坐标点的情况，则平移所述第三标准路径和/或所述第四标准路径，并设置第三拼接直线以连接所述当前坐标点和所述目标坐标点，所述第一泊车路径为所述第三标准路径、所述第四标准路径和所述第三拼接直线的组合。
5.根据权利要求1所述的工程车辆的控制方法，其特征在于，所述根据所述目标坐标点、所述当前坐标点、所述转向角、所述最小转弯半径、所述最大回旋曲线长度和所述最大转角生成第一泊车路径，包括：
基于所述转向角大于π并小于等于1.5π的情况，根据所述转向角、所述最小转弯半径、所述最大回旋曲线长度和所述最大转角生成第五标准路径和第六标准路径，其中所述第五标准路径转过的角度为0.75π，所述第六标准路径转过的角度为所述转向角减去0.75π；
所述第五标准路径包括第九回旋路径、第四圆弧路径和第十回旋路径，所述第九回旋路径的终点与所述第四圆弧路径的起点相连，所述第九回旋路径的终点曲率与所述第四圆弧路径的起点曲率相同，所述第四圆弧路径的终点与所述第十回旋路径的起点相连，所述第四圆弧路径的终点曲率与所述第十回旋路径的起点曲率相同；
所述第六标准路径包括第十一回旋路径、第五圆弧路径和第十二回旋路径，所述第十一回旋路径的终点与所述第五圆弧路径的起点相连，所述第十一回旋路径的终点曲率与所述第五圆弧路径的起点曲率相同，所述第五圆弧路径的终点与所述第十二回旋路径的起点相连，所述第五圆弧路径的终点曲率与所述第十二回旋路径的起点曲率相同；
所述第十回旋路径的终点曲率与所述第十一回旋路径的起点曲率相同；
基于所述第五标准路径与所述第六标准路径相连形成的连线两端能够直接连接所述当前坐标点和所述目标坐标点的情况，则所述第一泊车路径为所述第五标准路径和所述第六标准路径相连形成的连线；
基于所述第五标准路径与所述第六标准路径相连形成的连线两端不能直接连接所述当前坐标点和所述目标坐标点的情况，则平移所述第五标准路径和/或所述第六标准路径，并设置第四拼接直线以连接所述当前坐标点和所述目标坐标点，所述第一泊车路径为所述第五标准路径、所述第六标准路径和所述第四拼接直线的组合。
6.根据权利要求1所述的工程车辆的控制方法，其特征在于，所述根据所述目标坐标点、所述当前坐标点、所述转向角、所述最小转弯半径、所述最大回旋曲线长度和所述最大转角生成第一泊车路径，包括：
基于所述转向角大于1.5π并小于等于2π的情况，根据所述转向角、所述最小转弯半径、所述最大回旋曲线长度和所述最大转角生成第七标准路径和第八标准路径，其中所述第七标准路径转过的角度为0.25π，所述第八标准路径转过的角度为所述转向角减去0.25π；
所述第七标准路径包括第十三回旋路径、第六圆弧路径和第十四回旋路径，所述第十三回旋路径的终点与所述第六圆弧路径的起点相连，所述第十三回旋路径的终点曲率与所述第六圆弧路径的起点曲率相同，所述第六圆弧路径的终点与所述第十四回旋路径的起点相连，所述第六圆弧路径的终点曲率与所述第十四回旋路径的起点曲率相同；
所述第八标准路径包括第十五回旋路径、第七圆弧路径和第十六回旋路径，所述第十五回旋路径的终点与所述第七圆弧路径的起点相连，所述第十五回旋路径的终点曲率与所述第七圆弧路径的起点曲率相同，所述第七圆弧路径的终点与所述第十六回旋路径的起点相连，所述第七圆弧路径的终点曲率与所述第十六回旋路径的起点曲率相同；
所述第十四回旋路径的终点曲率与所述第十五回旋路径的起点曲率相同；
基于所述第七标准路径与所述第八标准路径相连形成的连线两端能够直接连接所述当前坐标点和所述目标坐标点的情况，则所述第一泊车路径为所述第七标准路径和所述第八标准路径相连形成的连线；
基于所述第七标准路径与所述第八标准路径相连形成的连线两端不能直接连接所述当前坐标点和所述目标坐标点的情况，则平移所述第七标准路径和/或所述第八标准路径，并设置第五拼接直线以连接所述当前坐标点和所述目标坐标点，所述第一泊车路径为所述第七标准路径、所述第八标准路径和所述第五拼接直线的组合。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的工程车辆的控制方法，其特征在于，还包括：
基于所述第一泊车路径超出所述待机区域的情况，则根据所述最小转弯半径、所述待机区域和所述第一泊车路径，利用带修正项的贪心算法生成第二泊车路径；
控制所述工程车辆沿所述第二泊车路径行驶至所述目标坐标点，并使所述工程车辆在所述目标坐标点的航向角与所述目标航向角相同。
8.根据权利要求7所述的工程车辆的控制方法，其特征在于，所述根据所述最小转弯半径和所述待机区域，利用带修正项的贪心算法生成第二泊车路径包括：
步骤1002，根据所述最小转弯半径和所述待机区域生成多条临时路径；
步骤1004，利用带修正项的贪心算法选择多条所述临时路径中的一条作为可执行路径；
步骤1006，控制所述工程车辆沿所述可执行路径行驶；
步骤1008，判断所述工程车辆在所述可执行路径终点的位姿是否与所述目标位姿信息相同，若判断结果为是，执行步骤1014，否则执行步骤1010；
步骤1010，根据所述工程车辆在所述可执行路径终点的坐标点、所述目标坐标点、所述转向角、所述最小转弯半径、所述最大回旋曲线长度和所述最大转角生成第一泊车路径；
步骤1012，判断所述第一泊车路径是否超出所述待机区域，若判断结果为是，执行步骤1002，否则执行步骤1014；
步骤1014，将一条或多条所述可执行路径和所述第一泊车路径相连，或将多条可执行路径相连得到第二泊车路径；
其中，所述带修正项的贪心算法的代价函数为：
min(ω1|θdes-θ|+ω2|xdes-x|+ω3Fcorner)；
其中，θdes为目标航向角，θ为所述工程车辆沿所述临时路径行驶时的实时航向角，xdes为目标坐标点的横坐标，x为所述工程车辆沿所述临时路径行驶时的实时横坐标，Fcorner是取值为0或1的变量，ω1为第一权重系数，ω2为第二权重系数，ω3为第三权重系数。
9.根据权利要求1所述的工程车辆的控制方法，其特征在于，还包括：
基于所述转向角为0的情况，判断所述工程车辆的车身是否全部位于所述目标施工区域的宽度范围内；
若所述工程车辆的车身全部位于所述目标施工区域的宽度范围内，则控制所述工程车辆沿直线行驶向所述目标施工区域；
若所述工程车辆的车身并非全部位于所述目标施工区域的宽度范围内，则根据所述当前坐标点和所述目标坐标点在预设路径图谱中匹配得到预设路径以生成第三泊车路径，控制所述工程车辆沿所述第三泊车路径行驶至所述目标坐标点。
10.一种工程车辆的控制***，其特征在于，包括：
存储器，所述存储器被配置为适于存储计算机程序；
处理器，所述处理器被配置为适于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至9中任一项所述的工程车辆的控制方法。
11.一种工程车辆，其特征在于，包括：
车体；
行进机构，设置于所述车体上；
如权利要求10所述的工程车辆的控制***，所述工程车辆的控制***与所述行进机构电连接，所述工程车辆的控制***用于控制所述行进机构。
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