道路工程车辆及其运动轨迹规划方法、系统与流程

1.本技术涉及道路工程技术领域，具体涉及一种道路工程车辆及其运动轨迹规划方法、系统。

背景技术：

2.道路工程车辆(例如摊铺机、压路机、铣刨机、抹平机等)在实际作业时，通常是多台联合作业，需要精准计算各道路工程车辆的行驶路径，从而指导无人化摊铺与初压等作业完成精准施工。在以往的人工压实过程中，由于人无法感知道路工程车辆在道路设计图上的精准位置，从而导致实际道路工程车辆行驶的路径不够平滑。此外，以往由多台道路工程车辆组成的机并行施工时，相邻道路工程车辆搭接距离的保持主要靠驾驶员的经验完成，很难达到持续精准搭接的效果，人工摊铺和碾压越长，累计偏差越大。因此，人工驾驶的道路工程车辆很难达到持续精准行驶的效果。

技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，提出了本技术。本技术的实施例提供了一种道路工程车辆及其运动轨迹规划方法、系统，实现了道路工程车辆的自动化运动。
4.根据本技术的一个方面，提供了一种道路工程车辆的运动轨迹规划方法，包括：获取目标路径信息；其中所述目标路径信息包括所述目标路径上多个坐标点的信息素，所述信息素包括位置信息和完成度信息；获取当前道路工程车辆的当前坐标点和当前航向角；根据所述信息素，计算所述目标路径上的终止坐标点；以及根据所述当前坐标点、所述当前航向角、及所述终止坐标点，确定所述当前道路工程车辆在所述目标路径上的运动轨迹。
5.在一实施例中，在所述确定所述当前道路工程车辆在所述目标路径上的运动轨迹之后，所述道路工程车辆的运动轨迹规划方法还包括：当当前目标路径的完成度大于预设的完成度阈值时，获取所述当前目标路径的相邻路径的完成度；当所述相邻路径的完成度中至少存在一个小于所述完成度阈值时，选取所述相邻路径中完成度最小的路径作为新的目标路径；以及所述当前道路工程车辆由所述当前目标路径换道至所述新的目标路径。
6.在一实施例中，所述多个坐标点包括所述目标路径上位于所述当前道路工程车辆前方的前方道路工程车辆所在的坐标点；其中，所述根据所述信息素，计算所述目标路径上的终止坐标点包括：当所述前方道路工程车辆所在的坐标点与所述当前坐标点之间的距离大于或等于预设的安全距离时，根据所述前方道路工程车辆所在的坐标点、所述当前坐标点和所述安全距离，计算得到前进终止坐标点；其中所述前进终止坐标点为所述终止坐标点。
7.在一实施例中，所述根据所述前方道路工程车辆所在的坐标点、所述当前坐标点和所述安全距离，计算得到前进终止坐标点包括：当所述前方道路工程车辆所在的坐标点与所述当前道路工程车辆之间的距离大于或等于所述安全距离时，选取所述多个坐标点中与所述前方道路工程车辆所在的坐标点的距离大于或等于所述安全距离的坐标点作为所
述前进终止坐标点。
8.在一实施例中，所述根据所述信息素，计算所述目标路径上的终止坐标点包括：当所述前方道路工程车辆所在的坐标点与所述当前道路工程车辆之间的距离小于所述安全距离时，计算后退终止坐标点；其中所述后退终止坐标点为所述终止坐标点。
9.在一实施例中，所述计算后退终止坐标点包括：获取所述多个坐标点中完成度大于预设的完成度阈值的多个达标坐标点；以及选取所述多个达标坐标点中的一个达标坐标点作为所述后退终止坐标点。
10.在一实施例中，所述选取所述多个达标坐标点中的一个达标坐标点作为所述后退终止坐标点包括：当所述多个达标坐标点与所述当前道路工程车辆的最近距离大于预设的距离阈值时，选取该最近距离对应的达标坐标点作为所述后退终止坐标点。
11.在一实施例中，所述选取所述多个达标坐标点中的一个达标坐标点作为所述后退终止坐标点包括：当所述多个达标坐标点与所述当前道路工程车辆的最近距离小于或等于所述距离阈值时，选取与所述当前道路工程车辆的距离大于或等于所述距离阈值的达标坐标点作为所述后退终止坐标点。
12.根据本技术的一个方面，提供了一种道路工程车辆的运动轨迹规划系统，包括：目标路径信息获取模块，用于获取目标路径信息；其中所述目标路径信息包括所述目标路径上多个坐标点的信息素，所述信息素包括位置信息和完成度信息；车辆信息获取模块，用于获取当前道路工程车辆的当前坐标点和当前航向角；终止坐标点计算模块，用于根据所述信息素，计算所述目标路径上的终止坐标点；以及运动轨迹确定模块，用于根据所述当前坐标点、所述当前航向角、及所述终止坐标点，确定所述当前道路工程车辆在所述目标路径上的运动轨迹。
13.通过目标路径信息获取模块获取目标路径上的多个坐标点的信息素，并终止坐标点计算模块根据多个坐标点的信息素确定当前道路工程车辆在目标路径上的终止坐标点，即确定当前道路工程车辆在目标路径上的运动范围，并且，通过车辆信息获取模块获取当前道路工程车辆的当前坐标点和当前航向角，运动轨迹确定模块结合当前坐标点、当前航向角和终止坐标点确定当前道路工程车辆在目标路径上的运动轨迹，可以实时获知上述信息并实时调整当前道路工程车辆的运动轨迹，从而实现当前道路工程车辆的自动化工作，不仅降低了人工成本、提高工作效率，同时还可以精确的规划运动轨迹以保证道路施工的效果。
14.根据本技术的一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述任一所述的道路工程车辆的运动轨迹规划方法。
