一种用于自动驾驶车辆的环境感知系统的制作方法

本实用新型涉及低速无人自动驾驶领域，尤其涉及一种用于自动驾驶车辆的环境感知系统。

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，但不论是从技术上还是政策法规上，距乘用车自动驾驶的真正实现上还存在一定的距离，而限定场景内的低速自动驾驶技术先行一步落地，例如无人配送物流车等，为物流行业配送站点之间货物的配送和最后一公里货物的配送提供了新的解决方案。

现有的自动驾驶技术存在如下缺点和不足：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。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种用于自动驾驶车辆的环境感知系统，通过激光雷达、超声波雷达、摄像头、轮速传感器、差分GPS天线等多种传感器融合的方式，对无人配送物流车的周边环境、障碍物、车辆位置、车辆姿态、车辆速度等进行探测感知，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。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于自动驾驶车辆的环境感知系统，包括：所述环境感知系统包括：激光雷达、多个超声波雷达、多个摄像头、两个差分GPS天线和两个轮速传感器；

所述激光雷达设置于车身的前端、两侧或顶部，对车身前方、两侧或四周的环境进行感知探测；

多个超声波雷达分别设置于所述车身的前端、后端和两侧，对所述车身四周的障碍物进行探测识别；

所述多个摄像头分别设置于所述车身的前端、后端和两侧，对所述车身四周的环境进行监控；

所述两个差分GPS天线均设置于所述车身的顶部，检测车体的定位信息和车身姿态信息；

所述两个轮速传感器分别设置于车辆的两个后轮的轮轴上，采集车轮的速度信息。

优选的，所述激光雷达设置于所述车身前端的中央。

优选的，所述车身的两侧至少安装两个所述激光雷达。

优选的，所述车身的前端、后端和两侧分别安装多个所述超声波雷达。

优选的，所述多个超声波雷达距地面的距离均相等。

进一步优选的，所述车身的前端安装两个所述超声波雷达，所述车身前端的两个超声波雷达沿车身的中轴线对称设置；所述车身的后端安装两个所述超声波雷达，所述车身后端的两个超声波雷达沿车身的中轴线对称设置；所述车身的两侧分别安装两个所述超声波雷达，所述车身一侧的两个超声波雷达沿车身的中轴线对称设置。

进一步优选的，所述车身两侧分别设置四个所述超声波雷达，其中，车身一侧的两个超声波雷达沿前轮对称设置，两个超声波雷达沿后轮对称设置。

优选的，所述两个差分GPS天线沿所述车身方向横向或纵向排列。

进一步优选的，所述两个差分GPS天线的间距大于1米。

优选的，所述车身的顶部还设有摄像头。

本实用新型实施例提供的用于自动驾驶车辆的环境感知系统，通过激光雷达、超声波雷达、摄像头、轮速传感器、差分GPS天线等多种传感器融合的方式，对无人配送物流车的周边环境、障碍物、车辆位置、车辆姿态、车辆速度等进行探测感知，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，提高了自动驾驶决策规划的准确性保证无人驾驶车辆行驶的安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的用于自动驾驶车辆的环境感知系统的示意图之一；

图2为本实用新型实施例提供的用于自动驾驶车辆的环境感知系统的示意图之二；

图3为本实用新型实施例提供的用于自动驾驶车辆的环境感知系统的示意图之三。

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用于自动驾驶车辆的环境感知系统应用于多种低速无人驾驶车辆，尤其是低速无人配送物流车，通过激光雷达、超声波雷达、摄像头、轮速传感器、差分GPS天线等多种传感器融合的方式，实现对低速自动驾驶车辆自身以及周围环境的监控。

图1-图3为本实用新型实施例提供的用于自动驾驶车辆的环境感知系统的示意图，结合图1-图3所示，所述环境感知系统包括：激光雷达1、多个超声波雷达2、多个摄像头3、两个差分GPS天线4和两个轮速传感器5。

