CN107390692A - 一种无人驾驶控制方法以及基于无人驾驶控制方法的土石方压实施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种无人驾驶控制方法以及基于无人驾驶控制方法的土石方压实施工方法，获取指挥中心预设的行驶路线，并在控制装置屏幕上以工作坐标的形式显示预设行驶路线信息；被控对象依据预设行驶路线信息行驶，控制装置实时获得被控对象的位置并转换为工作坐标；控制装置将所述位置信息与预设行驶路线信息进行比较判断是否偏离预设路线；当所述位置信息偏离预设路线时，控制装置发出纠偏控制指令，使设备按照预设的行驶路线行驶。指挥中心实时接收车载控制装置以工作坐标形式上传的位置信息，通过对活动区域的分析，规划移动对象活动路径；显示移动对象的当前位置，行驶轨迹图；并将位置数据、振动数据用户指定数据，通过网络发送到控制装置。
Description
技术领域
本发明涉及无人驾驶技术领域，尤其涉及一种无人驾驶控制方法以及基于无人驾驶控制方法的土石方压实施工方法。
背景技术
随着社会的发展和人类的进步，无人驾驶技术正越来越多的参与到人们的生活当中。无论是现在正积极改进的无人驾驶汽车技术；还是现在发展迅猛的智能施工领域；或是代替人类进入危险易爆有辐射的现场进行工作的机器等等，都会应用的无人驾驶控制系统控制相应的被控对象运行。
现有技术中，申请号为CN201110007154.X，一种用于无人驾驶汽车局部路径规划的装置及方法，该装置包括环境感知装置、斥力计算装置、引力计算装置、合力方向角度计算装置和方向盘转角计算装置，其通过环境感知装置探测障碍物，建立道路边界模型和道路中心线模型；斥力计算装置建立斥力点函数和计算斥力；引力计算装置建立引力点函数和计算引力；合力方向角度计算装置计算斥力和引力的合力的方向角度；方向盘转角计算装置根据合力的方向角度和转向系统传动比确定方向盘转角。该方法不仅消除了人工势场法中由于斥力和引力在同一个方向时产生的陷入局部极小和路径震荡的问题，而且可对车辆因不确定因素干扰所引起的行驶路径偏离进行实时纠正。
其解决无人驾驶的方式是基于斥力计算、引力计算、合力方向角度计算和方向盘转角计算来实现，无法全方位获取移动对象的当前位置，行驶轨迹图；也无法获取移动对象的位置数据、振动数据。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种无人驾驶控制方法，无人驾驶控制方法包括：
无人驾驶控制方法包括：
控制装置获取指挥中心预设的行驶路线，并在控制对象屏幕上以工作坐标的形式显示预设行驶路线信息；
控制对象依据预设行驶路线信息行驶，控制装置实时获得被控对象的位置并转换为工作坐标；同时，控制装置将所述位置信息与预设行驶路线信息进行比较判断是否偏离预设路线；当所述位置信息偏离预设路线时，控制装置发出纠偏控制指令，使设备按照预设的行驶路线行驶。
优选地，控制装置通过TCP/IP协议实时将位置信息上传控制装置；
控制装置通过CAN-BUS协议向被控对象控制器传输动作控制指令。
优选地，控制装置获取指挥中心预设的行驶路线，并在控制对象屏幕上以工作坐标的形式显示预设行驶路线信息之后还包括：
控制装置控制被控对象依据预设的行驶路线信息行驶；
所述被控对象为碾压机，碾压机的左前端设有第一GNSS天线，碾压机的右前端设有第二GNSS天线，第一GNSS天线和第二GNSS天线设置在同一条直线上，第一GNSS天线与水平面的高度和第二GNSS天线与水平面的高度相等；碾压机碾轮设有第一位置，第一位置与第一GNSS天线在同一条直线上，碾压机碾轮设有第二位置，第二位置与第二GNSS天线在同一条直线上。
优选地，控制装置接收到两个GNSS天线发送来的位置数据后进行数据分析和运算，步骤包括：
1)、基于倾斜角计算GNSS数据；
2)、检测到碾压机后退时所做的实时调整，计算两车轮之间中点的位置是否在规定路径上；
3)、判断控制对象是否到达规定两端点的数据；
4)、限制控制对象在规定边界之间施工的路径数据修正分析。
优选地，步骤1还包括：倾斜角后GNSS数据的计算，分为八种模式：
α°为碾轮与地面的倾斜角；
L为第一GNSS天线到地面的垂直高度；
(x0,y0)为第一GNSS天线的点坐标；
(x2,y2)为第一位置接触地面的点坐标；
控制装置控制碾压机沿着X轴的正方向行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
