CN106371436A - 一种无人驾驶汽车的避障方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人驾驶汽车的避障方法及系统，该系统包括信息采集模块、信息处理模块、行驶控制模块；其中：所述信息采集模块，用于采用激光测距阵列在所述无人驾驶汽车的前进方向上进行立体场景信息采集；所述信息处理模块，用于根据采集到的立体场景信息，对所述无人驾驶汽车的前方进行障碍点侦测，确定避障路径；所述行驶控制模块，用于控制无人驾驶汽车按照所述避障路径进行行驶。本发明使得无人驾驶汽车能够对障碍物进行自动规避，规避的方式更为多样化，并且能够自动调整行驶路线，完成规定的行驶任务。本发明结构简单，使用方便，具有较大的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车避障方法及系统，特别涉及一种无人驾驶汽车的避障方法及系统。
背景技术
近年来，经济的快速发展，私家车数量与日俱增，造成道路汽车拥挤，带来了许多的交通事故，对人们的人身和财产造成巨大的损失。造成交通事故的原因有很多，主要因素还是驾驶员自身的原因，具体来讲，是驾驶员对事故的发生不能做出正确的预判而造成的。如果能采取某种措施，对驾驶员的操作起到引导作用，会降低交通事故的发生率。
随着汽车工业的快速发展和人们生活水平的不断提高，汽车已经取代了传统交通工具。由于道路上行驶的车辆越来越多，因此如果不对车辆避障进行有效控制，就可能引发交通安全事故。作为汽车主动安全系统的关键技术之一，车辆避障方法得到了广泛关注。
无人驾驶汽车是一种智能汽车，也可以称之为轮式移动机器人，主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。中国从20世纪80年代开始进行无人驾驶汽车的研究，国防科技大学在1992年成功研制出中国第一辆真正意义上的无人驾驶汽车。2005年，首辆城市无人驾驶汽车在上海交通大学研制成功。
无人驾驶汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。它是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算等众多技术于一体，是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的产物，也是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志，在国防和国民经济领域具有广阔的应用前景。
我国作为一个世界大国，在高科技领域也必须占据一席之地，未来汽车的智能化是汽车产业发展必然的，在这种情况下研究汽车避障具有深远意义，这将对我国未来智能汽车的研究在世界高科技领域占据领先地位具有重要作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无人驾驶汽车的避障方法及系统，本发明使得无人驾驶汽车能够对障碍物进行自动规避，规避的方式更为多样化，并且能够自动调整行驶路线，完成规定的行驶任务。本发明结构简单，使用方便，具有较大的实用价值。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一方面，本发明提供一种无人驾驶汽车的避障系统，包括信息采集模块、信息处理模块、行驶控制模块；其中：所述信息采集模块，用于采用激光测距阵列在所述无人驾驶汽车的前进方向上进行立体场景信息采集；所述信息处理模块，用于根据采集到的立体场景信息，对所述无人驾驶汽车的前方进行障碍点侦测，确定避障路径；所述行驶控制模块，用于控制无人驾驶汽车按照所述避障路径进行行驶。
作为本发明的进一步优化方案，所述信息采集模块，包括多个激光发射头和一个感光元件，用于产生激光测距阵列。
作为本发明的进一步优化方案，所述感光元件位于正中，多个激光发射头交错布置于所述感光元件四周；所述激光发射头全部装有同型号的柱形透镜，所述柱形透镜使得所述激光发射头产生扇面角度一致的直线光斑；通过调整每个激光发射头的安装角度使其直线光斑在前方竖直平面上投影形成预设形状的包络线区域，并在所述包络线区域内形成激光网格。
作为本发明的进一步优化方案，所述信息处理模块，具体用于根据采集到的三维监察区域内障碍物信息，计算障碍物所在区域，确定障碍物的大小、方向及位置；根据所述无人驾驶汽车的运动状态以及障碍物所在区域与无人驾驶汽车的几何关系，判断应对措施，确定避障路径。
另一方面，本发明提供一种基于上述无人驾驶汽车的避障系统的避障方法，具体为：采用激光测距阵列在所述无人驾驶汽车的前进方向上进行立体场景信息采集；根据采集到的立体场景信息，对所述无人驾驶汽车的前方进行障碍点侦测，确定避障路径；按照所述避障路径进行行驶。
作为本发明的进一步优化方案，所述激光测距阵列包括多个激光发射头和一个感光元件；所述感光元件位于正中，多个激光发射头交错布置于所述感光元件四周；所述激光发射头全部装有同型号的柱形透镜，所述柱形透镜使得所述激光发射头产生扇面角度一致的直线光斑；通过调整每个激光发射头的安装角度使其直线光斑在前方竖直平面上投影形成预设形状的包络线区域，并在所述包络线区域内形成激光网格。