15.根据本技术的一个方面，提供了一种道路工程车辆，包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于执行上述任一所述的道路工程车辆的运动轨迹规划方法。
附图说明
16.通过结合附图对本技术实施例进行更详细的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，并且构成说明
书的一部分，与本技术实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
17.图1是本技术一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划方法的流程示意图。
18.图2是本技术一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划方法的规划结果示意图。
19.图3是本技术另一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划方法的流程示意图。
20.图4是本技术一示例性实施例提供的一种后退终止坐标点计算方法的流程示意图。
21.图5是本技术另一示例性实施例提供的一种后退终止坐标点计算方法的流程示意图。
22.图6是本技术另一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划方法的流程示意图。
23.图7是本技术另一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划方法的流程示意图。
24.图8是本技术一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划方法的变道规划结果示意图。
25.图9是本技术一示例性实施例提供的一种变道无碰撞确定方法的流程示意图。
26.图10是本技术一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划方法的无碰撞变道规划结果示意图。
27.图11是本技术一示例性实施例提供的一种目标路径获取方法的流程示意图。
28.图12是本技术一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划系统的结构示意图。
29.图13是本技术另一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划系统的结构示意图。
30.图14是本技术一示例性实施例提供的电子设备的结构图。
具体实施方式
31.下面，将参考附图详细地描述根据本技术的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是本技术的全部实施例，应理解，本技术不受这里描述的示例实施例的限制。
32.申请概述
33.在人工道路施工的过程，由于前方道路工程车辆(例如摊铺机)在不断的向前动态掘进，驾驶员很难保证道路工程车辆(例如压路机)在跟随前方道路工程车辆掘进的时候多台道路工程车辆交替在某一位置上的施工遍数(例如压路机的碾压遍数)以及先后的振动序列确切地达到施工工艺要求。此外，摊铺与压实施工过程需要数量众多的摊铺机和压路机等设备，每台设备不仅需要技术高超的专业驾驶员，还需要驾驶员在整个过程中注意力高度集中，在外界条件恶劣的施工环境下，对驾驶员身体健康的伤害非常大。
34.相比于人工摊铺与压实施工过程来说，通过运动轨迹规划调度的压路机机完成压实施工主要有三个方面的优势：第一，可以保证任意位置的施工过程满足工艺要求；第二，可以提高整个机施工的效率；第三，可以减少施工对专业驾驶员的依赖，进而减少驾驶员在施工过程中受到的健康伤害。
35.本技术为了实现道路工程车辆的自动化驾驶，通过获取目标路径上的多个坐标点的信息素，并根据多个坐标点的信息素确定当前道路工程车辆在目标路径上的终止坐标点，即确定当前道路工程车辆在目标路径上的运动范围，并且，通过获取当前道路工程车辆的当前坐标点和当前航向角，结合当前坐标点、当前航向角和终止坐标点确定当前道路工程车辆在目标路径上的运动轨迹，可以实时获知上述信息并实时调整当前道路工程车辆的运动轨迹，从而实现当前道路工程车辆的自动化工作，不仅降低了人工成本、提高工作效率，同时还可以精确的规划运动轨迹以保证道路施工的效果。
36.下面结合附图具体说明本技术实施例提供的道路工程车辆及其运动轨迹规划方法、系统的具体实现方式。
37.示例性方法
38.图1是本技术一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划方法的流程示意图。如图1所示，该道路工程车辆的运动轨迹规划方法包括如下步骤：
39.步骤110：获取目标路径信息。
40.目标路径为当前道路工程车辆(例如压路机)即将行驶的路径，当前道路工程车辆可以位于该目标路径上。目标路径信息包括目标路径上多个坐标点的信息素，信息素包括位置信息和完成度信息。即目标路径信息包括目标路径上多个坐标点的位置信息和完成度信息，其中完成度信息可以包括累计碾压次数和压实度；在一实施例中，完成度由累计碾压次数和压实度加权求和得到。在进一步的实施例，压实度的权重为0，累计碾压次数的权重为1。由于一般的沥青路面，累计碾压次数到达一定数量时压实度的变化过小，且实际传感器采集的压实度不连续且不精准，因此，为了方便计算且保证一定的精度，可以仅考虑累计碾压次数。