控制装置控制碾压机沿着X轴的正方向与Y轴的正方向之间的区域行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
控制装置控制碾压机沿着Y轴的正方向行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
控制装置控制碾压机沿着X轴的负方向与Y轴的正方向之间的区域行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
控制装置控制碾压机沿着X轴的负方向行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
控制装置控制碾压机沿着X轴的负方向与Y轴的负方向之间的区域行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°＜0的倾斜角；
控制装置控制碾压机沿着Y轴的负方向行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
控制装置控制碾压机沿着X轴的正方向与Y轴的负方向之间的区域时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角。
步骤1(x2,y2)的计算是为了将天线的点坐标，换算为碾轮与地面的接触点的点坐标，减小路面不平对输出坐标的影响。优选地，步骤2还包括：
控制装置控制碾压机进行倒退换带时所进行的实时调整,计算D点坐标信息(xD,yD),判断碾压机在后退时车轮之间的中轴线是否偏离规定路径：
θ角为前轮与车体的夹角；
∠ol为碾压机行进方向；
m为碾压机碾轮的长度，A点为第一位置，B点为碾压机碾轮的中点，C点碾压机转向轴的轴心，D点为碾压机两车轮中点；xA,yA分别为A点在工作坐标中的坐标位置，xB,yB,分别为B点在工作坐标中的坐标位置，xC,yC,分别为C点在工作坐标中的坐标位置,d为B点与C点之间的距离；
B点在工作坐标中的位置获取方式为：
C点在工作坐标中的位置获取方式为：
∠o＝head+180°
D点在工作坐标中的位置获取方式为：
Head'＝head+180°—θ
优选地，步骤3还包括：控制装置判断控制对象是否在规定两端点进行施工；
设置判断起点为点E，判断终点为点F；起点E和终点F之间形成行驶路线L3，Kef为行驶路线L3的斜率；在起点E上设置一条直线L1，在终点F上设置一条直线L2，直线L1和直线L2相互平行，且直线L1和直线L2分别与行驶路线L3垂直；
直线L1的表现形式为XL1＝YL1k L1+b L1
直线L2的表现形式为XL2＝YL2k L2+b L2
被控对象从起点E向终点F行驶时，控制装置实时获取被控对象的坐标值，将被控对象坐标值中的Y值代入XL2＝YL2k L2+b L2，得到计算后的X值，如果计算后的X值等于预设阈值，则不需要调整；当计算后的X值超出预设阈值，则调整被控对象的行驶路线；
被控对象从终点F向起点E行驶时，控制装置实时获取被控对象的坐标值，将被控对象坐标值中的Y值代入XL1＝YL1k L1+b L1，得到计算后的X值，如果计算后的X值等于预设阈值，则不需要调整；当计算后的X值大于预设阈值，则调整被控对象的行驶路线。
优选地，步骤还包括：
控制装置实时接收以工作坐标形式上传的位置信息，并将所述位置信息与预设行驶路线信息进行比较判断是否偏离预设路线；控制装置设置行驶线路验证坐标，控制装置设置行驶路线的第一边界线和第二边界线；被控对象在第一边界线和第二边界线之间行驶时，控制装置不对被控对象的航向进行调整；当被控对象的行驶线路超出第一边界线或第二边界线时，控制装置向被控对象发出控制指令，控制被控对象调整行驶路线，行驶到第一边界线和第二边界线之间的区域内。
一种基于无人驾驶控制方法的土石方压实施工方法，方法包括：
S21，在施工区域，使用GNSS终端采集施工区域坐标，通过移动通信终端保存，并发送到指挥中心，确定本次施工区域；
S22，设置施工对象的施工参数，施工参数包括静碾遍数、动碾遍数、碾压频率、碾压条带宽度，碾压条带搭接宽度、碾压速度；
S23，在施工区域内，预设碾压机施工路径；
S24，通过安装在碾压机的控制装置，向指挥中心发送指令，获取本次的施工任务，施工任务包括施工路径，施工参数；
