无人驾驶单钢轮碾压机最优换道路径规划研究

为了确保单钢轮碾压机在换道碾压过程中转向稳定、保证压实质量,提出了一种换道路径规划方法,该方法将单钢轮碾压机换道路径曲线平滑度、转向稳定性和换道作业能耗作为优化目标,采用五阶贝塞尔曲线作为换道路径曲线,建立铰接式运动学模型与换道路径点状态的对应关系,采用光谱优化器(Light Spectrum Optimizer,LSO)算法对五阶贝塞尔曲线中未知关键控制点坐标进行优化,得到近似最优换道路径。以某型单钢轮碾压机为例,仿真与实验结果均表明,该方法规划的最优换道路径曲线在起点和终点处的航向角和曲率均为0,且全程曲率连续,符合单钢轮碾压机作业要求,与文献[10]方法相比,该方法规划的最优换道路径最大横向误差和平均横向误差分别降低了3.8%和16.7%,最大曲率和平均曲率分别降低了18.0%和9.3%,平均整车油耗减少了3.8%。研究结果可为单钢轮碾压机无人驾驶作业提供实际应用参考价值。