41.步骤120：获取当前道路工程车辆的当前坐标点和当前航向角。
42.由于当前道路工程车辆在工作过程中的位置和航向角会有所变化，因此，实时获取当前道路工程车辆的当前坐标点和当前航向角，可以实时获取当前道路工程车辆的工作状态，以实时调整当前道路工程车辆的运动轨迹。
43.步骤130：根据信息素，计算目标路径上的终止坐标点。
44.在获取了信息素后，即获知了目标路径上多个坐标点的完成度信息，因此，可以根据各个坐标点的完成度信息确定目标路径上还需要继续碾压的路段，即确定目标路径上需要碾压路段的终止坐标点，以确定当前工作路段。
45.步骤140：根据当前坐标点、当前航向角、及终止坐标点，确定当前道路工程车辆在目标路径上的运动轨迹。
46.在获取了当前坐标点、当前航向角、及终止坐标点，即获知了当前道路工程车辆的当前位置、当前状态和运动的终点位置(终止坐标点)，从而可以确定当前道路工程车辆的运动轨迹。
47.本技术提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划方法，通过获取目标路径上的多
个坐标点的信息素，并根据多个坐标点的信息素确定当前道路工程车辆在目标路径上的终止坐标点，即确定当前道路工程车辆在目标路径上的运动范围，并且，通过获取当前道路工程车辆的当前坐标点和当前航向角，结合当前坐标点、当前航向角和终止坐标点确定当前道路工程车辆在目标路径上的运动轨迹，可以实时获知上述信息并实时调整当前道路工程车辆的运动轨迹，从而实现当前道路工程车辆的自动化工作，不仅降低了人工成本、提高工作效率，同时还可以精确的规划运动轨迹以保证道路施工的效果。
48.在一实施例中，多个坐标点包括目标路径上位于当前道路工程车辆前方的前方道路工程车辆(例如摊铺机)所在的坐标点；即获取了目标路径(如图2所示的r1路径)上的前方道路工程车辆(距离当前道路工程车辆最近的道路工程车辆)的位置坐标点(如图2所示的p1点)。其中，上述步骤130的具体实现方式可以包括：当前方道路工程车辆所在的坐标点与当前坐标点之间的距离大于或等于预设的安全距离时，根据目标路径上的前方道路工程车辆所在的坐标点、当前坐标点和安全距离，计算得到前进终止坐标点(即为终止坐标点)。通过预先设定安全距离(如图2所示的距离d1)，根据该安全距离和目标路径上的前方道路工程车辆所在的坐标点，计算前进终止坐标点(如图2所示的c2点，例如摊铺机的熨平板的临近位置)，以保证当前道路工程车辆在工作过程中始终与前方道路工程车辆之间的距离大于或等于安全距离，避免当前道路工程车辆与前方道路工程车辆发生碰撞等安全事故。
49.相应的，在一实施例中，步骤140的具体实现方式可以包括：根据当前坐标点(如图2所示的c1点)、当前航向角、及前进终止坐标点，确定当前道路工程车辆在目标路径上的前进轨迹。基于当前道路工程车辆的当前坐标点和当前航向角、以及前进终止坐标点，确定当前道路工程车辆在目标路径上的前进轨迹，即根据当前道路工程车辆的初始位置和初始前进方向、以及前进的终点位置，可以得到当前道路工程车辆与前进终止坐标点之间的多个坐标点，并以该多个坐标点得到当前道路工程车辆的前进轨迹。
50.在进一步的实施例中，上述步骤130的具体实现方式可以包括：当目标路径上的前方道路工程车辆所在的坐标点与当前压路机之间的距离大于或等于安全距离时，选取多个坐标点中与目标路径上的前方道路工程车辆所在的坐标点的距离大于或等于安全距离的坐标点作为前进终止坐标点；当目标路径上的前方道路工程车辆所在的坐标点与当前道路工程车辆之间的距离小于安全距离时，计算后退终止坐标点(即为终止坐标点)。当前方道路工程车辆所在的坐标点与当前道路工程车辆之间的距离大于或等于安全距离时，即说明当前道路工程车辆与前方道路工程车辆的距离较远，此时，直接选取多个坐标点中与前方道路工程车辆所在的坐标点的距离大于或等于安全距离的坐标点作为前进终止坐标点，也就是说，只要保证前进终止坐标点与前方道路工程车辆所在的坐标点之间的距离至少等于安全距离，就可以保证当前道路工程车辆与前方道路工程车辆在工作过程中的安全性。当目标路径上的前方道路工程车辆与当前道路工程车辆之间的距离小于安全距离时，压路机不能前进工作了，以避免与前方道路工程车辆发生碰撞，此时，计算后退终止坐标点(如图2所示的c0点，例如施工达标位置的临近位置)以获取后退路径。
51.相应的，在一实施例中，步骤140的具体实现方式可以包括：根据当前坐标点、当前航向角、及后退终止坐标点，确定当前道路工程车辆在目标路径上的后退轨迹。具体的，后退轨迹的获取方式可以是：获取多个坐标点中位于达标坐标点与当前道路工程车辆之间的多个未达标坐标点；并根据多个未达标坐标点，确定后退轨迹。通过获取多个位于达标坐标
点与当前道路工程车辆之间的多个未达标坐标点，并以该多个未达标坐标点得到后退轨迹。
52.图3是本技术另一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划方法的流程示意图。如图3所示，在步骤140之后，上述道路工程车辆的运动轨迹规划方法还可以包括：
