基于平行控制理论的矿区无人驾驶卡车仿真系统

针对矿用车辆实车测试无人驾驶存在危险性大、测试时间长、测试成本高、测试内容覆盖面窄等问题,研究了基于平行控制理论的矿区无人驾驶卡车仿真系统。该系统采用矿用卡车动力学建模、高保真场景重构、虚拟传感器建模等关键技术,实现无人驾驶算法全面推演、系统集成可靠性测试、矿区生产预测模拟、虚实互动平行推演等功能。矿用卡车动力学建模主要步骤分为整车模型搭建与可视化场景创建2个部分,将车辆动力学模型与虚拟场景关联,利用车辆模型产生的仿真数据实时驱动虚拟场景中的车辆运动。针对大型露天矿场景复杂、不规则的特性,通过无人机航拍测绘、激光雷达三维扫描等手段,获取矿山高精度三维模型数据,基于虚拟微多边形几何体技术、高像素虚拟纹理技术、三维场景实时渲染技术,构建高保真虚拟三维场景。虚拟传感器主要包括虚拟激光雷达、虚拟毫米波雷达、虚拟惯导装置、虚拟视觉相机,搭载于虚拟矿车上,负责生成虚拟场景中的数据信息,并将数据发送到自动驾驶控制器进行处理。基于该仿真系统,可以进行单车测试、多车调度测试、智能调度算法测试,还可以对现场车辆和虚拟车辆的虚实互动进行测试,为整个矿区的稳定运输、复杂路口的推演模拟、智能调度算法的最优决策提供验证平台,确保无人驾驶测试效率和安全,加快矿区无人驾驶技术升级。