作为本发明的进一步优化方案，对所述无人驾驶汽车的前方进行障碍点侦测，确定避障路径，具体为：根据采集到的三维监察区域内障碍物信息，计算障碍物所在区域，确定障碍物的大小、方向及位置；根据所述无人驾驶汽车的运动状态以及障碍物所在区域与无人驾驶汽车的几何关系，判断应对措施，确定避障路径。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明无人驾驶汽车的激光避障系统，能够通过接受被外接反射的激光信号来判断障碍物，实现无人驾驶汽车的自动避障，自动化程度高，安全可靠，使用方便。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，且描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明公开了一种无人驾驶汽车的避障系统，包括信息采集模块、信息处理模块、行驶控制模块；其中：所述信息采集模块，用于采用激光测距阵列在所述无人驾驶汽车的前进方向上进行立体场景信息采集；所述信息处理模块，用于根据采集到的立体场景信息，对所述无人驾驶汽车的前方进行障碍点侦测，确定避障路径；所述行驶控制模块，用于控制无人驾驶汽车按照所述避障路径进行行驶。
所述信息采集模块，包括多个激光发射头和一个感光元件，用于产生激光测距阵列。所述感光元件位于正中，多个激光发射头交错布置于所述感光元件四周；所述激光发射头全部装有同型号的柱形透镜，所述柱形透镜使得所述激光发射头产生扇面角度一致的直线光斑；通过调整每个激光发射头的安装角度使其直线光斑在前方竖直平面上投影形成预设形状的包络线区域，并在所述包络线区域内形成激光网格。
所述信息处理模块，具体用于根据采集到的三维监察区域内障碍物信息，计算障碍物所在区域，确定障碍物的大小、方向及位置；根据所述无人驾驶汽车的运动状态以及障碍物所在区域与无人驾驶汽车的几何关系，判断应对措施，确定避障路径。
本发明基于上述无人驾驶汽车的避障系统的避障方法具体工作原理如下：采用激光测距阵列在所述无人驾驶汽车的前进方向上进行立体场景信息采集；根据采集到的立体场景信息，对所述无人驾驶汽车的前方进行障碍点侦测，确定避障路径；按照所述避障路径进行行驶。所述激光测距阵列，包括多个激光发射头和一个感光元件；所述感光元件位于正中，多个激光发射头交错布置于所述感光元件四周；所述激光发射头全部装有同型号的柱形透镜，所述柱形透镜使得所述激光发射头产生扇面角度一致的直线光斑；通过调整每个激光发射头的安装角度使其直线光斑在前方竖直平面上投影形成预设形状的包络线区域，并在所述包络线区域内形成激光网格。其中，对所述无人驾驶汽车的前方进行障碍点侦测，确定避障路径，具体为：根据采集到的三维监察区域内障碍物信息，计算障碍物所在区域，确定障碍物的大小、方向及位置；根据所述无人驾驶汽车的运动状态以及障碍物所在区域与无人驾驶汽车的几何关系，判断应对措施，确定避障路径。
以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种无人驾驶汽车的避障系统，其特征在于，包括信息采集模块、信息处理模块、行驶控制模块；其中：
所述信息采集模块，用于采用激光测距阵列在所述无人驾驶汽车的前进方向上进行立体场景信息采集；
所述信息处理模块，用于根据采集到的立体场景信息，对所述无人驾驶汽车的前方进行障碍点侦测，确定避障路径；
所述行驶控制模块，用于控制无人驾驶汽车按照所述避障路径进行行驶。
2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车的避障系统，其特征在于，所述信息采集模块，包括多个激光发射头和一个感光元件，用于产生激光测距阵列。
3.根据权利要求2所述的一种无人驾驶汽车的避障系统，其特征在于，所述感光元件位于正中，多个激光发射头交错布置于所述感光元件四周；所述激光发射头全部装有同型号的柱形透镜，所述柱形透镜使得所述激光发射头产生扇面角度一致的直线光斑；通过调整每个激光发射头的安装角度使其直线光斑在前方竖直平面上投影形成预设形状的包络线区域，并在所述包络线区域内形成激光网格。
4.根据权利要求1所述的一种无人驾驶汽车的避障系统，其特征在于，所述信息处理模块，具体用于根据采集到的三维监察区域内障碍物信息，计算障碍物所在区域，确定障碍物的大小、方向及位置；根据所述无人驾驶汽车的运动状态以及障碍物所在区域与无人驾驶汽车的几何关系，判断应对措施，确定避障路径。
5.基于权利要求1至4中任一所述的一种无人驾驶汽车的避障系统的避障方法，其特征在于，具体为：采用激光测距阵列在所述无人驾驶汽车的前进方向上进行立体场景信息采集；根据采集到的立体场景信息，对所述无人驾驶汽车的前方进行障碍点侦测，确定避障路径；按照所述避障路径进行行驶。
6.根据权利要求5所述的一种无人驾驶汽车的避障方法，其特征在于，所述激光测距阵列包括多个激光发射头和一个感光元件；所述感光元件位于正中，多个激光发射头交错布置于所述感光元件四周；所述激光发射头全部装有同型号的柱形透镜，所述柱形透镜使得所述激光发射头产生扇面角度一致的直线光斑；通过调整每个激光发射头的安装角度使其直线光斑在前方竖直平面上投影形成预设形状的包络线区域，并在所述包络线区域内形成激光网格。
7.根据权利要求5所述的一种无人驾驶汽车的避障方法，其特征在于，对所述无人驾驶汽车的前方进行障碍点侦测，确定避障路径，具体为：根据采集到的三维监察区域内障碍物信息，计算障碍物所在区域，确定障碍物的大小、方向及位置；根据所述无人驾驶汽车的运动状态以及障碍物所在区域与无人驾驶汽车的几何关系，判断应对措施，确定避障路径。
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