53.步骤150：当当前目标路径的完成度大于预设的完成度阈值时，获取当前目标路径的相邻路径的完成度。
54.当当前目标路径的完成度大于预设的完成度阈值(例如100％)时，说明当前目标路径的施工作业(例如压路机的碾压作业)已经完成，此时需要选取新的目标路径进行施工作业，通过获取当前目标路径的相邻路径的完成度，以获知该相邻路径是否完成施工作业。
55.步骤160：当相邻路径的完成度中至少存在一个小于完成度阈值时，选取相邻路径中完成度最小的路径作为新的目标路径。
56.若相邻路径的完成度中至少存在一个小于完成度阈值，即相邻路径中至少有一条路径未完成施工作业，此时选取完成度最小的路径优先进行施工作业，即选取完成度最小的路径作为新的目标路径。
57.步骤170：当前道路工程车辆由当前目标路径换道至新的目标路径。
58.在确定了新的目标路径后，当前道路工程车辆由当前目标路径换道至新的目标路径以对新的目标路径进行施工作业。
59.在当前道路工程车辆完成了该运动轨迹的工作后，计算目标路径的施工进度，当当前目标路径的施工进度未达到100％，即目标路径未完成工作，此时再次执行上述步骤以重新获取运动方向和运动轨迹；当当前目标路径的施工进度达到100％，检测当前道路工程车辆的其他行驶路径中是否有未完成碾压工作的路径，若有，则将该路径作为新的目标路径，并针对该新的目标路径执行上述运动轨迹规划方法的步骤以获取当前道路工程车辆在新的目标路径上的运动轨迹，并且，在每次按照运动轨迹执行碾压工作后，可以对目标路径上各个坐标点的信息素进行更新，以保证后续运动轨迹规划中数据的实时性和准确性。
60.图4是本技术一示例性实施例提供的一种后退终止坐标点计算方法的流程示意图。如图4所示，计算后退终止坐标点可以包括如下步骤：
61.步骤210：获取多个坐标点中完成度大于预设的完成度阈值的多个达标坐标点。
62.通过设定完成度阈值，当坐标点的完成度大于完成度阈值时，说明该坐标点处已经完成了工作，即通过完成度阈值来获取当前道路工程车辆后方已经完成工作的坐标点(即达标坐标点)。
63.步骤220：选取多个达标坐标点中的一个达标坐标点作为后退终止坐标点。
64.通过选取多个达标坐标点中的一个达标坐标点作为后退终止坐标点，即保证了当前道路工程车辆后退的终点是达标坐标点，从而可以保证当前道路工程车辆后退施工时能够完成后方所有未达标的坐标点的施工。
65.图5是本技术另一示例性实施例提供的一种后退终止坐标点计算方法的流程示意图。如图5所示，上述步骤220可以包括：
66.步骤221：当多个达标坐标点与当前道路工程车辆的最近距离大于预设的距离阈值时，选取该最近距离对应的达标坐标点作为后退终止坐标点。
67.通过预先设定距离阈值(例如当前道路工程车辆换道所需要的最小距离，即换道距离)，当达标坐标点与当前道路工程车辆的最近距离大于该距离阈值时，说明当前道路工程车辆后方还有较长路段需要施工，此时可以选取最近距离对应的达标坐标点(即距离当前道路工程车辆最近的达标坐标点)为后退终止坐标点，以避免达标坐标点的重复施工。
68.在一实施例中，如图5所示，上述步骤220还可以包括：
69.步骤222：当多个达标坐标点与当前道路工程车辆的最近距离小于或等于距离阈值时，选取与当前道路工程车辆的距离大于或等于距离阈值的达标坐标点作为后退终止坐标点。
70.当达标坐标点与当前道路工程车辆的最近距离小于或等于该距离阈值时，说明当前道路工程车辆后方需要碾压路段较短，此时可以选取与当前道路工程车辆的距离大于或等于该距离阈值的达标坐标点为后退终止坐标点，以保证当前道路工程车辆的后退路径长度。
71.图6是本技术另一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划方法的流程示意图。如图6所示，上述道路工程车辆的运动轨迹规划方法还可以包括：
72.步骤180：确定当前道路工程车辆的运动方向。
73.在一实施例中，步骤180的具体实现方式可以包括：当前进轨迹的长度大于预设的长度阈值(例如当前道路工程车辆最小规划长度)时，确定当前道路工程车辆的运动方向为前进方向；以及当前进轨迹的长度小于或等于该长度阈值时，确定当前道路工程车辆的运动方向为后退方向。通过设置长度阈值，当前进轨迹的长度大于该长度阈值时，说明当前道路工程车辆可前进的距离较长，此时优先前进；当前进轨迹的长度小于或等于该长度阈值时，说明当前道路工程车辆可前进的距离较短，此时为了避免当前道路工程车辆与前方道路工程车辆之间的碰撞，选取当前道路工程车辆的运动方向为后退方向。
74.在确定了当前道路工程车辆的运动方向和对应的运动轨迹后，当前道路工程车辆可以根据该运动方向和运动轨迹进行工作。具体的工作方式可以是：根据施工要求设置当前道路工程车辆(以压路机为例)的施工方式，包括静压(单碾压)、小振(碾压同时小幅振动)、大振(碾压同时大幅振动)，并且振动的方式还可以包括：前轮单独振动、后轮单独振动、前轮和后轮同时振动。
75.图7是本技术另一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划方法的流程示意图。如图7所示，该道路工程车辆的运动轨迹规划方法可以包括如下步骤：
76.步骤610：获取当前道路工程车辆的路径信息。
77.获取当前道路工程车辆的分区信息和分区中规划好的路径信息。
