CN212322114U - 一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，包括设置于车辆上的环境感知***；环境感知***包括多个激光雷达、多个超声波雷达、多个毫米波雷达、多个摄像头、两个差分GPS天线。本实用新型通过激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达、摄像头、差分GPS天线等多种传感器不同功能的特点及其信息融合的方式，对用于特定环境作业的无人车的周围环境、道路环境的裂纹检测、动静态障碍物、车辆位姿及状态等进行实时感知，更好的识别各种障碍物及潜在的危险的道路环境，以更好的实现自动驾驶车辆的障碍物避障、路径规划及轨迹跟踪控制等功能要实现的有效性数据信息，保证无人驾驶车辆行驶环境的安全性和稳定性。

Description

一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***

技术领域

本实用新型涉及一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，属于低速无人驾驶车辆领域。

背景技术

近年来，自动驾驶技术日渐成熟，它能够利用传感器技术实现车辆的自动化，以缓解交通拥堵、减少交通事故，保证行车的安全性。现有的自动驾驶由于受到技术本身的影响，无法实现完全的智能化行驶，因此主要限定在特定场景内的低速自动驾驶车辆落地，例如应用于矿区的无人车、无人物流配送车、用于港区环境的无人车、用于特定山区作业的无人车等，为处于危险工作环境的人员提供了新的解决方案。

现有的自动驾驶车辆技术存在的缺点和不足之处是：对道路的环境感知探测完整性较小，没有考虑对道路、桥梁道路、隧道墙壁、山区道路等环境的裂纹检测进行有效的感知，从而导致自动驾驶车辆在路径规划和安全性等环境区域中的安全性和稳定性较差。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术的不足，提供一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***。

本实用新型的目的是这样实现的，一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，其特征在于，包括设置于车辆上的环境感知***；

所述环境感知***包括多个激光雷达、多个超声波雷达、多个毫米波雷达、多个摄像头、两个差分GPS天线；

其中，所述多个激光雷达设置于车辆的前端和顶部；所述多个超声波雷达设置于所述车辆的前端和车辆底盘的底部；所述多个毫米波雷达分别设置于车辆的前端、后端和左右两侧；所述多个摄像头设置于车辆的前端、后端和车辆底盘的底部；所述两个差分GPS天线均设置于车辆的顶部。

多个激光雷达设置于车辆的前端和顶部；其中一部分激光雷达用于对车辆前方动态障碍物、静态障碍物、车辆车速、车辆加速度、车辆位姿状态环境进行感知探测；另一部分激光雷达用于对桥梁、跨海大桥、隧道环境的道路及周围墙壁的裂纹进行检测；

放置于车辆前端和后端的超声波雷达用于对所述车辆的动障碍物、静障碍物的感知识别；放置于车辆底盘底部的超声波雷达用于检测道路的裂纹；

所述多个毫米波雷达分别设置于车辆的前端、后端和左右两侧，对所述车辆四周的动态障碍物、静态障碍物进行感知识别；

放置于车辆前端、后端的摄像头用于对所述车辆的动、静障碍物的感知识别；放置于车辆左右两侧以及底盘的底部的摄像头用来检测道路和周围墙壁的裂纹；

所述两个差分GPS天线均设置于车辆的顶部，用于探测车辆的位姿信息；

还设有控制器，多个激光雷达、多个超声波雷达、多个毫米波雷达、多个摄像头、两个差分GPS天线均与控制器连接。

所述激光雷达设置于车辆的保险杠的中央。

所述车辆前端的中央安装一个激光雷达。

所述车辆前端安装多个超声波雷达，车辆的底盘底部的多个超声波雷达距地面的距离均相等。

所述车辆底盘底部安装2个超声波雷达，车辆底盘底部的2个超声波雷达沿着车辆的前后中心线对称设置。

车辆的车辆前端、后端和左右两侧分别安装多个毫米波雷达。

车辆的前端安装2个毫米波雷达，车辆前端的2个毫米波雷达沿车辆中心线对称设置；车辆后端安装1个毫米波雷达，车辆后端的1个毫米波雷达放在后端中央；车辆的两侧分别安装3个所述毫米波雷达，车辆两侧的毫米波雷达沿着中心线对称设置。

所述车辆的前端安装1个摄像头，所述车辆前端的1个摄像头放置在挡风玻璃上；所述车辆后端安装1个摄像头，所述车辆后端的1个摄像头放置在后端中央；

车辆底盘的底部安装2个摄像头，车辆底盘底部的2个摄像头沿着车辆的前后中心线对称设置。

本实用新型结构合理科学，通过本实用新型，提供一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境的裂纹检测***，通过激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达、摄像头、差分GPS天线等多种传感器不同功能的特点及其信息融合的方式，对用于特定环境作业的无人车的周围环境、道路环境的裂纹检测、动静态障碍物、车辆位姿及状态等进行实时感知，进而为无人车的全方位环境进行实时监控，更好的识别各种障碍物及潜在的危险的道路环境，以更好的实现自动驾驶车辆的障碍物避障、路径规划及轨迹跟踪控制等功能要实现的有效性数据信息，保证无人驾驶车辆行驶环境的安全性和稳定性。

