CN107870331A - 一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置，其特征在于：所述的自动驾驶汽车用底盘检测避障装置包括定位底座、导向滑轨、毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置、温度传感器、湿度传感器、速度传感器、水平传感器及数据处理系统，定位底座后表面安装在车辆外侧面，导向滑轨分布在定位底座前表面和下表面，温度传感器、湿度传感器、速度传感器、水平传感器及水平传感器均嵌于定位底座前表面，毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置通过导向滑轨滑动安装在定位底座前表面和下表面。本发明一方面可高效便捷的获得车辆运行当前时的路面状态参数信息，另一方面可将计算的到的路面状态参数信息反馈到自动驾驶车辆的控制系统中。

Description

一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置
技术领域
本发明涉及一种检测装置，确切地说是一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置。
背景技术
随着自动驾驶技术的推广和使用，自动驾驶车辆逐步得到了推广和应用，但当前在进行无人驾驶车辆运行中，路面状态对车辆运行的安全性和可靠性影响十分巨大，当车速、转向半径等车辆运行状态与路面状态匹配性差时，一方面易导致车辆运行舒适性相对较差，另一方面也极易导致车辆运行时发生安全事故，而针对这一问题，当前上缺乏一种可随同车辆运行进行全程路况状态与车辆运行相互匹配的路况检测装置，从而导致自动驾驶车辆运行时存在较大的安全隐患，因此针对这一现状，迫切需要开发一种路面状态检测装置，以满足实际使用的需要。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置，该发明结构简单，使用能灵活方便，一方面具有良好的运行自动化能力，可根据外界环境自动驱动并调节雨刷器运行状态，并有效的提高雨刷器运行控制系统的冗余性，提高了雨刷器设备运行的可靠性，另一方面可根据雨刷器与车玻璃表面间的压力、摩擦力灵活调整雨刷器运行状态，从而有效克服当期易发生的雨刷器因阻力、压力及摩擦力过大而发生结构损坏、运行稳定性差及雨刷器与车玻璃表面磨损量大的缺陷。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置，包括定位底座、导向滑轨、毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置、温度传感器、湿度传感器、速度传感器、水平传感器及数据处理系统，其中定位底座后表面安装在车辆外侧面，并与车辆外侧面平行分布，导向滑轨至少两个，并分别分布在定位底座前表面和下表面，温度传感器、湿度传感器、速度传感器、水平传感器均至少一个，嵌于定位底座前表面并与数据处理系统相互电气连接，毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置均若干个，并通过导向滑轨滑动安装在定位底座前表面和下表面上，其中位于定位底座前表面的各毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置均分为至少两组，且每一组均构成一个主检测组，位于定位底座下表面的各毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置均分为至少两组且每一组构成一个辅助检测组，其中所述的主检测组和辅助检测组中均包括一个毫米波测距雷达、一个激光测距雷达和一个CCD视频采集装置，其中主检测组轴线与水平分呈0°—60°夹角，辅助检测组轴线与水平面相互垂直分布，且各主检测组和辅助检测组均分别与数据处理系统相互连接，数据处理系统嵌于定位底座内，并另与车辆的行车电脑电路和电源电路电气连接。
进一步的，所述的定位底座包括底盘、工作台、弹性伸缩杆、弹性限位块及柔性防护罩，所述工作台与底盘同轴分布，并通过至少两个弹性伸缩杆相互连接，所述的弹性伸缩杆环绕底盘轴线均布，并分别与底盘和工作台垂直分布，所述的底盘、工作台间设1—5厘米的承载间隙，所述的弹性限位块嵌于承载间隙内并以承载间隙中线对称分布在承载间隙对应的底盘和工作台的表面上，底盘和工作台上的弹性限位块间最大距离不大于承载间隙高度的1/2，所述的柔性防护罩包覆在底盘、工作台外表面并与底盘、工作台共同构成密闭的腔体结构。
进一步的，所述的柔性防护罩均为风琴防护罩结构，弹性伸缩杆为气动伸缩杆、液动伸缩杆、电动伸缩杆及直线电机中的任意一种。
进一步的，所述的CCD视频采集装置包括广角视频采集摄像头和三维扫描摄像头。
进一步的，所述的主检测组和辅助检测组中的毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置均通过承载台与导向滑轨滑动连接。
进一步的，所述的承载台包括承载板、行走机构、定位板及转台机构，其中所述的承载板后表面通过行走机构与导向滑轨滑动连接，所述的承载板前表面通过转台机构与定位板相互连接，毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置分别与定位板相互连接，且所述的毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置轴线相互平行分布。