78.步骤620：获取当前道路工程车辆的当前坐标点和当前航向角。
79.步骤620的具体实现方式可以与上述实施例中的步骤120类似，此处不在赘述。
80.步骤630：计算下一条无碰撞的目标路径。
81.即获取目标路径的信息，步骤630的具体实现方式可以与上述实施例中的步骤110类似，此处不在赘述。
82.步骤640：计算目标路径上的前进终止坐标点，并根据前进终止坐标点得到前进轨迹。
83.步骤640的具体实现方式可以与上述实施例中计算前进轨迹的方法类似，此处不
在赘述。
84.步骤650：判断前进轨迹的长度是否大于长度阈值，若是，转步骤660，否则转步骤670。
85.步骤660：更新运动轨迹中坐标点的信息素。
86.步骤670：计算目标路径上的后退终止坐标点，并根据后退终止坐标点得到后退轨迹。
87.步骤670的具体实现方式可以与上述实施例中计算后退轨迹的方法类似，此处不在赘述。
88.步骤680：确定当前道路工程车辆的运动方向。
89.即获取目标路径的信息，步骤680的具体实现方式可以与上述实施例中的步骤180类似，此处不在赘述。
90.步骤690：设置当前道路工程车辆的振动方式。
91.步骤6100：输出当前道路工程车辆的运动轨迹。
92.步骤6110：判断整体施工进度是否达到100％，若是则结束，否则转步骤620。
93.当前道路工程车辆不位于该目标路径上时，例如当前道路工程车辆所在的路径与该目标路径(如图8所示的路径r2)相邻，当前道路工程车辆需要变道至该新的目标路径，当前道路工程车辆在变道过程中需要考虑其变道距离，变道距离是指当前道路工程车辆开始变道时的开始位置与完成变道时的结束位置沿目标路径延伸方向的距离。在本实施例中，当前道路工程车辆只在前进时变道。
94.完成变道后，当前道路工程车辆即位于该新的目标路径上，可以执行上述运动轨迹规划方法的步骤以获取当前道路工程车辆在新的目标路径上的运动轨迹。在一实施例中，当新的目标路径上的前方道路工程车辆所在的坐标点与完成变道后的当前道路工程车辆之间的距离小于安全距离时，选取多个坐标点中完成度最小的坐标点作为后退终止坐标点。由于当前道路工程车辆在变道时可能存在当前道路工程车辆与新的目标路径上的前方道路工程车辆之间的距离小于安全距离，此时可以选取完成度最小的坐标点为后退终点坐标点以获取当前道路工程车辆的后退路径，实现后退运动，从而避免当前道路工程车辆与目标路径上的前方道路工程车辆的碰撞风险。在一实施例中，当前道路工程车辆只能前进变道，不能后退变道，以提高安全性。
95.在一实施例中，当前道路工程车辆在变道之前，需要确定当前道路工程车辆与相邻的道路工程车辆之间不会发生碰撞。如图9所示，具体的确定方式可以包括如下步骤：
96.步骤810：获取相邻道路工程车辆的坐标点。
97.在当前道路工程车辆需要变道时，可以根据当前道路工程车辆的变道方向获取该方向一侧的相邻道路工程车辆的坐标点，例如，当前道路工程车辆需要向右变道时，仅需要考虑当前道路工程车辆与右侧的道路工程车辆之间是否会发生碰撞，此时，只需获取当前道路工程车辆右侧的相邻道路工程车辆的坐标点。
98.步骤820：计算当前道路工程车辆位于目标路径上时与相邻道路工程车辆的坐标点之间的横向距离。
99.横向距离是指与目标路径延伸方向垂直的横向方向上的距离(如图10所示的距离d2)，通过计算当前道路工程车辆位于目标路径上时与相邻道路工程车辆的坐标点之间的
横向距离，即预测当前道路工程车辆在变道后与相邻道路工程车辆之间的间隔距离。
100.步骤830：判断横向距离是否大于或等于当前道路工程车辆的横向安全距离和相邻道路工程车辆的横向安全距离之和，若是，则转步骤840，否则，转步骤850。
101.每个道路工程车辆都有对应的横向安全距离(如图10所示的距离d3)，当前道路工程车辆需要与其相邻的其他设备或机器保持横向安全距离以上的间隔，以防发生事故，通常情况下，当前道路工程车辆的横向安全距离与相邻道路工程车辆的横向安全距离相等。
102.步骤840：确定当前道路工程车辆与相邻道路工程车辆不会发生碰撞。
103.当当前道路工程车辆位于目标路径上时与相邻道路工程车辆之间的横向距离大于或等于当前道路工程车辆的横向安全距离与相邻道路工程车辆的横向安全距离之和时，说明当前道路工程车辆变道至目标路径上后也能够保证与相邻道路工程车辆之间的间隔距离较大，此时，可以确定当前道路工程车辆与相邻道路工程车辆不会发送碰撞，可以执行变道。
104.步骤850：确定当前道路工程车辆与相邻道路工程车辆会发生碰撞。
105.步骤860：暂停当前道路工程车辆的变道操作。
106.当横向距离小于当前道路工程车辆的横向安全距离与相邻道路工程车辆的横向安全距离之和时，此时，需要暂停当前道路工程车辆的变道，以避免安全事故的发生。
107.图11是本技术一示例性实施例提供的一种目标路径获取方法的流程示意图。如图11所示，上述步骤110可以包括如下子步骤：
108.步骤111：获取道路设计数据。
109.道路设计数据包括道路左边线上的多个左边界坐标点和道路右边线上的多个右边界坐标点。
110.步骤112：获取至少一个道路工程车辆的坐标信息和航向角。
111.道路工程车辆的坐标信息是基于导航系统中的坐标系获取，例如以南北方向为横坐标轴方向、东西方向为纵坐标轴方向。