S25，碾压机的控制装置根据获取到的任务，从起始点开始按照施工标准，沿预设的施工路径进行施工，发生偏离时，基于无人驾驶控制方法进行自动调整，直到完成获取到的施工任务；在施工过程中，将碾压机实时坐标、施工参数通过无线网络实时发送到指挥中心；
S26，服务器的应用程序，调用回传数据，实时计算出碾压机的位置、施工参数等信息，同时将碾压机的预设轨迹，实施轨迹，施工参数等显示在控制装置的显示屏上；
S27，碾压机按照预设的施工路径完成施工，控制装置将施工区域的施工成果图、施工统计表上传至到指挥中心。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明通过自组网络获取指挥中心服务器分配的工作任务，不受网络运营商的限制；通过对活动区域的分析，规划移动对象活动路径；显示移动对象的当前位置，行驶轨迹图；将位置数据、振动数据用户指定数据，通过网络发送到控制装置；可以分析当前数据，得出控制指令，通过CAN协议输出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为无人驾驶控制方法流程图；
图2为无人驾驶控制方法实施例流程图；
图3为具有第一GNSS天线和第二GNSS天线的碾压机实物图；
图4为碾压机行驶状态的基准参数设置实物图；
图5为碾压机行驶状态基准参数设置的示意图；
图6为工作坐标示意图；
图7为沿着X轴的正方向运行的示意图；
图8为沿着X轴的正方向与Y轴的正方向之间的区域行驶的示意图；
图9为沿着Y轴的正方向行驶的示意图；
图10为沿着X轴的负方向与Y轴的正方向之间的区域行驶的示意图；
图11为沿着X轴的负方向行驶的示意图；
图12为沿着X轴的负方向与Y轴的负方向之间的区域行驶的示意图；
图13为沿着Y轴的负方向行驶的示意图；
图14为沿着X轴的正方向与Y轴的负方向之间的区域行驶的示意图；
图15为碾压机转向基准实物图；
图16为碾压机转向实物图；
图17为碾压机转向参数设置示意图；
图18控制装置判断被控对象是否在规定起止点之间验证坐标示意图；
图19被控对象沿着Y轴的正向行驶的验证坐标示意图；
图20被控对象沿着X轴的正方向与Y轴的正方向之间的区域行驶的验证坐标示意图；
图21被控对象沿着X轴的正向行驶的验证坐标示意图；
图22被控对象沿着X轴的负方向与Y轴的正方向之间的区域行驶的验证坐标示意图；
图23被控对象沿着X轴的负方向行驶的验证坐标示意图；
图24被控对象沿着X轴的负方向与Y轴的负方向之间的区域行驶的验证坐标示意图；
图25被控对象沿着Y轴的负向行驶的验证坐标示意图；
图26被控对象沿着X轴的正方向与Y轴的负方向之间的区域行驶的验证坐标示意图；
图27为基于无人驾驶控制方法的土石方压实施工方法流程图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
本实施例提供一种无人驾驶控制方法，如图1所示，无人驾驶控制方法包括：
S11，控制装置获取指挥中心预设的行驶路线，并在控制对象屏幕上以工作坐标的形式显示预设行驶路线信息；
S12，控制对象依据预设行驶路线信息行驶，控制装置实时获得被控对象的位置并转换为工作坐标；同时，控制装置将所述位置信息与预设行驶路线信息进行比较判断是否偏离预设路线；当所述位置信息偏离预设路线时，控制装置发出纠偏控制指令，使设备按照预设的行驶路线行驶。
其中，被控对象通过TCP/IP协议实时将位置信息上传控制装置；控制装置通过CAN-BUS协议向被控对象传输动作控制指令。
具体的，指挥中心服务器先与控制装置建立socket连接，通过TCP/IP协议，发送获取当前任务的指令。指挥中心服务器通过分析当前被控对象ID，返回工作任务。工作任务格式：活动范围、工作工序。
车载控制装置通过分析工作任务，更新屏幕显示，标注工作范围，同时规划此次行走的路线，路线标准以轨迹中心点为基准，然后，进入无人驾驶模式。
本实施例中，用户根据现场需要预设被控对象的行驶路线，输入至指挥中心服务器中，服务器与车载控制装置建立网络连接，将行驶路线发送至控制装置，控制对象按照预设的进行行驶。
本实施例中，为了完成碾压机位置坐标的数据运算，包括四个步骤：如图2所示，
控制装置接收到两个GNSS天线发送来的位置数据后进行数据分析和运算，步骤包括：
1)、基于倾斜角计算GNSS数据；
2)、检测到碾压机后退时所做的实时调整，计算两车轮之间中点的位置是否在规定路径上；
3)、判断控制对象是否到达规定两端点的数据；
4)、限制控制对象在规定边界之间施工的路径数据修正分析。
