一种建立无人驾驶数据库的方法及系统与流程

本发明涉及无人驾驶领域，更具体地，涉及一种建立无人驾驶数据库的方法及系统。

背景技术：

第二次工业革命以来，汽车行业已经发展了一百多年。在过去的一百多年里，作为现代文明的重要标志，汽车颠覆了人类的生活方式，拓展了人类的活动空间，改变了整个社会形态，极大的提高了人类的移动生活品质，但是汽车需要驾驶员驾驶才能行驶，占用过多人力资源，并且造成了大量的车祸，随着深度学习技术的发展，无人驾驶技术如火如荼的开展起来。

无人驾驶汽车研究极其依靠大量高质量的真实数据，因其在公共道路部署前需要开发、测试并验证算法。无人驾驶业内，目前已有一系列基于视觉的自动驾驶数据集，其中包括kitti和citycapes数据集。kitti数据集是由kit和ttic在2012年开始的一个合作项目，网站在http://www.cvlibs.net/datasets/kitti/，这个项目的主要目的是建立一个具有挑战性的、来自真实世界的测试集。牛津大学的研究人员推出的robotcar数据集。robotcar数据集该数据集包含一年内英国牛津市内固定驾驶线路100次的重复驾驶数据。该数据集捕捉了许多不同的天气、交通、行人结合出来的路况，也包含建筑和道路施工这样的长期变化。

使用国际数据库，仅仅只能进行学术研究，并不能应用到工程之上，所以需要建议团队自己需求的数据库，目前为止，尚没有公开的方法来建立无人驾驶数据库。查阅相关专利,国内还没有关于无人驾驶数据库建立的专利.因为少有团队有能力和财力开发并维持一个适用的无人驾驶数据采集平台，定期校准并收集新数据。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种建立无人驾驶数据库的方法,包含无人驾驶数据库采集硬件系统和无人驾驶数据库采集软件系统，通过软硬件系统的组合，可以在国内任何道路上建立无人驾驶数据库，进一步，在此数据库上可以进行无人驾驶相关技术的研究。

本发明所采取的技术方案是:一种建立无人驾驶数据库的方法,包括以下步骤,

(1)建立无人驾驶数据库采集硬件系统，在车体上安装激光雷达、摄像头、毫米波雷达和can分析仪，同时安装一台车载电脑；激光雷达通过udp(用户数据报协议)通信，以太网接口连接至车载电脑上；摄像头通过usb(通用串行总线)连接至车载电脑；毫米波雷达通过can(控制器局域网络)协议，使用can分析仪连接至车载电脑；车载信息(车速、车转角等)通过汽车自身的cbd接口连接至can分析仪；

(2)采用特定方式标定激光雷达和摄像头，获取它们成像坐标系关系，将得到的参数输入至无人驾驶数据库软件采集系统；

(3)将车辆的车载信息解码方式输入至无人驾驶数据库采集软件系统，将会得到正确的车速、车转角、车加速度等车辆信息

(4)运行无人驾驶数据库采集软件系统，该软件系统会自动接收、解析、存储四个传感器数据：激光雷达数据、毫米波雷达数据、摄像头数据、车载信息；同时保证采集数据的同步性与实时性，可以做到10fps的采集速度；

(5)20位熟练驾驶员轮流操控车辆在目标道路行驶多次，采集时段需要涉及白天、黑夜、各种天气情况、四季时节；在行驶过程中，无人驾驶数据库采集硬件系统和软件系统同时工作。

进一步地，所述车载电脑包括一个3g主频cpu、4g内存、一个220v电压转换器、一个电源接口、一个网口、两个usb口和一个1t机械硬盘。

进一步地，所述激光雷达为含有32个激光发射器/接收器，距离范围1-70m，距离分辨率小于2cm；激光雷达供电电压为220v，一个48v-220v逆变器从车辆自身蓄电池接入，为激光雷达和车载大脑供电。

