一种多传感器融合的无人车探测避障系统及避障方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112180941A(43)申请公布日2021.01.05(21)申请号202011118655.0(22)申请日2020.10.19(71)申请人垒途智能教科技术研究院江苏有限公司地址211100江苏省南京市江宁区苏源大道19号九龙湖国际企业总部园内B4座二层（江宁开发区）申请人英智医疗科技南京有限公司贝利尔科技发展南京有限公司(72)发明人李华京陈禹伸(74)专利代理机构南京智造力知识产权代理有限公司32382代理人张明明(51)Int.Cl.G05D1/02(2020.01)权利要求书2页说明书12页附图8页(54)发明名称一种多传感器融合的无人车探测避障系统及避障方法(57)摘要本发明提供了一种多传感器融合的无人车探测避障系统及避障方法，该避障系统包括多个单线激光雷达、双CCD摄像机、微波雷达、前后方盲区超声波传感器组和基于ARM+FPGA+NUC的三核控制器；多个单线激光雷达信号处理由NUC微型电脑处理，CCD摄像机的双目视觉图形数据由ARM+FPGA控制器共同处理，而盲区探测和避障、人机界面、路径规划、在线输出等功能交给STM32F767单独完成，ARM+FPGA控制器通过解码输出控制信号精确控制直流无刷伺服电机，驱动无人车行驶。本发明使得无人车可以全天候较远地发现复杂环境下的障碍物并快速实现有效避障，进而提高无人车高速行驶时的安全性和稳定性。CN112180941ACN112180941A权利要求书1/2页1.一种多传感器融合的无人车探测避障方法，其特征在于，具体为：车载电脑NUC通过控制总站调取无人车行驶路径和导航地图信息，ARM+FPGA控制器由前方盲区超声波传感器组确定运动盲区无障碍物时，无人车开始自动加速；无人车开始启动瞬间，根据天气情况进入工况选择模式：如果天气良好，微波雷达、单线激光雷达传感器以及CCD摄像机均工作，CCD摄像机和微波雷达向ARM+FPGA控制器传输远距离障碍物信息，单线激光雷达传感器向NUC传输近距离障碍物信息，所述障碍物信息经处理后，作为无人车自主导航的反馈距离信号；如果天气恶劣，只有微波雷达工作，无人车根据反馈距离信号开始降速自主导航行驶；无人车进入运动路线后，如果天气良好，ARM+FPGA由接收的道路标志点，调整无人车进行正常行驶前的位姿，根据车载地图信息正常行驶，向远距离障碍物的前进方向靠近并实施避障；如果天气恶劣，无人车进行中远距离避障。2.根据权利要求1所述的多传感器融合的无人车探测避障方法，其特征在于，所述无人车在向远距离障碍物靠近时，位于无人车前方和顶部的微波雷达与单线激光雷达配合，进行避障，具体为：微波雷达MR1和单线激光雷达L1配合探测前方道路的起伏，MR1先进行中远距离探测，单线激光雷达L1进一步精确确认，确定起伏的深度和宽度；微波雷达MR1、MR2和单线激光雷达L1、L3配合，确定正前方是否存在障碍物：微波雷达MR2先进行中远距离探测，发现疑似障碍物后由微波雷达MR1进行二次确认，疑似障碍物大致确定后再由单线激光雷达L1、L3进行精确位置确认；微波雷达MR1、MR2和单线激光雷达L3、L2配合，确定左前方是否存在障碍物：微波雷达MR2先进行中远距离探测，发现疑似障碍物后由微波雷达MR1进行二次确认，疑似障碍物大致确定后再由单线激光雷达L3、L2进行精确位置确认；微波雷达MR1、MR2和单线激光雷达L3、L4配合，确定右前方是否存在障碍物：微波雷达MR2先进行中远距离探测，发现疑似障碍物后由微波雷达MR1进行二次确认，疑似障碍物大致确定后再由单线激光雷达L3、L4进行精确位置确认。3.根据权利要求2所述的多传感器融合的无人车探测避障方法，其特征在于，当单线激光雷达L3探测到障碍物信息，进入单线激光雷达精确定位导航模式：如果单线激光雷达L3和L1探测到前方道路存在起伏，若起伏的高度和宽度超过了无人车越过的要求，无人车进行前方躲避保护；如果起伏的高度和宽度在无人车能够越过的范围内，将按照设定的正常速度进行行驶；如果单线激光雷达L1和L3探测到前方运动路径中存在障碍物，无人车进行向左或向右的紧急避障让行；如果没有障碍物，无人车将加速至设定的正常速度行驶；如果单线激光雷达L2和L3探测到左前方运动路径中存在障碍物，无人车进行向右的紧急避障让行；如果没有障碍物，无人车将加速至设定的正常速度行驶；如果单线激光雷达L4和L3探测到右前方运动路径中存在障碍物，无人车进行向左的紧急避障让行；如果没有障碍物，无人车将加速至设定的正常速度行驶。4.根据权利要求1所述的多传感器融合的无人车探测避障方法，其特征在于，所述无人车进入运动路线后，无人车后方的单线激光雷达和微波雷达时刻检测后方的环境，若判断后方存在障