本实施例中，如图3，图4，图5所示，步骤获取预设的行驶路线，并在被控对象屏幕上以工作坐标的形式显示预设行驶路线信息之后还包括：控制装置控制被控对象依据预设的行驶路线信息行驶；
所述被控对象为碾压机1，碾压机1的左前端设有第一GNSS天线3，碾压机1的右前端设有第二GNSS天线4，第一GNSS天线3和第二GNSS天线4设置在同一条直线上，第一GNSS天线3与水平面的高度和第二GNSS天线4与水平面的高度相等；碾压机碾轮2设有第一位置，第一位置与第一GNSS天线在同一条直线上，碾压机碾轮设有第二位置，第二位置与第二GNSS天线在同一条直线上；碾压机1在实际使用中，由于地面并非是一平面。通常地面具有一定坡度，或倾斜角度，也可能由于地面不平，造成碾压机碾轮两侧的GNSS天线不在一个水平线上。为了减小路面不平对输出坐标的影响，本实施例提供一种将天线的点坐标，换算为碾轮与地面的接触点点坐标的方法的实施例具体的，
步骤一S1：加入倾斜角后GNSS数据的计算，分为八种模式：
α°为碾轮与地面的倾斜角；L为第一GNSS天线到地面的垂直高度；
(x0,y0)为第一GNSS天线的点坐标；(x2,y2)为第一位置接触地面的点坐标。X轴与Y轴的坐标系即为工作坐标，如图6所示。本发明涉及的坐标系中，Y轴的正方向与常规坐标系Y轴的正方向相反。X轴的正方向与常规坐标系X轴的正方向相同。
控制装置通过第一GNSS天线和第二GNSS天线能够获取到碾压机的当前行驶路径。控制装置获取碾压机行驶路径的基准是在第一GNSS天线和第二GNSS天线之间的中点位置，并以穿过第一GNSS天线和第二GNSS天线之间的中点位置的中心线为基准。
通过本领域常规的技术手段实现对移动被控对象的控制，实现控制碾压机的前进，后退以及刹车。
如图7所示，控制装置控制碾压机沿着X轴的正方向行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
如图8所示，控制装置控制碾压机沿着X轴的正方向与Y轴的正方向之间的区域行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
如图9所示，控制装置控制碾压机沿着Y轴的正方向行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角。
如图10所示，控制装置控制碾压机沿着X轴的负方向与Y轴的正方向之间的区域行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
如图11所示，控制装置控制碾压机沿着X轴的负方向行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
如图12所示，控制装置控制碾压机沿着X轴的负方向与Y轴的负方向之间的区域行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°＜0的倾斜角。
如图13所示，控制装置控制碾压机沿着Y轴的负方向行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
如图14所示，控制装置控制碾压机沿着X轴的正方向与Y轴的负方向之间的区域行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角。
本实施例中，如图15、图16、图17、所示，步骤二S2，在完成步骤S1之后，控制装置控制碾压机进行倒退换带时所进行的实时调整,计算D点坐标信息(xD,yD)：
θ角为前轮与车体的夹角；
∠ol为碾压机行进方向；
m为碾压机碾轮的长度，A点为第一位置，B点为碾压机碾轮的中点，C点碾压机转向轴的轴心，D点为碾压机两车轮中点；xA,yA分别为A点在工作坐标中的坐标位置，xB,yB,分别为B点在工作坐标中的坐标位置，xC,yC,分别为C点在工作坐标中的坐标位置,d为B点与C点之间的距离；B点在工作坐标中的位置获取方式为：
C点在工作坐标中的位置获取方式为：
∠o＝head+180°
D点在工作坐标中的位置获取方式为：
Head'＝head+180°—θ
步骤S2(xD,yD)的计算是为了判断碾压机在后退时车轮之间的中轴线是否偏离规定路径。
如图18所示，方法还包括：在完成步骤二S2之后，步骤三S3控制装置判断控制对象是否在规定两端点进行施工。
