一种低速自动驾驶系统的制作方法

本实用新型涉及低速无人自动驾驶车辆领域，尤其涉及一种低速自动驾驶系统。

背景技术：

随着人工智能技术和计算机技术的发展，自动驾驶技术日渐成熟。自动驾驶车辆能够高效利用交通资源，缓解交通拥堵、减少碳排放，自动驾驶技术近年来发展迅速，自动驾驶技术也是近年的热点话题，但乘用车自动驾驶距真正商业化还有一定的距离，而限定环境内的小型低速环卫清扫车为自动驾驶技术的落地提供了具体的应用场景。

虽然自动驾驶技术发展迅速，但在乘用车上的具体实现仍然很少，仅在部分小型物流车上有所应用，且现有的自动驾驶技术存在感知探测范围小，车身周边存在盲区大，定位不精确或者无定位装置，从而导致车辆在自动行驶过程中的安全性较差、成本较高的问题，此外，对于小型低速自动驾驶环卫清扫车目前尚无案例。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种低速自动驾驶系统，通过多种传感器融合的方式，实现自动循迹、周边环境监控、障碍物识别定位、自主避障、路线规划等自动驾驶功能，并且能够结合清扫装置，实现在行驶过程中能够对路面进行清扫，从而实现无人自动驾驶清扫，大大降低环卫成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种低速自动驾驶系统，包括自动驾驶装置，所述自动驾驶装置包括：

激光雷达，设置于所述车体的顶部，对车辆周围的障碍物进行探测感知和定位识别；

两个差分GPS天线，均设置于所述车体的顶部，检测车辆的定位信息和车身姿态信息；

多个超声波雷达，分别设置于所述车身的前端、后端和两侧，探测车身周围的障碍物；

摄像头，分别设置于所述车身的前端、后端和两侧，监测车辆在运行过程中周围的环境，并对所述激光雷达和超声波雷达感知到的数据进行辅助校验；

两个轮速传感器，分别安装于两个车轮上，采集所述车轮的速度信息；

决策规划单元，设置于所述车体的内部，对所述激光雷达、差分GPS天线、超声波雷达摄像头和轮速传感器采集到的车辆周围的障碍物信息和车辆自身信息进行汇总和处理，从而规划车辆的行驶轨迹；

车辆控制单元，设置于所述车体的内部，根据所述行驶轨迹控制所述车辆的行驶。

优选的，所述低速自动驾驶系统包括清扫装置，所述清扫装置包括：

至少两组边刷和边刷电机，分别设置于车体底部的两侧，所述边刷由所述边刷电机驱动，在车辆行进过程中将车辆两侧的垃圾清扫集中到车辆底部中央；

滚刷和滚刷电机，设置于所述车体底部的中央，所述滚刷由所述滚刷电机驱动，将车体底部的垃圾清扫至车辆内部；

吸尘电机，设置于所述车体内部，将垃圾抽吸至所述过滤集尘盒；

过滤集尘盒，设置于车体的后端，过滤所述吸尘电机吸进的灰尘，并收集储存所述垃圾。

进一步优选的，所述低速自动驾驶系统还包括辅助装置，所述辅助装置包括：两组示廓灯和刹车灯；

其中，一组示廓灯包括两个示廓灯，示廓灯为条形，所述两组示廓灯分别设置于所述车体顶部的两侧，用于夜间示廓和转向提示；所述两组示廓灯的安装高度相同；

所述刹车灯设置于所述车体的后端，用于车辆的刹车提示。

进一步优选的，所述辅助装置包括还包括行驶灯，所述行驶灯为条形，设置于所述车体的前端，车辆在夜间行驶时照明。

进一步优选的，所述辅助装置包括还包括LED提示屏，设置于所述车体的前端，显示文字、图形信息，从而向行人提示车辆的运行状态。

进一步优选的，所述辅助装置包括还包括急停装置，设置于所述车体的顶部，在紧急情况下控制车辆停止运行，从而保证车辆安全。

进一步优选的，所述辅助装置包括还包括运营控制单元，设置于所述车体的后端。

进一步优选的，所述辅助装置包括还包括开合机构，设置于所述车体的顶部。

优选的，所述两个差分GPS天线沿所述车身方向纵向排列。

优选的，所述车体的顶部设置防护盖，所述两个差分GPS天线容置于所述防护盖内，所述激光雷达设置于所述防护盖上。

本实用新型实施例提供的低速自动驾驶系统，通过多种传感器融合的方式，实现自动循迹、周边环境监控、障碍物识别定位、自主避障、路线规划等自动驾驶功能，并且能够结合清扫装置，实现在行驶过程中能够对路面进行清扫，从而实现无人自动驾驶清扫，大大降低环卫成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的低速自动驾驶系统的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的低速自动驾驶系统的结构示意图之一；

图3为本实用新型实施例提供的低速自动驾驶系统的结构示意图之二；

图4为本实用新型实施例提供的低速自动驾驶系统的结构示意图之三；

图5为本实用新型实施例提供的低速自动驾驶系统的结构示意图之四；

图6为本实用新型实施例提供的低速自动驾驶系统的局部透视图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