激光雷达1可以设置于车身的前端(车头)，优选可以设置在车身前端的中央，从而对车身前方的环境进行感知探测；激光雷达1还可以设置在车顶，从而对车身四周的环境进行感知探测；激光雷达1还可以设置在车的左右两侧，左右两侧分别设置至少一个激光雷达1，从而对车身左右两侧的环境进行感知探测。激光雷达1的设置可为车辆控制和路径规划提供较大范围内的障碍物信息，以便车辆提前做出避障等反应。

多个超声波雷达2分别设置于车身的前端、后端(车尾)和两侧，超声波雷达2可以有多种排布方式，在车身的前端、后端和两侧可以分别安装多个超声波雷达2，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。

在一个具体的例子中，车身的前端可以安装两个超声波雷达2，车身前端的两个超声波雷达2沿车身的中轴线左右对称设置；车身的后端可以安装两个超声波雷达2，车身后端的两个超声波雷达2沿车身的中轴线左右对称设置；车身的左右两侧分别安装两个超声波雷达2，对于车身一侧的两个超声波雷达 2来说，可以沿车身的中轴线对称设置，超声波雷达2作为补充可以提供车身周边近距离范围内的障碍物信息，减小探测盲区，提高车辆行驶中的安全性。

在另一个具体的例子中，车身的两侧可以分别设置四个超声波雷达2，其中，对于车身一侧来说，两个超声波雷达2沿前轮对称设置，另外两个超声波雷达2沿后轮对称设置。

为了对障碍物信息进行准确的获取，优选将多个超声波雷达2设置在同一高度，即车体四周安装的所有超声波雷达2距地面的距离均相等。需要说明的是，本领域技术人员可以根据超声波雷达2性能和车身结构对超声波雷达2的安装高度进行调整。

多个摄像头3分别设置于车身的前端、后端和两侧，既可以监控记录车身周边环境，又可以辅助识别障碍物，与雷达探测到的信息交叉验证。多个摄像头3优选设置于车身的前端中央、后端中央和两侧中央位置，从而对周围环境信息进行准确监控。为进一步精确信息交叉验证，对车辆四周的环境进行掌握，在车身的顶部还可以设置一个摄像头3，从而扩大感知探测范围，进而减小车身周边存在的盲区。

两个差分GPS天线4均设置于车身的顶部，两个差分GPS天线4可以沿车身方向横向排列或纵向排列，差分GPS天线4用于检测车体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4之间的间距大于1米。

两个轮速传感器5分别设置于车辆的两个后轮上，采集车轮的速度信息，保证车辆横纵向控制的精准度，为车身的横纵向控制提供精准依据。

在对本实用新型实施例提供的用于自动驾驶车辆的环境感知系统了解的基础上，下面对无人驾驶车辆的运行过程进行描述。

在自动驾驶过程中，车载激光雷达1、超声波雷达2、摄像头3、轮速传感器5和差分GPS天线4传感器对车身周围以及车身自身的情况实时进行检测，其中，车身激光雷达1的设置可为车辆控制和路径规划提供较大范围内的障碍物信息，以便车辆提前做出避障等反应；多个超声波雷达2作为补充可以提供车身周边近距离范围内的障碍物信息，减小探测盲区，提高车辆行驶中的安全性；摄像头3既可以监控记录车身周边环境，又可以辅助识别障碍物，与雷达探测到的信息交叉验证；差分GPS天线4和轮速传感器5为车辆提供精确的定位信息和车身姿态信息，保证车辆横纵向控制的精准度。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，控制器对探测获取到的信息相互交叉验证，并对车辆进行障碍物识别定位、自动避障、路线规划等操作，多种传感器融合布置共同为无人驾驶控制系统提供精确的车身信息和环境信息，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。

本实用新型实施例提供的用于自动驾驶车辆的环境感知系统，通过激光雷达、超声波雷达、摄像头、轮速传感器、差分GPS天线等多种传感器融合的方式，对无人配送物流车的周边环境、障碍物、车辆位置、车辆姿态、车辆速度等进行探测感知，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，提高了自动驾驶决策规划的准确性保证无人驾驶车辆行驶的安全性。

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。