设置判断起点为点E，判断终点为点F；起点E和终点F之间形成行驶路线L3，Kef为行驶路线L3的斜率；在起点E上设置一条直线L1，在终点F上设置一条直线L2，直线L1和直线L2相互平行，且直线L1和直线L2分别与行驶路线L3垂直；
直线L1的表现形式为XL1＝YL1k L1+b L1
直线L2的表现形式为XL2＝YL2k L2+b L2
被控对象从起点E向终点F行驶时，控制装置实时获取被控对象的坐标值，将被控对象坐标值中的Y值代入XL2＝YL2k L2+b L2，得到计算后的X值，如果计算后的X值等于预设阈值，则不需要调整；当计算后的X值超出预设阈值，则调整被控对象的行驶路线；
被控对象从终点F向起点E行驶时，控制装置实时获取被控对象的坐标值，将被控对象坐标值中的Y值代入XL1＝YL1k L1+b L1，得到计算后的X值，如果计算后的X值等于预设阈值，则不需要调整；当计算后的X值大于预设阈值，则调整被控对象的行驶路线。步骤3的作用是保证碾压机在不越界起点和终点的区域进行施工。步骤S3的作用是保证碾压机在不越界起点和终点的区域进行施工。
本发明中，步骤控制对象依据预设行驶路线信息行驶，控制装置实时获得被控对象的位置并转换为工作坐标；同时，控制装置将所述位置信息与预设行驶路线信息进行比较判断是否偏离预设路线还包括：控制装置设置行驶线路验证坐标，控制装置设置行驶路线的第一边界线和第二边界线；被控对象在第一边界线和第二边界线之间行驶时，控制装置不对被控对象的航向进行调整；当被控对象的行驶线路超出第一边界线或第二边界线时，控制装置向被控对象发出控制指令，控制被控对象调整行驶路线，行驶到第一边界线和第二边界线之间的区域内。
步骤S4：保证碾压机在规定两边界之间施工的算法判断具体包括：验证坐标X轴的正方向为竖直向上，验证坐标Y轴的正方向为水平向左；
如图19所示，被控对象沿着Y轴的正向行驶时，当被控对象的行驶线路W1在第一行驶边界线YA1和第二行驶边界线YB1之间的区域时，控制装置对被控对象的行驶路线不做调整。
当被控对象的行驶线路W1超出第一行驶边界线YA1和第二行驶边界线YB1之间的范围时，控制装置对被控对象的行驶路线进行调整，使被控对象的行驶线路W1恢复到第一行驶边界线YA1和第二行驶边界线YB1之间的区域内。
如图20所示，被控对象沿着X轴的正方向与Y轴的正方向之间的区域，沿着W2的线路行驶时，控制装置通过方程x＝ky+b获取被控对象所行驶的坐标状态；
通过判断被控对象是否行驶在预设的范围内。当获取X轴正方向的坐标Xh>XB1，或Xh<XA1时，控制装置对被控对象的行驶路线进行调整，使被控对象的行驶线路W2恢复到预设的区域内行驶。
如图21所示，被控对象沿着X轴的正向行驶时，当被控对象的行驶线路W3在第一行驶边界线XA1和第二行驶边界线XB1之间的区域时，控制装置对被控对象的行驶路线不做调整。
当被控对象的行驶线路W1超出第一行驶边界线XA1和第二行驶边界线XB1之间的范围时，控制装置对被控对象的行驶路线进行调整，使被控对象的行驶线路W3恢复到第一行驶边界线XA1和第二行驶边界线XB1之间的区域内。
如图22所示，被控对象沿着X轴的负方向与Y轴的正方向之间的区域，沿着W4的线路行驶时，控制装置通过方程x＝ky+b获取被控对象所行驶的坐标状态；
通过判断被控对象是否行驶在预设的范围内。当获取X轴负方向的坐标Xh>XA2，或Xh<XB2时，控制装置对被控对象的行驶路线进行调整，使被控对象的行驶线路W4恢复到预设的区域内行驶。
如图23所示，被控对象沿着X轴的负方向行驶时，当被控对象的行驶线路W5在第一行驶边界线XA2和第二行驶边界线XB2之间的区域时，控制装置对被控对象的行驶路线不做调整。
当被控对象的行驶线路W5超出第一行驶边界线XA2和第二行驶边界线XB2之间的范围时，控制装置对被控对象的行驶路线进行调整，使被控对象的行驶线路W3恢复到第一行驶边界线XA2和第二行驶边界线XB2之间的区域内。
如图24所示，被控对象沿着X轴的负方向与Y轴的负方向之间的区域，沿着W6的线路行驶时，控制装置通过方程x＝ky+b获取被控对象所行驶的坐标状态；
通过判断被控对象是否行驶在预设的范围内。当获取X轴负方向的坐标Xh>XA3，或Xh<XB3时，控制装置对被控对象的行驶路线进行调整，使被控对象的行驶线路W6恢复到预设的区域内行驶。
如图25所示，被控对象沿着Y轴的负向行驶时，当被控对象的行驶线路W7在第一行驶边界线YA2和第二行驶边界线YB2之间的区域时，控制装置对被控对象的行驶路线不做调整。
