CN110515095B

CN110515095B - 基于多个激光雷达的数据处理方法及系统

Info

Publication number: CN110515095B
Application number: CN201910934464.2A
Authority: CN
Inventors: 李爽; 李波; 刘渊; 霍舒豪; 张德兆; 王肖; 李晓飞; 张放
Original assignee: Beijing Idriverplus Technologies Co Ltd
Current assignee: Beijing Idriverplus Technologies Co Ltd
Priority date: 2019-09-29
Filing date: 2019-09-29
Publication date: 2021-09-10
Anticipated expiration: 2039-09-29
Also published as: CN110515095A

Abstract

本发明提供了一种基于多个激光雷达的数据处理方法，包括：获取车辆顶部位置的第一激光雷达的第一环境感知数据和车头位置的第二激光雷达的第二环境感知数据，并进行融合处理后得到目标激光点云信息；判断目标激光点云信息中的障碍物的尺寸是否大于预设的尺寸阈值；在大于时进行局部路径规划；在不大于时确定障碍物为待清扫物，生成清扫信号并发送给清扫电机控制器，以使清扫电机控制器带动清扫刷电机组对待清扫物进行清扫；当接收到碰撞传感器检测到的防撞开关被按压时所发送的碰撞信号时，根据碰撞信号，生成制动信号；将制动信号发送给制动系统，以使制动系统控制车辆制动。由此，可以适应不同的地形，且清扫的盲区少，清扫范围不受限。

Description

基于多个激光雷达的数据处理方法及系统

技术领域

本发明涉及自动驾驶领域，尤其涉及一种基于多个激光雷达的数据处理方法及系统。

背景技术

现有技术中，清扫工作主要由人工完成，这会耗费大量的人力资源，因此，将自动驾驶技术应用清洁领域是一种趋势。

而现有的清扫装置，在将自动驾驶技术引入后，都是按照既定的路线在封闭园区进行清扫，清扫范围受限，因此，如何扩大清扫装置的清扫范围，从而进行清扫装置的推广，成为急需解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于多个激光雷达的数据处理方法及系统，以解决现有技术中的无人驾驶清扫装置清扫范围受限的问题。

为解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种基于多个激光雷达的数据处理方法，所述方法包括：

获取车辆顶部位置的第一激光雷达发送的第一环境感知数据；所述第一环境感知数据包括第一激光点云信息；

获取车头位置的第二激光雷达发送的第二环境感知数据；所述第二环境感知数据包括第二激光点云信息；

对所述第一激光点云信息和所述第二激光点云信息进行融合处理，得到目标激光点云信息；

根据所述目标激光点云信息、预设的地图信息进行路径规划，得到规划路径；

判断所述目标激光点云信息中的障碍物的尺寸是否大于预设的尺寸阈值；所述尺寸阈值根据所述第一激光雷达和所述第二激光雷达的盲区设定；

当所述障碍物的尺寸大于预设的尺寸阈值时，根据所述障碍物的位置和尺寸，进行局部路径规划，生成局部规划路径，并根据所述局部规划路径行驶；

当所述障碍物的尺寸不大于预设的尺寸阈值时，确定所述障碍物为待清扫物，生成清扫信号并发送给清扫电机控制器，以使所述清扫电机控制器带动清扫刷电机组对所述待清扫物进行清扫；

当车辆根据所述规划路径或者局部规划路径行驶时，当接收到碰撞传感器检测到的防撞开关被按压时所发送的碰撞信号时，根据所述碰撞信号，生成制动信号；

将所述制动信号发送给制动系统，以使所述制动系统控制车辆制动。

在一种可能的实现方式中，所述判断所述目标激光点云信息中的障碍物的尺寸是否大于预设的尺寸阈值之前，所述方法还包括：

获取当前的位置信息；

根据当前的位置信息和预设的地图信息，确定当前所处的地形类型；

根据所述地形类型，查找预设的地形类型-尺寸阈值对照表；

根据所述预设的地形类型-尺寸阈值对照表，确定所述地形类型对应的尺寸阈值。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括:

在接收预设的地图信息时，根据预设的地图信息中清扫区域的类型，生成防撞开关选择信号；

根据所述防撞开关选择信号，选择处于不同高度的多个防撞开关中的一个。

在一种可能的实现方式中，所述碰撞信号包括时间阈值，所述方法之后还包括：

根据所述时间阈值，获取与所述时间阈值的间隔在预设时长内时的摄像头拍摄的视频数据；

将所述视频数据发送给服务器。

在一种可能的实现方式中，所述碰撞信号包括车辆碰撞的强度；所述当接收到碰撞传感器发送碰撞信号时，根据所述碰撞信号，生成制动信号，具体包括：

当所述车辆碰撞的强度大于预设的强度阈值时，生成制动信号。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

当碰撞处理解除后，接收服务器发送的指令；

根据所述指令进行行驶；其中，所述指令由控制设备发送给所述服务器；所述控制设备包括遥控设备或者平行驾驶终端。

在一种可能的实现方式中，所述第二激光雷达的安装位置为车头位置且向下倾斜，且与车轴线的夹角为10度。

第二方面，本发明提供了一种基于多个激光雷达的数据处理系统，所述系统包括：

获取单元，所述获取单元用于获取车辆顶部位置的第一激光雷达发送的第一环境感知数据；所述第一环境感知数据包括第一激光点云信息；

所述获取单元还用于，获取车头位置的第二激光雷达发送的第二环境感知数据；所述第二环境感知数据包括第二激光点云信息；

融合单元，所述融合单元用于对所述第一激光点云信息和所述第二激光点云信息进行融合处理，得到目标激光点云信息；

路径规划单元，所述路径规划单元用于根据所述目标激光点云信息、预设的地图信息进行路径规划，得到规划路径；

判断单元，所述判断单元用于判断所述目标激光点云信息中的障碍物的尺寸是否大于预设的尺寸阈值；所述尺寸阈值根据所述第一激光雷达和所述第二激光雷达的盲区设定；

所述路径规划单元还用于，当所述障碍物的尺寸大于预设的尺寸阈值时，根据所述障碍物的位置和尺寸，进行局部路径规划，生成局部规划路径，并根据所述局部规划路径行驶；

确定单元，所述确定单元用于当所述障碍物的尺寸不大于预设的尺寸阈值时，确定所述障碍物为待清扫物，生成清扫信号并发送给清扫电机控制器，以使所述清扫电机控制器带动清扫刷电机组对所述待清扫物进行清扫；

处理单元，所述处理单元用于当车辆根据所述规划路径或者局部规划路径行驶时，当接收到碰撞传感器检测到的防撞开关被按压时所发送的碰撞信号时，根据所述碰撞信号，生成制动信号；

发送单元，所述发送单元用于将所述制动信号发送给制动系统，以使所述制动系统控制车辆制动。

第三方面，本发明提供了一种设备，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储程序，所述处理器用于执行第一方面任一所述的方法。

通过应用本发明实施例提供的基于多个激光雷达的数据处理方法及系统，可以适应不同的地形，且清扫的盲区少，清扫范围不受限。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的基于多个激光雷达的数据处理方法流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的基于多个激光雷达的数据处理系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1为本发明实施例一提供的基于多个激光雷达的数据处理方法流程示意图。该方法应用在无人驾驶车辆中，尤其是应用在无人驾驶清扫车中。当将该方法应用在无人驾驶清扫车中时，该方法的执行主体为车辆中的处理器，也可以称为自动驾驶车辆控制单元(Automated Vehicle Control Unit，AVCU)如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤101，获取车辆顶部位置的第一激光雷达发送的第一环境感知数据；第一环境感知数据包括第一激光点云信息。

具体的，在无人驾驶清扫车上，设置于车辆顶部的第一激光雷达会实时的获取到第一激光点云信息。

步骤102，获取车头位置的第二激光雷达发送的第二环境感知数据；第二环境感知数据包括第二激光点云信息。

其中，第二激光雷达设置于车头位置，比如，为车头位置且向下倾斜，且与车轴线的夹角为10度的位置。

步骤103，对第一激光点云信息和第二激光点云信息进行融合处理，得到目标激光点云信息。

其中，由于安装位置的不同，第一激光雷达采集到的第一激光点云信息和第二激光点云信息存在部分重合，在融合后，得到的目标激光点云信息对重合部分进行了处理，对非重合部分进行了拼接，由此，减少了激光探测盲区的范围。