进一步地，所述can分析仪含有2个can通道、带有can协议函数接口库；所述摄像头为usb接口的拥有200w像素。

进一步地，所述特定方式标定激光雷达和摄像头为使用kitti数据库中的棋盘标定法获得激光雷达成像坐标系与摄像头坐标系的关系。

进一步地，所述无人驾驶数据库采集软件系统包含五个部分:激光雷达数据接收解析部分、毫米波雷达数据接收与解析、车载信息数据接收与解析部分、摄像头图像读取部分、解析后数据存储部分。

进一步地，所述采集数据的同步性是指：激光雷达数据、毫米波雷达数据、车载信息数据与摄像头图像数据采集在同一时刻，保持到同步性，数据之间的协作才有意义。

进一步地，所述采集数据的实时性是指：激光雷达数据、毫米波雷达数据、车载信息数据与摄像头图像数据从传感器到数据存储下来的过程所耗费时间要小，保持所有模块的数据都是当前时刻最新的数据。

由于采用上述技术方案，本发明所产生的有益效果在于：

(1)本发明所述的建立无人驾驶数据库方法，能够在少量修改软件系统中程序适用于任何厂商车辆，可以在风雨天气中作业。

(2)本发明所述的建立无人驾驶数据库方法，能够完整的建立一套无人驾驶数据库，

能够应用到无人驾驶中车速决策、障碍判断、车道线检测等多种实际场景。

附图说明

图1:无人驾驶数据库文件存储结构

图2:无人驾驶数据库采集软件系统程序流程图

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明：

(1)建立无人驾驶数据库采集硬件系统，在车体上安装激光雷达、摄像头、毫米波雷达和can分析仪，同时安装一台车载电脑；激光雷达通过udp(用户数据报协议)通信，以太网接口连接至车载电脑上；摄像头通过usb(通用串行总线)连接至车载电脑；毫米波雷达通过can(控制器局域网络)协议，使用can分析仪连接至车载电脑；车载信息(车速、车转角等)通过汽车自身的cbd接口连接至can分析仪；

(2)采用特定方式标定激光雷达和摄像头，获取它们成像坐标系关系，将得到的参数输入至无人驾驶数据库软件采集系统；

(3)将车辆的车载信息解码方式输入至无人驾驶数据库采集软件系统，将会得到正确的车速、车转角、车加速度等车辆信息

(4)运行无人驾驶数据库采集软件系统，该软件系统会自动接收、解析、存储四个传感器数据：激光雷达数据、毫米波雷达数据、摄像头数据、车载信息；同时保证采集数据的同步性与实时性，可以做到10fps的采集速度；

(5)20位熟练驾驶员轮流操控车辆在目标道路行驶多次，采集时段需要涉及白天、黑夜、各种天气情况、四季时节；在行驶过程中，无人驾驶数据库采集硬件系统和软件系统同时工作。

进一步地，所述车载电脑包括一个3g主频cpu、4g内存、一个220v电压转换器、一个电源接口、一个网口、两个usb口和一个1t机械硬盘。

进一步地，所述激光雷达为含有32个激光发射器/接收器，距离范围1-70m，距离分辨率小于2cm；激光雷达供电电压为220v，一个48v-220v逆变器从车辆自身蓄电池接入，为激光雷达和车载大脑供电。

进一步地，所述can分析仪含有2个can通道、带有can协议函数接口库；所述摄像头为usb接口的拥有200w像素。

进一步地，所述特定方式标定激光雷达和摄像头为使用kitti数据库中的棋盘标定法获得激光雷达成像坐标系与摄像头坐标系的关系。

进一步地，所述无人驾驶数据库采集软件系统包含五个部分:激光雷达数据接收解析部分、毫米波雷达数据接收与解析、车载信息数据接收与解析部分、摄像头图像读取部分、解析后数据存储部分。

进一步地，所述采集数据的同步性是指：激光雷达数据、毫米波雷达数据、车载信息数据与摄像头图像数据采集在同一时刻，保持到同步性，数据之间的协作才有意义。

进一步地，所述采集数据的实时性是指：激光雷达数据、毫米波雷达数据、车载信息数据与摄像头图像数据从传感器到数据存储下来的过程所耗费时间要小，保持所有模块的数据都是当前时刻最新的数据。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书。