进一步的，所述的导向滑轨中，位于定位底座前表面的导向滑轨通过转台机构与定位底座前表面铰接，且导向滑轨前表面与定位底座前表面呈0°—90°夹角。
进一步的，所述的数据处理系统为基于FPGA芯片为基础的数据处理电路，并设至少一个串口通讯装置、一个无线通讯装置、至少一个图像加速处理模块、至少一个调压电路和至少一个继电器控制电路。
进一步的，所述的无线通讯装置为基于WIFI无线通讯系统、Zigbee无线通讯系统、DSRC无线通讯系统级及RFID射频通讯系统中的任意一种或几种共同使用。
本发明结构简单，使用能灵活方便，数据检测效果和精度高，数据处理能力强，一方面可有效的在车辆运行过程的全程中，对车辆自身运行状态和路面实际状态进行采集并运算，可高效便捷的获得车辆运行当前时的路面状态参数信息，另一方面可将计算的到的路面状态参数信息反馈到自动驾驶车辆的控制系统中，对车辆运行车速等参数进行指导调整，从而极大的提高车辆运行的安全性和可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明结构示意图；
图2为定位底座结构示意图；
图3为承载台结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1—3所述的一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置，包括定位底座1、导向滑轨2、毫米波测距雷达3、激光测距雷达4、CCD视频采集装置5、温度传感器6、湿度传感器7、速度传感器8、水平传感器9及数据处理系统10，其中定位底座1后表面安装在车辆外侧面，并与车辆外侧面平行分布，导向滑轨2至少两个，并分别分布在定位底座1前表面和下表面，温度传感器6、湿度传感器7、速度传感器8、水平传感器9均至少一个，嵌于定位底座1前表面并与数据处理系统10相互电气连接，毫米波测距雷达3、激光测距雷达4、CCD视频采集装置5均若干个，并通过导向滑轨2滑动安装在定位底座1前表面和下表面上，其中位于定位底座1前表面的各毫米波测距雷达3、激光测距雷达4、CCD视频采集装置5均分为至少两组，且每一组均构成一个主检测组，位于定位底座1下表面的各毫米波测距雷达3、激光测距雷达4、CCD视频采集装置5均分为至少两组且每一组构成一个辅助检测组，其中主检测组和辅助检测组中均包括一个毫米波测距雷达3、一个激光测距雷达4和一个CCD视频采集装置5，其中主检测组轴线与水平分呈0°—60°夹角，辅助检测组轴线与水平面相互垂直分布，且各主检测组和辅助检测组均分别与数据处理系统10相互连接，数据处理系统10嵌于定位底座1内，并另与车辆的行车电脑电路和电源电路电气连接。
与此同时，所述的定位底座1包括底盘101、工作台102、弹性伸缩杆103、弹性限位块104及柔性防护罩105，所述工作台102与底盘101同轴分布，并通过至少两个弹性伸缩杆103相互连接，所述的弹性伸缩杆103环绕底盘101轴线均布，并分别与底盘101和工作台102垂直分布，所述的底盘101、工作台102间设1—5厘米的承载间隙106，所述的弹性限位块104嵌于承载间隙106内并以承载间隙106中线对称分布在承载间隙106对应的底盘101和工作台102的表面上，底盘101和工作台102上的弹性限位104块间最大距离不大于承载间隙105高度的1/2，所述的柔性防护罩105包覆在底盘101、工作台102外表面并与底盘101、工作台102共同构成密闭的腔体结构。
其中，所述的柔性防护罩105均为风琴防护罩结构，弹性伸缩杆103为气动伸缩杆、液动伸缩杆、电动伸缩杆及直线电机中的任意一种。
值得注意的，所述的CCD视频采集装置5包括广角视频采集摄像头和三维扫描摄像头，所述的主检测组和辅助检测组中的毫米波测距雷达3、激光测距雷达4、CCD视频采集装置5均通过承载台11与导向滑轨2滑动连接。
本实施例中，所述的承载台11包括承载板111、行走机构112、定位板113及转台机构114，其中所述的承载板111后表面通过行走机构112与导向滑轨2滑动连接，所述的承载板111前表面通过转台机构与定位板相互连接，毫米波测距雷达3、激光测距雷达4、CCD视频采集装置5分别与定位板113相互连接，且所述的毫米波测距雷达3、激光测距雷达4、CCD视频采集装置5轴线相互平行分布，其中所述的导向滑轨2中，位于定位底座1前表面的导向滑轨2通过转台机构114与定位底座1前表面铰接，且导向滑轨2前表面与定位底座1前表面呈0°—90°夹角。
同时，所述的数据处理系统10为基于FPGA芯片为基础的数据处理电路，并设至少一个串口通讯装置、一个无线通讯装置、至少一个图像加速处理模块、至少一个调压电路和至少一个继电器控制电路，其中所述的无线通讯装置为基于WIFI无线通讯系统、Zigbee无线通讯系统、DSRC无线通讯系统级及RFID射频通讯系统中的任意一种或几种共同使用。
本发明在具体实施时，首先对定位底座、导向滑轨、毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置、温度传感器、湿度传感器、速度传感器、水平传感器及数据处理系统进行组装，然后首先根据使用需要，将本发明安装在车辆的车头、车尾及车辆侧面的外表面，并将数据处理系统分别与车辆的行车电脑电路和电源电路电气连接，然后待机备用。
在进行对路面检测作业作业时，首先通过温度传感器、湿度传感器、速度传感器、水平传感器对路面结构、温度、湿度等参数进行检测和当前车速进行检测，然后由辅助检测组对车辆底盘与路面间的垂直间距进行检测，然后通过主检测组对车辆运行时底盘与车辆周围路面上各障碍物的间距及高度进行检测， 最后由数据处理系统对以上检测的数据进行分析运算，从而获得当前车辆对当期路面的通过性，避免运行中车辆与地面及地面障碍物间发生碰撞。