当被控对象的行驶线路W7超出第一行驶边界线YA2和第二行驶边界线YB2之间的范围时，控制装置对被控对象的行驶路线进行调整，使被控对象的行驶线路W7恢复到第一行驶边界线YA2和第二行驶边界线YB2之间的区域内。
如图26所示，被控对象沿着X轴的正方向与Y轴的负方向之间的区域，沿着W8的线路行驶时，控制装置通过方程x＝ky+b获取被控对象所行驶的坐标状态；
通过判断被控对象是否行驶在预设的范围内。当获取X轴正方向的坐标Xh>XA4，或Xh<XB4时，控制装置对被控对象的行驶路线进行调整，使被控对象的行驶线路W8恢复到预设的区域内行驶。
本发明还提供一种基于无人驾驶控制方法的土石方压实施工方法，如图27所示，方法包括：
S21，在施工区域，使用GNSS终端采集施工区域坐标，通过移动通信终端保存，并发送到指挥中心，确定本次施工区域；
S22，设置施工对象的施工参数，施工参数包括静碾遍数、动碾遍数、碾压频率、碾压条带宽度，碾压条带搭接宽度、碾压速度；
S23，在施工区域内，预设碾压机施工路径；
S24，通过安装在碾压机的控制装置，向指挥中心发送指令，获取本次的施工任务，施工任务包括施工路径，施工参数；
S25，碾压机的控制装置根据获取到的任务，从起始点开始按照施工标准，沿预设的施工路径进行施工，发生偏离时，基于无人驾驶控制方法进行自动调整，直到完成获取到的施工任务；在施工过程中，将碾压机实时坐标、施工参数通过无线网络实时发送到指挥中心；
S26，服务器的应用程序，调用回传数据，实时计算出碾压机的位置、施工参数等信息，同时将碾压机的预设轨迹，实施轨迹，施工参数等显示在控制装置的显示屏上；
S27，碾压机按照预设的施工路径完成施工，控制装置将施工区域的施工成果图、施工统计表上传至到指挥中心。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参考即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种无人驾驶控制方法，其特征在于，无人驾驶控制方法包括：
控制装置获取指挥中心预设的行驶路线，并在控制对象屏幕上以工作坐标的形式显示预设行驶路线信息；
控制对象依据预设行驶路线信息行驶，控制装置实时获得被控对象的位置并转换为工作坐标；同时，控制装置将所述位置信息与预设行驶路线信息进行比较判断是否偏离预设路线；当所述位置信息偏离预设路线时，控制装置发出纠偏控制指令，使设备按照预设的行驶路线行驶。
2.根据权利要求1所述的无人驾驶控制方法，其特征在于，
控制装置通过TCP/IP协议实时将位置信息上传控制装置；
控制装置通过CAN-BUS协议向被控对象控制器传输动作控制指令。
3.根据权利要求1所述的无人驾驶控制方法，其特征在于，
控制装置获取指挥中心预设的行驶路线，并在控制对象屏幕上以工作坐标的形式显示预设行驶路线信息之后还包括：
控制装置控制被控对象依据预设的行驶路线信息行驶；
所述被控对象为碾压机，碾压机的左前端设有第一GNSS天线，碾压机的右前端设有第二GNSS天线，第一GNSS天线和第二GNSS天线设置在同一条直线上，第一GNSS天线与水平面的高度和第二GNSS天线与水平面的高度相等；碾压机碾轮设有第一位置，第一位置与第一GNSS天线在同一条直线上，碾压机碾轮设有第二位置，第二位置与第二GNSS天线在同一条直线上。
4.根据权利要求3所述的无人驾驶控制方法，其特征在于，
控制装置接收到两个GNSS天线发送来的位置数据后进行数据分析和运算，步骤包括：
1)、基于倾斜角计算GNSS数据；
2)、检测到碾压机后退时所做的实时调整，计算两车轮之间中点的位置是否在规定路径上；
3)、判断控制对象是否到达规定两端点的数据；
4)、限制控制对象在规定边界之间施工的路径数据修正分析。
5.根据权利要求4所述的无人驾驶控制方法，其特征在于，
步骤1还包括：倾斜角后GNSS数据的计算，分为八种模式：
α°为碾轮与地面的倾斜角；
L为第一GNSS天线到地面的垂直高度；
(x0,y0)为第一GNSS天线的点坐标；
(x2,y2)为第一位置接触地面的点坐标；
控制装置控制碾压机沿着X轴的正方向行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
控制装置控制碾压机沿着X轴的正方向与Y轴的正方向之间的区域行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