本实用新型提供的一种与自动计算车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，包括环境感知***，环境感知***包括多个激光雷达、多个超声波雷达、多个毫米波雷达、多个摄像头、两个差分GPS天线；所述多个激光雷达设置于车辆的前端和顶部，对车辆前方各种障碍物进行探测，以及对道路及其周围环境的墙壁的裂纹检测；所述多个超声波雷达分别设置于所述车辆的前端和车辆底盘的底部；对车辆前方进行各种障碍物探测，以及对道路及其周围环境的墙壁裂纹检测；所述多个毫米波雷达分别设置于车辆的前端、后端和左右两侧；对车辆前方、左右两侧、后方的障碍物探测；所述多个摄像头分别设置于车辆的前端、后端和车辆底盘的底部；对车辆前方、后方的障碍物及车道线等环境进行探测，以及对道路及其周围环境的墙的裂纹检测；所述激光雷达设置于所述车辆前端的保险杠中央以及车辆前端顶部的中央；所述车辆的前端、后端和车辆底盘底部分别安装多个所述超声波雷达；所述车辆底盘底部安装的超声波雷达离地面的距离相等；所述车辆的前端、后端和两侧分别安装多个所述毫米波雷达；所述车辆的前端安装2个所述毫米波雷达，所述车辆前端的两个毫米波雷达沿着车辆中心线对称设置；所述车辆后端安装1个毫米波雷达，所述车辆后端的1个毫米波雷达放在后端中央；所述车辆的两侧分别安装三个所述毫米波雷达，所述车辆两侧的毫米波雷达沿着中心线对称设置。所述车辆的前端、后端和车辆底盘底部分别安装多个所述摄像头；所述车辆的前端安装1个摄像头，所述车辆前端的1个摄像头放置在挡风玻璃上；所述车辆后端安装1个摄像头，所述车辆后端的1个摄像头放置在后端中央；所述两个差分GPS天线安装在车辆顶部。

本实用新型实施例提供的用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***应用于低速无人车，尤其是处于特定区域环境作业的无人车，通过激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达、摄像头、差分GPS天线等多种传感器不同功能的使用及融合的方式，实现对低速无人车自身及周围道路环境的完整性感知。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型另一种结构示意图；

图3为本实用新型另一种结构示意图；

图中：1激光雷达、2超声波雷达、3毫米波雷达、4摄像头、5差分GPS天线。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的计算方案做进一步的详细描述。

图1-图3为本使用新型实施例提供的用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***的示意图，结合图1-图3所示，所述环境感知***包括激光雷达1、多个超声波雷达2、多个毫米波雷达3、多个摄像头4、两个差分GPS天线5。

激光雷达1可以设置于车辆的前端保险杠位置以及车辆的前端顶部中央；

多个超声波雷达2分别设置于车辆的前端和车辆底盘的底部；超声波雷达2在车辆的前端中央分别布置1个超声波雷达，在车辆的底盘底部分别布置2个超声波雷达。

多个毫米波雷达3分别设置于车辆的前端、后端及两侧，以扩大感知的范围。

具体可以为，车辆的前端安装2个所述毫米波雷达3，车辆前端的两个毫米波雷达3沿着车辆中心线对称设置；车辆后端安装1个毫米波雷达3，车辆后端的1个毫米波雷达放在后端中央；车辆的两侧分别安装3个毫米波雷达，车辆两侧的毫米波雷达沿着中心线对称设置。

多个摄像头3分别设置于车辆的前端、后端以及车辆底盘的底部，分别放置于车辆的前端中央、后端的中央位置，在车辆底盘底部的摄像头放置于前后车桥位置中央，以更好的探测道路环境。2个GPS天线均设置于车辆的顶部。