112.步骤113：根据道路设计数据、至少一个道路工程车辆的坐标信息和航向角以及至少一个道路工程车辆的工艺参数，得到每个道路工程车辆的行驶路径。
113.步骤114：根据压路机的数量和道路设计数据，将道路划分为与每个压路机分别对应的至少一个分区。
114.步骤115：根据道路设计数据、至少一个分区的边界线、每个压路机的坐标信息和航向角以及每个压路机的工艺参数，得到每个压路机的行驶路径。
115.应当理解，本技术实施例可以根据实际应用场景的需求而选取其他获取目标路径的方法，只要所选取的方法能够获取目标路径即可，本技术实施例对于获取目标路径的具体方法不做限定。
116.示例性装置
117.图12是本技术一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划系统的结构示意图。如图12所示，该运动轨迹规划系统70包括：目标路径信息获取模块71，用于获取目标路径信息；其中目标路径信息包括目标路径上多个坐标点的信息素，信息素包括位置信息和完成度信息；车辆信息获取模块72，用于获取当前道路工程车辆的当前坐标点和当前航向角；终止坐标点计算模块73，用于根据信息素，计算目标路径上的终止坐标点；以
及运动轨迹确定模块74，用于根据当前坐标点、当前航向角、及终止坐标点，确定当前道路工程车辆在目标路径上的运动轨迹。
118.本技术提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划系统，通过目标路径信息获取模块71获取目标路径上的多个坐标点的信息素，并终止坐标点计算模块73根据多个坐标点的信息素确定当前道路工程车辆在目标路径上的终止坐标点，即确定当前道路工程车辆在目标路径上的运动范围，并且，通过车辆信息获取模块72获取当前道路工程车辆的当前坐标点和当前航向角，运动轨迹确定模块74结合当前坐标点、当前航向角和终止坐标点确定当前道路工程车辆在目标路径上的运动轨迹，可以实时获知上述信息并实时调整当前道路工程车辆的运动轨迹，从而实现当前道路工程车辆的自动化工作，不仅降低了人工成本、提高工作效率，同时还可以精确的规划运动轨迹以保证道路施工的效果。
119.在一实施例中，多个坐标点包括目标路径上位于当前道路工程车辆前方的前方道路工程车辆所在的坐标点；即获取了目标路径上的前方道路工程车辆(距离当前道路工程车辆最近的道路工程车辆)的位置坐标点。其中，终止坐标点计算模块73可以进一步配置为：当前方道路工程车辆所在的坐标点与当前坐标点之间的距离大于或等于预设的安全距离时，根据目标路径上的前方道路工程车辆所在的坐标点、当前坐标点和预设的安全距离，计算得到前进终止坐标点。运动轨迹确定模块74可以进一步配置为：根据当前坐标点、当前航向角、及前进终止坐标点，确定当前道路工程车辆在目标路径上的前进轨迹。
120.在进一步的实施例中，终止坐标点计算模块73可以进一步配置为：当目标路径上的前方道路工程车辆所在的坐标点与当前道路工程车辆之间的距离大于或等于安全距离时，选取多个坐标点中与目标路径上的前方道路工程车辆所在的坐标点的距离大于或等于安全距离的坐标点作为前进终止坐标点；当目标路径上的前方道路工程车辆所在的坐标点与当前道路工程车辆之间的距离小于安全距离时，计算后退终止坐标点。运动轨迹确定模块74可以进一步配置为：根据当前坐标点、当前航向角、及后退终止坐标点，确定当前道路工程车辆在目标路径上的后退轨迹。
121.图13是本技术另一示例性实施例提供的一种道路工程车辆的运动轨迹规划系统的结构示意图。如图13所示，终止坐标点计算模块73可以包括：达标坐标获取单元731，用于获取多个坐标点中完成度大于预设的完成度阈值的多个达标坐标点；后退终止坐标选取单元732，用于选取多个达标坐标点中的一个达标坐标点作为后退终止坐标点。
122.在一实施例中，后退终止坐标选取单元732可以进一步配置为：当多个达标坐标点与当前道路工程车辆的最近距离大于预设的距离阈值时，选取该最近距离对应的达标坐标点作为后退终止坐标点；当多个达标坐标点与当前道路工程车辆的最近距离小于或等于距离阈值时，选取与当前道路工程车辆的距离大于或等于距离阈值的达标坐标点作为后退终止坐标点。
123.在一实施例中，如图13所示，运动轨迹规划系统70可以包括：运动方向确定模块75，用于确定当前道路工程车辆的运动方向。运动方向确定模块75可以配置为：当前进轨迹的长度大于预设的长度阈值(例如当前道路工程车辆最小规划长度)时，确定当前道路工程车辆的运动方向为前进方向；以及当前进轨迹的长度小于或等于该长度阈值时，确定当前道路工程车辆的运动方向为后退方向。
124.在一实施例中，如图13所示，运动轨迹规划系统70还可以包括：变道模块76，用于
确定当前道路工程车辆与相邻的道路工程车辆之间不会发生碰撞。变道模块76可以配置为：获取相邻道路工程车辆的坐标点；计算当前道路工程车辆位于目标路径上时与相邻道路工程车辆的坐标点之间的横向距离；当横向距离大于或等于当前道路工程车辆的横向安全距离与相邻道路工程车辆的横向安全距离之和时，确定当前道路工程车辆与相邻道路工程车辆不会发生碰撞。
125.在一实施例中，变道模块76可以进一步配置为：当当前目标路径的完成度大于预设的完成度阈值时，获取当前目标路径的相邻路径的完成度；当相邻路径的完成度中至少存在一个小于完成度阈值时，选取相邻路径中完成度最小的路径作为新的目标路径；当前道路工程车辆由当前目标路径换道至新的目标路径。