控制装置控制碾压机沿着Y轴的正方向行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
控制装置控制碾压机沿着X轴的负方向与Y轴的正方向之间的区域行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
控制装置控制碾压机沿着X轴的负方向行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
控制装置控制碾压机沿着X轴的负方向与Y轴的负方向之间的区域行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
控制装置控制碾压机沿着Y轴的负方向行驶时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
控制装置控制碾压机沿着X轴的正方向与Y轴的负方向之间的区域时，(x2,y2)的计算：
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°>0的倾斜角；
且碾压机碾轮的第一位置接触的地面与水平面具有α°<0的倾斜角；
步骤1(x2,y2)的计算是为了将天线的点坐标，换算为碾轮与地面的接触点的点坐标，减小路面不平对输出坐标的影响。
6.根据权利要求4所述的无人驾驶控制方法，其特征在于，
步骤2还包括：
控制装置控制碾压机进行倒退换带时所进行的实时调整,计算D点坐标信息(xD,yD),判断碾压机在后退时车轮之间的中轴线是否偏离规定路径：
θ角为前轮与车体的夹角；
∠ol为碾压机行进方向；
m为碾压机碾轮的长度，A点为第一位置，B点为碾压机碾轮的中点，C点碾压机转向轴的轴心，D点为碾压机两车轮中点；xA,yA分别为A点在工作坐标中的坐标位置，xB,yB,分别为B点在工作坐标中的坐标位置，xC,yC,分别为C点在工作坐标中的坐标位置,d为B点与C点之间的距离；
B点在工作坐标中的位置获取方式为：
<mfenced open = "{" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>B</mi>
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<mo>=</mo>
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</mfrac>
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</mtr>
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<mi>A</mi>
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<mo>+</mo>
<mfrac>
<mi>m</mi>
<mn>2</mn>
</mfrac>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>s</mi>
<mi>i</mi>
<mi>n</mi>
<mo>(</mo>
<mo>&angle;</mo>
<mi>o</mi>
<mi>l</mi>
<mo>)</mo>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
C点在工作坐标中的位置获取方式为：
∠o＝head+180°
<mfenced open = "{" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<msub>
<mi>x</mi>
<mi>C</mi>
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<mi>c</mi>
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<mo>&angle;</mo>
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<mi>y</mi>
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<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>s</mi>
