一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统的制作方法

    技术2025-02-07  65


    本发明涉及无人驾驶车辆控制,特别是涉及一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统。


    背景技术:

    1、随着无人驾驶技术的快速发展,无人驾驶车辆已经广泛应用于各个领域,特别是在井工矿等复杂环境中,无人驾驶车辆的应用能够显著提高工作效率,降低人力成本,并保障作业安全。然而,井工矿下的环境多变,路面状况复杂,如平坦干燥、湿滑或崎岖不平,这对无人驾驶车辆的控制系统提出了更高的要求。

    2、目前,针对井工矿下无人驾驶车辆的控制系统,尤其是控制参数的调节系统,主要存在以下问题:一是现有技术主要关注车辆的纵向控制,如油门和制动,而忽视了车辆的横向控制。在自动驾驶中,车辆的横向控制同样需要根据不同的路况进行实时调节,以确保车辆的稳定行驶;二是现有技术通常采用实时进行pid参数整定的方式,这种方式不仅耗费控制器计算资源大,而且在实际应用中,当路面状况没有发生变化时,使用固定的pid参数进行调节即可满足需求。

    3、针对上述问题,本发明提出了一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统。


    技术实现思路

    1、为了解决井工矿下无人驾驶车辆的横纵向控制的问题,本发明的目的是提供一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统。

    2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统,包括:

    3、a.感知设备,用于实时判断路面情况;

    4、b.控制器,用于根据感知设备获取的路面情况调整车速设定值和横向及纵向控制参数;

    5、c.神经网络模块,用于在检测到路面状况变化时对横向和纵向pid参数进行调节,并在横向误差和纵向误差小于设定阈值时停止调节并记录当前pid参数。

    6、优选的,所述感知设备包括摄像头和激光雷达。

    7、优选的,所述控制器采用pid调节机制对车辆的横向控制和纵向控制进行调节。

    8、优选的,所述神经网络模块使用有监督的hebb规则进行权值调节。

    9、优选的,当路面由干燥平坦变为湿滑或崎岖时,控制器降低车速设定值;当路面由湿滑或崎岖变为干燥平坦时,提高车速设定值。

    10、优选的,所述神经网络模块在横向偏差和纵向偏差均小于设定阈值时,记录当前pid参数作为后续使用的参数。

    11、优选的,无人驾驶车辆控制方法,包括以下步骤:

    12、a.利用感知设备实时判断路面情况;

    13、b.根据感知到的路面情况调整车速设定值;

    14、c.启用神经网络对横向和纵向pid参数进行调节;

    15、d.当检测到横向误差和纵向误差小于设定阈值时,停止神经网络对pid参数的调节并记录当前pid参数。

    16、优选的,调整车速设定值的步骤包括:在路面由干燥平坦变为湿滑或崎岖时降低车速设定值;在路面由湿滑或崎岖变为干燥平坦时提高车速设定值。

    17、优选的,所述神经网络模块使用有监督的hebb规则进行权值调节,所述权值调算法:

    18、wi(k)=wi(k)+α*e(k)*u(k)*xi(k);

    19、

    20、其中,

    21、wi(k):表示调节权值;

    22、α:表示参数的学习速率;

    23、e(k):表示k时刻的误差,e(k)=rin(k)-yout(k);

    24、x1(k)=e(k)-e(k-1),表示增量式的比例作用;

    25、x2(k)=e(k),表示增量式的偏差的积分;

    26、x3(k)=e(k)-2*e(k-1)+e(k-2),表示增量式的偏差的微分;

    27、β:表示权值因子。

    28、与现有技术相比,本发明实现的有益效果:

    29、1、本发明可以在井工矿环境下根据不同的路面条件自动调节其行驶速度,实现更全面的自适应控制。

    30、2、本发明通过使用摄像头和激光雷达等感知设备实时判断路面情况,并据此调整车速设定值及启用神经网络对pid参数进行调节。

    31、3、本发明当检测到横向误差和纵向误差小于设定阈值时,系统会停止神经网络对pid参数的调整,记录当前参数作为后续使用,该机制大大节省了计算资源,减少了控制器的负担,使得更多的cpu资源可以用于其他需要大算力的功能模块。

    32、4、本发明在识别到路面状况变化时,能够自动调整车速设定值和控制参数,以适应湿滑或崎岖等多种路面条件,提高了无人驾驶车辆在不同路况下的行驶安全性,优化了运输效率,尤其是在路面条件改善时能及时提高车速设定值。



    技术特征:

    1.一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统,其特征在于,所述感知设备包括摄像头和激光雷达。

    3.根据权利要求1所述的一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统,其特征在于,所述控制器采用pid调节机制对车辆的横向控制和纵向控制进行调节。

    4.根据权利要求1所述的一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统,其特征在于,所述神经网络模块使用有监督的hebb规则进行权值调节。

    5.根据权利要求1所述的一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统,其特征在于,当路面由干燥平坦变为湿滑或崎岖时,控制器降低车速设定值;当路面由湿滑或崎岖变为干燥平坦时,提高车速设定值。

    6.根据权利要求1所述的一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统,其特征在于,所述神经网络模块在横向偏差和纵向偏差均小于设定阈值时,记录当前pid参数作为后续使用的参数。

    7.根据权利要求1-6任一项所述的一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统,其特征在于,无人驾驶车辆控制方法,包括以下步骤:

    8.根据权利要求7所述的一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统,其特征在于,调整车速设定值的步骤包括:在路面由干燥平坦变为湿滑或崎岖时降低车速设定值;在路面由湿滑或崎岖变为干燥平坦时提高车速设定值。

    9.根据权利要求7所述的一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统,其特征在于,所述神经网络模块使用有监督的hebb规则进行权值调节,所述权值调算法:


    技术总结
    本发明公开了一种针对井工矿下不同路面的无人驾驶车辆控制参数自动调节系统,包括:a.感知设备,用于实时判断路面情况;b.控制器,用于根据感知设备获取的路面情况调整车速设定值和横向及纵向控制参数;c.神经网络模块,用于在检测到路面状况变化时对横向和纵向PID参数进行调节,并在横向误差和纵向误差小于设定阈值时停止调节并记录当前PID参数,本发明涉及无人驾驶车辆控制技术领域。本发明,解决了井工矿下无人驾驶车辆的横纵向控制的问题。

    技术研发人员:黄琰,祝宝营,冯冲,申永刚
    受保护的技术使用者:理工雷科智途(北京)科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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