126.在一实施例中，如图13所示，目标路径信息获取模块71可以包括如下子单元：道路数据获取单元711，用于获取道路设计数据；其中道路设计数据包括道路左边线上的多个左边界坐标点和道路右边线上的多个右边界坐标点；车辆信息获取单元712，用于获取道路工程车辆的坐标信息和航向角；行驶路径计算单元713，用于根据道路设计数据、道路工程车辆的坐标信息和航向角以及道路工程车辆的工艺参数，得到每个道路工程车辆的行驶路径；其中道路工程车辆的工艺参数包括道路工程车辆的宽度和相邻道路工程车辆的搭接距离；分区单元714，用于根据道路工程车辆的数量和道路设计数据，将道路划分为与每个道路工程车辆分别对应的至少一个分区；行驶路径计算单元713进一步配置为：根据道路设计数据、至少一个分区的边界线、以及每个压路机的工艺参数，得到每个压路机的行驶路径。
127.示例性电子设备
128.下面，参考图14来描述根据本技术实施例的道路工程车辆的电子结构。该道路工程车辆可以包括第一设备和第二设备中的任一个或两者、或与它们独立的单机设备，该单机设备可以与第一设备和第二设备进行通信，以从它们接收所采集到的输入信号。
129.图14图示了根据本技术实施例的道路工程车辆的电子结构的框图。
130.如图14所示，道路工程车辆10包括一个或多个处理器11和存储器12。
131.处理器11可以是中央处理单元(cpu)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制道路工程车辆10中的其他组件以执行期望的功能。
132.存储器12可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(ram)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(rom)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器11可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本技术的各个实施例的道路工程车辆的运动轨迹规划方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如输入信号、信号分量、噪声分量等各种内容。
133.在一个示例中，道路工程车辆10还可以包括：输入装置13和输出装置14，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。
134.例如，在该电子设备是第一设备或第二设备时，该输入装置13可以是摄像头，用于捕捉图像的输入信号。在该电子设备是单机设备时，该输入装置13可以是通信网络连接器，用于从第一设备和第二设备接收所采集的输入信号。
135.此外，该输入设备13还可以包括例如键盘、鼠标等等。
136.该输出装置14可以向外部输出各种信息，包括确定出的距离信息、方向信息等。该输出设备14可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。
137.当然，为了简化，图14中仅示出了该道路工程车辆10中与本技术有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，道路工程车辆10还可以包括任何其他适当的组件。
138.示例性计算机程序产品和计算机可读存储介质
139.除了上述方法和设备以外，本技术的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本技术各种实施例的道路工程车辆的运动轨迹规划方法中的步骤。
140.所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本技术实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
141.此外，本技术的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本技术各种实施例的道路工程车辆的运动轨迹规划方法中的步骤。
142.所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
143.以上结合具体实施例描述了本技术的基本原理，但是，需要指出的是，在本技术中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本技术的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本技术为必须采用上述具体的细节来实现。
144.本技术中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
145.还需要指出的是，在本技术的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本技术的等效方案。
146.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本