本发明结构简单，使用能灵活方便，数据检测效果和精度高，数据处理能力强，一方面可有效的在车辆运行过程的全程中，对车辆自身运行状态和路面实际状态进行采集并运算，可高效便捷的获得车辆运行当前时的路面状态参数信息，另一方面可将计算的到的路面状态参数信息反馈到自动驾驶车辆的控制系统中，对车辆运行车速等参数进行指导调整，从而极大的提高车辆运行的安全性和可靠性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置，其特征在于：所述的自动驾驶汽车用底盘检测避障装置包括定位底座、导向滑轨、毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置、温度传感器、湿度传感器、速度传感器、水平传感器及数据处理系统，其中所述的定位底座后表面安装在车辆外侧面，并与车辆外侧面平行分布，所述的导向滑轨至少两个，并分别分布在定位底座前表面和下表面，所述的温度传感器、湿度传感器、速度传感器、水平传感器均至少一个，嵌于定位底座前表面并与数据处理系统相互电气连接，所述的毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置均若干个，并通过导向滑轨滑动安装在定位底座前表面和下表面上，其中位于定位底座前表面的各毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置均分为至少两组，且每一组均构成一个主检测组，位于定位底座下表面的各毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置均分为至少两组且每一组构成一个辅助检测组，其中所述的主检测组和辅助检测组中均包括一个毫米波测距雷达、一个激光测距雷达和一个CCD视频采集装置，其中主检测组轴线与水平分呈0°—60°夹角，辅助检测组轴线与水平面相互垂直分布，且各主检测组和辅助检测组均分别与数据处理系统相互连接，所述的数据处理系统嵌于定位底座内，并另与车辆的行车电脑电路和电源电路电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置,其特征在于：所述的定位底座包括底盘、工作台、弹性伸缩杆、弹性限位块及柔性防护罩，所述工作台与底盘同轴分布，并通过至少两个弹性伸缩杆相互连接，所述的弹性伸缩杆环绕底盘轴线均布，并分别与底盘和工作台垂直分布，所述的底盘、工作台间设1—5厘米的承载间隙，所述的弹性限位块嵌于承载间隙内并以承载间隙中线对称分布在承载间隙对应的底盘和工作台的表面上，底盘和工作台上的弹性限位块间最大距离不大于承载间隙高度的1/2，所述的柔性防护罩包覆在底盘、工作台外表面并与底盘、工作台共同构成密闭的腔体结构。
3.根据权利要求2所述的一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置,其特征在于：所述的柔性防护罩均为风琴防护罩结构，弹性伸缩杆为气动伸缩杆、液动伸缩杆、电动伸缩杆及直线电机中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置,其特征在于：所述的CCD视频采集装置包括广角视频采集摄像头和三维扫描摄像头。
5.根据权利要求1所述的一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置,其特征在于：所述的主检测组和辅助检测组中的毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置均通过承载台与导向滑轨滑动连接。
6.根据权利要求1所述的一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置,其特征在于：所述的承载台包括承载板、行走机构、定位板及转台机构，其中所述的承载板后表面通过行走机构与导向滑轨滑动连接，所述的承载板前表面通过转台机构与定位板相互连接，毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置分别与定位板相互连接，且所述的毫米波测距雷达、激光测距雷达、CCD视频采集装置轴线相互平行分布。
7.根据权利要求1所述的一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置,其特征在于：所述的导向滑轨中，位于定位底座前表面的导向滑轨通过转台机构与定位底座前表面铰接，且导向滑轨前表面与定位底座前表面呈0°—90°夹角。
8.根据权利要求1所述的一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置,其特征在于：所述的数据处理系统为基于FPGA芯片为基础的数据处理电路，并设至少一个串口通讯装置、一个无线通讯装置、至少一个图像加速处理模块、至少一个调压电路和至少一个继电器控制电路。
9.根据权利要求8所述的一种自动驾驶汽车用底盘检测避障装置,其特征在于：所述的无线通讯装置为基于WIFI无线通讯系统、Zigbee无线通讯系统、DSRC无线通讯系统级及RFID射频通讯系统中的任意一种或几种共同使用。
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