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<mo>(</mo>
<mo>&angle;</mo>
<mi>o</mi>
<mo>)</mo>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
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D点在工作坐标中的位置获取方式为：
Head'＝head+180°—θ
<mrow>
<mfenced open = "{" close = "">
<mtable>
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<mi>x</mi>
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<mo>(</mo>
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<mo>,</mo>
</msup>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>.</mo>
</mrow>
7.根据权利要求4所述的无人驾驶控制方法，其特征在于,
步骤3还包括：控制装置判断控制对象是否在规定两端点进行施工；
设置判断起点为点E，判断终点为点F；起点E和终点F之间形成行驶路线L3，Kef为行驶路线L3的斜率；在起点E上设置一条直线L1，在终点F上设置一条直线L2，直线L1和直线L2相互平行，且直线L1和直线L2分别与行驶路线L3垂直；
直线L1的表现形式为XL1＝YL1k L1+b L1
直线L2的表现形式为XL2＝YL2k L2+b L2
被控对象从起点E向终点F行驶时，控制装置实时获取被控对象的坐标值，将被控对象坐标值中的Y值代入XL2＝YL2k L2+b L2，得到计算后的X值，如果计算后的X值等于预设阈值，则不需要调整；当计算后的X值超出预设阈值，则调整被控对象的行驶路线；
被控对象从终点F向起点E行驶时，控制装置实时获取被控对象的坐标值，将被控对象坐标值中的Y值代入XL1＝YL1k L1+b L1，得到计算后的X值，如果计算后的X值等于预设阈值，则不需要调整；当计算后的X值大于预设阈值，则调整被控对象的行驶路线。
8.根据权利要求4所述的无人驾驶控制方法，其特征在于，
步骤控制对象依据预设行驶路线信息行驶，控制装置实时获得被控对象的位置并转换为工作坐标；同时，控制装置将所述位置信息与预设行驶路线信息进行比较判断是否偏离预设路线还包括：
控制装置实时接收以工作坐标形式上传的位置信息，并将所述位置信息与预设行驶路线信息进行比较判断是否偏离预设路线；控制装置设置行驶线路验证坐标，控制装置设置行驶路线的第一边界线和第二边界线；被控对象在第一边界线和第二边界线之间行驶时，控制装置不对被控对象的航向进行调整；当被控对象的行驶线路超出第一边界线或第二边界线时，控制装置向被控对象发出控制指令，控制被控对象调整行驶路线，行驶到第一边界线和第二边界线之间的区域内。
9.一种基于无人驾驶控制方法的土石方压实施工方法，其特征在于，方法包括：
S21，在施工区域，使用GNSS终端采集施工区域坐标，通过移动通信终端保存，并发送到指挥中心，确定本次施工区域；
S22，设置施工对象的施工参数，施工参数包括静碾遍数、动碾遍数、碾压频率、碾压条带宽度，碾压条带搭接宽度、碾压速度；
S23，在施工区域内，预设碾压机施工路径；
S24，通过安装在碾压机的控制装置，向指挥中心发送指令，获取本次的施工任务，施工任务包括施工路径，施工参数；
S25，碾压机的控制装置根据获取到的任务，从起始点开始按照施工标准，沿预设的施工路径进行施工，发生偏离时，基于无人驾驶控制方法进行自动调整，直到完成获取到的施工任务；在施工过程中，将碾压机实时坐标、施工参数通过无线网络实时发送到指挥中心；
S26，服务器的应用程序，调用回传数据，实时计算出碾压机的位置、施工参数等信息，同时将碾压机的预设轨迹，实施轨迹，施工参数等显示在控制装置的显示屏上；
S27，碾压机按照预设的施工路径完成施工，控制装置将施工区域的施工成果图、施工统计表上传至到指挥中心。
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