基于平行控制理论的矿区无人驾驶卡车仿真系统

作者

杨荣明丁震杨健健付建华高玉魏亚艾云峰张致铭
单位

国家能源集团煤炭运输部中国矿业大学（北京）机电与信息工程学院矿业大学（北京）内蒙古研究院北京慧拓无限科技有限公司
摘要

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。
关键词

无人驾驶平行控制矿用车辆动力学建模高保真场景重构虚拟传感器建模虚实互动
文章目录

0 引言
1 平行控制理论
2 矿区无人驾驶卡车仿真系统
2.1 矿用卡车动力学建模
2.2 高保真场景重构
2.3 虚拟传感器建模
3 无人驾驶卡车仿真系统功能
3.1 无人驾驶算法测试
3.2 卡车驾驶培训
3.3 无人驾驶系统技能培训
3.4 矿区生产预测模拟
3.5 虚实互动平行推演
4 结语
引用格式

杨荣明,丁震,杨健健,付建华,高玉,魏亚,艾云峰,张致铭.基于平行控制理论的矿区无人驾驶卡车仿真系统[J].工矿自动化,2022,48(11):80-83+100.DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.17999.
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