本实用新型实施例提供的低速自动驾驶系统可以应用于多种自动驾驶车辆，通过多种传感器融合的方式，实现自动循迹、周边环境监控、障碍物识别定位、自主避障、路线规划等自动驾驶功能。

图1为本实用新型实施例提供的低速自动驾驶系统的结构框图，所述系统包括自动驾驶装置，自动驾驶装置能够对周边环境信息和车辆自身状态的感知收集，实现自动驾驶的决策规划计算和车辆横纵向控制功能，进而实现车辆的自动驾驶。图2-图5为本实用新型实施例提供的低速自动驾驶系统的结构示意图，结合图1至图5所示，所述自动驾驶装置1包括：激光雷达11、差分GPS天线12、超声波雷达13、摄像头14、轮速传感器15、决策规划单元16和车辆控制单元17。

激光雷达11，可以设置于车体的顶部，用于对车辆周边360°较大范围内的障碍物进行探测感知和识别定位，从而提供车辆周边环境的信息。

图6为本实用新型实施例提供的低速自动驾驶系统的局部透视图，如图6所示，两个差分GPS天线12，均设置于车体的顶部，两个差分GPS天线12可以沿车身方向横向排列或者纵向排列，差分GPS天线12用于检测车辆的定位信息和车身姿态信息，为保证定位信息的精确性，两个差分GPS天线12之间的间距大于1米。

进一步的，在车体的顶部可以设有防护盖，防护盖扣合在车体的顶部，将两个差分GPS天线12容置于防护盖内，从而对差分GPS天线12起到保护作用，激光雷达11可以设置于防护盖上，从而对车辆周边较大范围内的障碍物进行探测感知和识别定位。

多个超声波雷达13，分别设置于车身的前端(车头)、后端(车尾)和左右两侧，用于探测车身周边近距离范围内的障碍物；超声波雷达13可以有多种排布方式，在车身的前端、后端和两侧可以分别至少安装两个个超声波雷达13，也就是说一辆车至少安装8个超声雷达，且安装在距离地面一定高度的位置，从而对车身四周的障碍物进行探测识别，扩大感知探测范围，进而减小车身周边存在的盲区。

摄像头14，分别设置于车身的前端、后端和两侧，用于监测车辆在运行过程中周围的环境，并对激光雷达11和超声波雷达13感知到的数据进行辅助校验。为扩大监控范围，摄像头14优选设置于车身的前端偏上靠近车顶且中央的位置、后端偏上靠近车顶且中央的位置和两侧偏上靠近车顶且中央的位置，具体如图2-图5所示。

两个轮速传感器15，分别安装于车辆的左右两个车轮上，用于采集车轮的速度信息，保证车辆横纵向控制的精准度，为车辆定位和控制提供依据提供精准依据。

再次如图6所示，决策规划单元16，设置于车体的内部，分别与激光雷达11、差分GPS天线12、超声波雷达13摄像头14和轮速传感器15相连，用于接收激光雷达11、差分GPS天线12、超声波雷达13摄像头14和轮速传感器15实时采集到的车辆周围的障碍物信息和车辆自身信息，并对上述接收的信息进行汇总整合和处理计算，从而规划车辆的行驶轨迹，对车辆的行驶轨迹进行决策规划。

车辆控制单元17，与决策规划单元16相连，设置于车体的内部，用于根据行驶轨迹控制车辆的行驶，具体控制车辆的横纵向行驶，例如转向和加减速等。

该自动驾驶装置1通过多个传感器相融合的方式对车辆自身以及车辆四周的环境进行实时监测，进而为无人车的环境监控监测、障碍物识别定位、自动避障、路线规划等自动驾驶功能的实现提供详尽的数据信息，并且能够对探测获取到的信息相互交叉验证，提高了控制的准确性，保证无人驾驶车辆行驶的安全性。该装置可以应用于小型清扫车，还可以用于其他类似的小型低速车辆的自动驾驶，例如无人物流车、无人送餐车等等。

此外，实用新型实施例提供的低速自动驾驶系统还可以包括清扫装置2，完成基本的清扫和吸尘，再次如图1至图5所示，清扫装置2包括：至少两组边刷21和边刷电机(图中未示出)、滚刷22和滚刷电机(图中未示出)、吸尘电机23和过滤集尘盒24。

两组边刷21和边刷电机，分别设置于车体底部的左右两侧，边刷21由边刷电机驱动，用于在车辆行进过程中将车辆两侧的垃圾清扫集中到车辆底部中央；其中，本领域技术人员可以根据需要和车体的长度对边刷21和边刷电机的组数进行设定，比如边刷21和边刷电机还可以为四组，车底左右两侧各设置两组。

滚刷22和滚刷电机，设置于车体底部的中央，滚刷22由滚刷电机驱动，将边刷21集中到车体底部的垃圾清扫至车辆内部，从而对车辆行驶过的路面进行清扫。

吸尘电机23，设置于车体的内部，用于将滚刷22清扫至车内的垃圾抽吸至过滤集尘盒24。

过滤集尘盒24，设置于车体的后端，用于过滤吸尘电机23吸进的灰尘，并收集储存垃圾，在过滤集尘盒24还设有盖子，盖子具体开设在车尾，当车内垃圾堆满或需要清理车内的垃圾时，可以打开车尾的盖子，将垃圾倒出。