在无人车行驶过程中，激光雷达1、多个超声波雷达2、多个毫米波雷达3、多个摄像头4、2个差分GPS天线5对车辆周围及道路环境的裂纹程度进行完整性感知，其中激光雷达1的设置不仅为无人驾驶车辆的决策、轨迹规划和跟踪控制提供较大范围内的障碍物信息，而且还可以实时检测特定区域环境的道路裂纹程度及道路周围的墙壁裂纹程度等，为车辆提前做出路径规划等做出安全性反应；多个超声波雷达2不仅可以为车辆的近身前后的道路环境的障碍物信息进行探测，而且还可以对特定区域环境道路的裂纹程度进行实时性检测，以更好的提高车辆行驶中的安全性和稳定性；多个毫米波雷达3可以为车辆近身周围的环境区域的各种障碍物进行感知，以实现自动驾驶的完整性感知，进一步减少盲区；多个摄像头4可以为车辆前端和后端的周围环境进行车道线及道路环境的障碍物感知，又可以为车辆的特定区域环境的道路裂纹程度进行实时性检测，为车辆的安全性和稳定性行驶，提供有力保障；差分GPS天线为车辆提供精确的定位信息和车辆姿态信息。在车辆行驶过程中，上述传感器将检测到的信息实时发送给车辆的控制器，控制器首先对检测到的道路环境及墙壁等周围的裂纹程度做一个判断，然后将信息发送给自动驾驶车辆的环境感知所产生的控制序列里，并对控制器执行障碍物感知、避障、路径规划等操作，多种传感器不同功能的实用以及信息融合的布置，共同为无人驾驶车辆的提供安全而又稳定性极强的道路环境的完整性信息，进一步提高了车辆的行驶安全性和稳定性。

本实用新型实施提供的用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，通过激光雷达、多个超声波雷达、多个毫米波雷达、多个摄像头、两个差分GPS天线等多种传感器融合的方式，对处于特定区域环境作业的无人车进行全方位的环境感知，为无人驾驶车辆的决策、规划及控制的准确性提供了有力保障，进一步确保了车辆的行驶安全性和稳定性。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，其特征在于，包括设置于车辆上的环境感知***；

所述环境感知***包括多个激光雷达（1）、多个超声波雷达（2）、多个毫米波雷达（3）、多个摄像头（4）、两个差分GPS天线（5）；

其中，所述多个激光雷达（1）设置于车辆的前端和顶部；所述多个超声波雷达（2）设置于所述车辆的前端和车辆底盘的底部；所述多个毫米波雷达（3）分别设置于车辆的前端、后端和左右两侧；所述多个摄像头（4）设置于车辆的前端、后端和车辆底盘的底部；所述两个差分GPS天线（5）均设置于车辆的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，其特征在于，多个激光雷达（1）设置于车辆的前端和顶部；其中一部分激光雷达（1）用于对车辆前方动态障碍物、静态障碍物、车辆车速、车辆加速度、车辆位姿状态环境进行感知探测；另一部分激光雷达用于对桥梁、跨海大桥、隧道环境的道路及周围墙壁的裂纹进行检测；

放置于车辆前端和后端的超声波雷达（2）用于对所述车辆的动障碍物、静障碍物的感知识别；放置于车辆底盘底部的超声波雷达（2）用于检测道路的裂纹；

所述多个毫米波雷达（3）分别设置于车辆的前端、后端和左右两侧，对所述车辆四周的动态障碍物、静态障碍物进行感知识别；

放置于车身前端、后端的摄像头（4）用于对所述车辆的动、静障碍物的感知识别；放置于车辆左右两侧以及底盘的底部的摄像头（4）用来检测道路和周围墙壁的裂纹；

所述两个差分GPS天线（5）均设置于车辆的顶部，用于探测车辆的位姿信息；

还设有控制器，多个激光雷达（1）、多个超声波雷达（2）、多个毫米波雷达（3）、多个摄像头（4）、两个差分GPS天线（5）均与控制器连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，其特征在于，所述激光雷达（1）设置于车辆的保险杠的中央。

4.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，其特征在于，所述车辆前端的中央安装一个激光雷达（1）。

5.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，其特征在于，所述车辆前端安装多个超声波雷达（2），车辆的底盘底部的多个超声波雷达（2）距地面的距离均相等。

6.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，其特征在于，所述车辆底盘底部安装2个超声波雷达（2），车身底盘底部的2个超声波雷达（2）沿着车辆的前后中心线对称设置。

7.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，其特征在于，车辆的车身前端、后端和左右两侧分别安装多个毫米波雷达（3）。

8.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，其特征在于，车辆的前端安装2个毫米波雷达（3），车辆前端的2个毫米波雷达（3）沿车辆中心线对称设置；车辆后端安装1个毫米波雷达（3），车身后端的1个毫米波雷达（3）放在后端中央；车辆的两侧分别安装3个所述毫米波雷达（3），车辆两侧的毫米波雷达（3）沿着中心线对称设置。

9.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，其特征在于，所述车辆的前端安装1个摄像头，所述车辆前端的1个摄像头放置在挡风玻璃上；所述车辆后端安装1个摄像头，所述车辆后端的1个摄像头放置在后端中央。

10.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶车辆的环境感知及道路环境裂纹检测***，其特征在于，车辆底盘的底部安装2个摄像头（4），车辆底盘底部的2个摄像头（4）沿着车辆的前后中心线对称设置。

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