【技术实现步骤摘要】
本申请涉及自动驾驶运动规划领域，特别是涉及一种面向重载货物运输的多车协同轨迹规划方法、系统和设备。
技术介绍
1、随着现代工业及基础设施建设的迅猛推进，对超大型及重型货物的运输需求持续攀升。传统的大型设备运输模式往往需要将设备拆解后分批次运送，这种模式不仅耗时费力、成本高昂，还额外增添了技术层面的复杂性。尽管存在专门的重型运输车辆可进行设备的整体运输，但这种方法的复用性较低，且车辆一旦出现故障，维修难度大。因此，研发重载货物多车协同运输系统，成为了应对大型设备运输挑战的关键技术。
2、目前，协同运输系统的行进轨迹主要依赖人工操控，这无疑给行驶的安全性和通行效率带来了挑战。对重载货物多车协同运输系统的轨迹规划进行深入探究，是确保整个运输系统安全高效运行的关键所在。然而，相关研究大多集中在单车系统或缺乏物理连接的多智能体系统，而对于具备特殊物理连接结构的运输系统，其轨迹规划研究却相对匮乏。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种面向重载货物运输的多车协同轨迹规划方法、装置、设备、介质及产品，可提高运输重载货物的效率和安全性。
2、为实现上述目的，本申请提供了如下方案。
3、第一方面，本申请提供了一种面向重载货物运输的多车协同轨迹规划方法，包括：根据牛顿运动定律和角动量守恒定律，构建总系统动力学模型；所述总系统动力学模型包括载荷子系统动力学模型和多车子系统动力学模型；所述载荷子系统动力学模型为总系统中的载荷子系统的动力学模型，所述多车子系统动力学模型
4、可选地，所述载荷子系统动力学模型的表达式如下所示。
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11、其中，为载荷子系统在全局坐标系下的 x轴坐标的变化率；为载荷子系统在惯性坐标系下的纵向速度；为载荷子系统的航向角；为载荷子系统在惯性坐标系下的横向速度；为载荷子系统在全局坐标系下的 y轴坐标的变化率；为载荷子系统的航向角的变化率；为载荷子系统的航向角速度；为载荷子系统在惯性坐标系下的纵向速度的变化率；为载荷的质量；为载荷子系统在惯性坐标系下的横向速度的变化率；为载荷子系统在第 i个重载货物运输车辆的连接处所受到的纵向接触力；为载荷子系统在第 i个重载货物运输车辆的连接处所受到的横向接触力；为载荷子系统的偏航惯性矩；为第 i个重载货物运输车辆的连接器在载荷子系统惯性坐标系下的纵向坐标；为第 i个重载货物运输车辆的连接器在载荷子系统惯性坐标系下的横向坐标；，为重载货物运输车辆的数量。
12、可选地，所述多车子系统动力学模型中第 i个重载货物运输车辆的动力学模型的表达式如下所示。
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19、其中，为第 i个重载货物运输车辆在全局坐标系下的 x轴坐标的变化率；为第 i个重载货物运输车辆在惯性坐标系下的纵向速度；为第 i个重载货物运输车辆的航向角；为第 i个重载货物运输车辆在惯性坐标系下的横向速度；为第 i个重载货物运输车辆在全局坐标系下的 y轴坐标的变化率；为第 i个重载货物运输车辆的航向角的变化率；为第 i个重载货物运输车辆的航向角速度；为第 i个重载货物运输车辆在惯性坐标系下的纵向速度的变化率；为第 i个重载货物运输车辆的驱动力；为第 i个重载货物运输车辆的质量；为第 i个重载货物运输车辆的连接器传递的纵向的平面接触力；为第 i个重载货物运输车辆的后轮胎的侧向力；为第 i个重载货物运输车辆在惯性坐标系下的横向速度的变化率；为第 i个重载货物运输车辆的前轮胎的侧向力；为第 i个重载货物运输车辆的前轮转角；为第 i个重载货物运输车辆的连接器传递的横向的平面接触力；为第 i个重载货物运输车辆的航向角速度的变化率；为第 i个重载货物运输车辆的偏航惯性矩；为车辆前轴到质心的距离；为后轴到质心的距离。
20、可选地，所述多车子系统协同运动约束的表达式如下所示。
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22、其中，为第 i个重载货物运输车辆的全局位置；为第 i+1个重载货物运输车辆的全局位置；为第 i个重载货物运输车辆的连接器和第 i+1个重载货物运输车辆的连接器之间距离的边界最小值；为第 i个重载货物运输车辆的连接器和第 i+1个重载货物运输车辆的连接器之间距离的边界最大值。
23、可选地，所述多车子系统行驶稳定性约束的表达式如下所示。
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25、其中，为第 i个重载货物运输车辆的航向角速度约束的边界最小值；为第 i个重载货物运输车辆的航向角速度；为第 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向重载货物运输的多车协同轨迹规划方法，其特征在于，所述重载货物运输的多车协同轨迹规划方法包括：
2.根据权利要求1所述的重载货物运输的多车协同轨迹规划方法，其特征在于，所述载荷子系统动力学模型的表达式：
3.根据权利要求1所述的重载货物运输的多车协同轨迹规划方法，其特征在于，所述多车子系统动力学模型中第i个重载货物运输车辆的动力学模型的表达式：
4.根据权利要求1所述的重载货物运输的多车协同轨迹规划方法，其特征在于，所述多车子系统协同运动约束的表达式：
5.根据权利要求1所述的重载货物运输的多车协同轨迹规划方法，其特征在于，所述多车子系统行驶稳定性约束的表达式：
6.根据权利要求1所述的重载货物运输的多车协同轨迹规划方法，其特征在于，所述系统安全避障约束的表达式：
7.根据权利要求6所述的重载货物运输的多车协同轨迹规划方法，其特征在于，所述载荷子系统的优化问题的表达式：
8.根据权利要求6所述的重载货物运输的多车协同轨迹规划方法，其特征在于，所述多车子系统的优化问题的表达式：
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