为进一步保证车辆在自动驾驶过程中的安全性，本实施例提供的低速自动驾驶系统还包括辅助装置3，用于辅助清扫和自动驾驶功能的实现，辅助装置3包括：LED提示屏31、行驶灯32、两组示廓灯33和刹车灯34。

其中，LED提示屏31，设置于车体的前端，用于显示文字、图形信息，从而向行人提示车辆的运行状态。

行驶灯32为条形，设置于车体的前端，用于车辆在夜间行驶时照明，当车辆在夜间行驶时，行驶灯32会自动开启。

一组示廓灯33包括两个示廓灯33，示廓灯33可以为条形，两组示廓灯33分别设置于车体顶部的两侧，两组示廓灯33的安装高度相同，示廓灯33用于夜间示廓和转向提示；具体的，车辆在夜间行驶时，示廓灯33可以常亮或闪烁，从而保证车辆能够在夜间被其他车辆观察到，保证行车安全。

刹车灯34设置于车体的尾部，用于车辆的刹车提示，在车辆刹车时，刹车灯34自动开启，从而提示后面车辆注意。

在优选的实施例中，辅助装置3包括还包括急停装置35、运营控制单元36和开合机构37。

具体的，急停装置35设置于车体的顶部，急停装置具体可通过急停按钮实现，用于在紧急情况下控制车辆停止运行，从而保证车辆安全。比如，在车辆影响路人或其他车辆等的安全时，或者车辆自身存在碰撞等紧急情况时，车辆周边人员可拍下急停按钮，车辆随即断电，停车待命，从而保证车辆安全。

运营控制单元36，设置于车体的尾部，用于车辆前期的调试和后期的运营控制，为便于操作和对运营控制单元36的保护，运营控制单元36外部设置有可开合的控制面板盖，打开控制面板盖即可对运营控制单元36的按钮进行操作。

开合机构37，设置于车顶内部，开合机构37可以理解为一个锁定结构，当开合机构37呈打开状态时，车顶的天窗可以打开，维修人员可以对车顶的设备进行查看和检修；当车顶的天窗关闭时，开合机构37自动上锁，从而避免在车辆运行中天窗的打开，保证行车安全。

在对本实用新型实施例提供的用于低速自动驾驶清扫系统了解的基础上，下面再次结合图1和图6所示，对低速自动驾驶清扫系统的运行过程进行描述。

在自动驾驶过程中，自动驾驶装置1实现车对无人车的环境监控监测、障碍物识别定位、自动避障和路线规划。具体的，自动驾驶装置1中的车辆控制单元17控制多个传感器开启，激光雷达11对车辆周边360°较大范围内的障碍物进行探测感知和识别定位，从而提供车辆周边环境的信息；两个差分GPS天线12检测车辆的定位信息和车身姿态信息；多个超声波雷达13探测车身周边近距离范围内的障碍物；摄像头14监测车辆在运行过程中周围的环境；轮速传感器15采集车轮的速度信息；决策规划单元16接收激光雷达11、差分GPS天线12、超声波雷达13、摄像头14和轮速传感器15实时采集到的车辆周围的障碍物信息和车辆自身信息，并对上述接收的信息进行汇总整合和处理计算，从而得到车辆的行驶轨迹，对车辆的行驶轨迹进行决策规划；车辆控制单元17根据行驶轨迹控制车辆的行驶。

同时，沿着自动驾驶车辆的行驶轨迹，清扫装置2进行清扫和吸尘。具体的，车辆控制边刷电机驱动车底左右两侧的边刷21，将车底两侧的垃圾清扫集中到车辆底部中央；滚刷电机驱动滚刷22，将边刷21集中到车体底部的垃圾清扫至车辆内部；吸尘电机23将滚刷22清扫至车内的垃圾抽吸至过滤集尘盒24；过滤集尘盒24，过滤吸尘电机23吸进的灰尘，并收集储存垃圾。

进一步的，辅助装置3辅助清扫和自动驾驶功能的实现。具体的，LED提示屏31显示文字、图形信息，从而向行人提示车辆的运行状态；车辆在夜间行驶时，行驶灯32会自动开启，示廓灯33常亮或闪烁，从而保证车辆能够在夜间被其他车辆观察到，保证行车安全；在车辆刹车时，刹车灯34自动开启，从而提示后面车辆注意。

本实用新型的低速自动驾驶系统可布置于公园、校园、大型商场、工业园区、大型厂区等限定场景，代替人工进行24小时值守清扫，大大降低环卫成本。

本实用新型实施例提供的低速自动驾驶系统，通过多种传感器融合的方式，实现自动循迹、周边环境监控、障碍物识别定位、自主避障、路线规划等自动驾驶功能，并且能够结合清扫装置，实现在行驶过程中能够对路面进行清扫，从而实现无人自动驾驶清扫，大大降低环卫成本。

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方式而已，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。