申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本技术的范围。因此，本技术不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
147.为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本技术的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

技术特征：

1.一种道路工程车辆的运动轨迹规划方法，其特征在于，包括：获取目标路径信息；其中所述目标路径信息包括所述目标路径上多个坐标点的信息素，所述信息素包括位置信息和完成度信息；获取当前道路工程车辆的当前坐标点和当前航向角；根据所述信息素，计算所述目标路径上的终止坐标点；以及根据所述当前坐标点、所述当前航向角、及所述终止坐标点，确定所述当前道路工程车辆在所述目标路径上的运动轨迹。2.根据权利要求1所述的道路工程车辆的运动轨迹规划方法，其特征在于，在所述确定所述当前道路工程车辆在所述目标路径上的运动轨迹之后，还包括：当当前目标路径的完成度大于预设的完成度阈值时，获取所述当前目标路径的相邻路径的完成度；当所述相邻路径的完成度中至少存在一个小于所述完成度阈值时，选取所述相邻路径中完成度最小的路径作为新的目标路径；以及所述当前道路工程车辆由所述当前目标路径换道至所述新的目标路径。3.根据权利要求1所述的道路工程车辆的运动轨迹规划方法，其特征在于，所述多个坐标点包括所述目标路径上位于所述当前道路工程车辆前方的前方道路工程车辆所在的坐标点；其中，所述根据所述信息素，计算所述目标路径上的终止坐标点包括：当所述前方道路工程车辆所在的坐标点与所述当前坐标点之间的距离大于或等于预设的安全距离时，根据所述前方道路工程车辆所在的坐标点、所述当前坐标点和所述安全距离，计算得到前进终止坐标点；其中所述前进终止坐标点为所述终止坐标点。4.根据权利要求3所述的道路工程车辆的运动轨迹规划方法，其特征在于，所述根据所述前方道路工程车辆所在的坐标点、所述当前坐标点和所述安全距离，计算得到前进终止坐标点包括：当所述前方道路工程车辆所在的坐标点与所述当前道路工程车辆之间的距离大于或等于所述安全距离时，选取所述多个坐标点中与所述前方道路工程车辆所在的坐标点的距离大于或等于所述安全距离的坐标点作为所述前进终止坐标点。5.根据权利要求3所述的道路工程车辆的运动轨迹规划方法，其特征在于，所述根据所述信息素，计算所述目标路径上的终止坐标点包括：当所述前方道路工程车辆所在的坐标点与所述当前道路工程车辆之间的距离小于所述安全距离时，计算后退终止坐标点；其中所述后退终止坐标点为所述终止坐标点。6.根据权利要求5所述的道路工程车辆的运动轨迹规划方法，其特征在于，所述计算后退终止坐标点包括：获取所述多个坐标点中完成度大于预设的完成度阈值的多个达标坐标点；以及选取所述多个达标坐标点中的一个达标坐标点作为所述后退终止坐标点。7.根据权利要求6所述的道路工程车辆的运动轨迹规划方法，其特征在于，所述选取所述多个达标坐标点中的一个达标坐标点作为所述后退终止坐标点包括：当所述多个达标坐标点与所述当前道路工程车辆的最近距离大于预设的距离阈值时，选取该最近距离对应的达标坐标点作为所述后退终止坐标点。8.根据权利要求6所述的道路工程车辆的运动轨迹规划方法，其特征在于，所述选取所
述多个达标坐标点中的一个达标坐标点作为所述后退终止坐标点包括：当所述多个达标坐标点与所述当前道路工程车辆的最近距离小于或等于所述距离阈值时，选取与所述当前道路工程车辆的距离大于或等于所述距离阈值的达标坐标点作为所述后退终止坐标点。9.一种道路工程车辆的运动轨迹规划系统，其特征在于，包括：目标路径信息获取模块，用于获取目标路径信息；其中所述目标路径信息包括所述目标路径上多个坐标点的信息素，所述信息素包括位置信息和完成度信息；车辆信息获取模块，用于获取当前道路工程车辆的当前坐标点和当前航向角；终止坐标点计算模块，用于根据所述信息素，计算所述目标路径上的终止坐标点；以及运动轨迹确定模块，用于根据所述当前坐标点、所述当前航向角、及所述终止坐标点，确定所述当前道路工程车辆在所述目标路径上的运动轨迹。10.一种道路工程车辆，其特征在于，包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于执行上述权利要求1-8任一所述的道路工程车辆的运动轨迹规划方法。

技术总结

本申请提供了一种道路工程车辆及其运动轨迹规划方法、系统，通过获取目标路径上的多个坐标点的信息素，并根据多个坐标点的信息素确定当前道路工程车辆在目标路径上的终止坐标点，即确定当前道路工程车辆在目标路径上的运动范围，并且，通过获取当前道路工程车辆的当前坐标点和当前航向角，结合当前坐标点、当前航向角和终止坐标点确定当前道路工程车辆在目标路径上的运动轨迹，可以实时获知上述信息并实时调整当前道路工程车辆的运动轨迹，从而实现当前道路工程车辆的自动化工作，不仅降低了人工成本、提高工作效率，同时还可以精确的规划运动轨迹以保证道路施工的效果。的规划运动轨迹以保证道路施工的效果。的规划运动轨迹以保证道路施工的效果。