步骤104，根据目标激光点云信息、预设的地图信息进行路径规划，得到规划路径。

其中，预设的地图信息，可以是根据车辆当前的位置信息，向云端服务器发送包括车辆当前位置信息的请求消息，得到云端服务器发送的包括地图信息的响应消息。

车辆根据目标激光点云信息、预设的地图信息和当前位置信息，进行路径规划，得到规划路径，规划路径包括多个路点。

步骤105，判断目标激光点云信息中的障碍物的尺寸是否大于预设的尺寸阈值；尺寸阈值根据第一激光雷达和第二激光雷达的盲区设定。

具体的，当目标激光点云信息中包括障碍物时，通过将障碍物的尺寸和预设的尺寸阈值进行比较，根据比较结果，判断进行清扫还是进行避障。

步骤106，当障碍物的尺寸大于预设的尺寸阈值时，根据障碍物的位置和尺寸，进行局部路径规划，生成局部规划路径，并根据局部规划路径行驶。

其中，尺寸阈值的设置，是根据无人驾驶清扫车可以清扫的待清扫物的尺寸设定的，而待清扫物的尺寸设定，与第一激光雷达和第二激光雷达的盲区、车辆的清扫系统的高度等都相关。

当根据比较结果，判定障碍物不能通过时，继续进行路径规划，生成局部规划路径，并根据局部规划路径进行行驶，从而实现了行驶过程中的避障行驶。

其中，可以对障碍物进行分类，比如，根据目标激光点云信息中的障碍物三维轮廓和一定时长内障碍物的位置信息，将障碍物划分为固定障碍物或者移动障碍物，固定障碍物可以是固定的，在一定时长内位置没有发生变化的障碍物。移动障碍物可以是在一定时长内，位置发生变化的障碍物。

从而通过在规划路径的基础上，生成局部规划路径，实现了车辆行驶过程中的自主避障行驶。

步骤107，当障碍物的尺寸不大于预设的尺寸阈值时，确定障碍物为待清扫物，生成清扫信号并发送给清扫电机控制器，以使清扫电机控制器带动清扫刷电机组对待清扫物进行清扫。

需要说明的是，由于是无人驾驶清扫车，还包括清扫系统，清扫系统包括清扫电机控制器、清扫刷电机组、引风电机控制器和引风电机。

清扫电机控制器用于根据清扫指令信号，启动清扫刷电机组，以使清扫刷电机组中的清扫刷升降控制电机控制清扫刷下降至清扫位置并通过清扫刷电机组中的清扫刷电机控制清扫刷的转速，进行清扫；或者，根据清扫指令信号，关闭清扫刷电机和清扫刷升降控制电机，以使清扫刷升降控制电机控制清扫刷上升至非清扫位置并通过清扫刷电机控制清扫刷停止运转以使清扫刷控制器根据启动信号，启动清扫刷电机组；

引风机控制器，用于根据清扫指令信号，启动引风电机；或者，以使引风机控制器根据清扫指令信号，关闭引风电机。

在车辆行驶的过程中，AVCU会同时向清扫电机控制器和引风电机控制器发送清扫指令，进行清扫，由于车辆在清扫过程中重新规划了路径，车辆会根据重新规划的局部规划路径进行行驶并进行清扫。

当障碍物的尺寸不大于预设的尺寸阈值，比如7cm时，该障碍物会被判定为待清扫物，无人驾驶车辆不进行避障，直接对障碍物进行清扫。从而，本申请通过对障碍物尺寸的判断，对不同尺寸的障碍物给予不同的处理，实现了智能化的清扫。

步骤108，当车辆根据规划路径或者局部规划路径行驶时，当接收到碰撞传感器检测到的防撞开关被按压时所发送的碰撞信号时，根据碰撞信号，生成制动信号。

具体的，车辆上设置有防撞开关，当车辆发生碰撞时，防撞开关会被触发，碰撞传感器检测到后，会将检测到的碰撞信号发送给AVCU，AVCU进行制动处理。

步骤109，将制动信号发送给制动系统，以使制动系统控制车辆制动。

进一步的，碰撞信号包括时间阈值，方法之后还包括：根据时间阈值，获取与时间阈值的间隔在预设时长内时的摄像头拍摄的视频数据；将视频数据发送给服务器。

具体的，当发生碰撞时，可以根据时间戳，获取视频数据，后台服务器在接收到视频数据后，可以根据视频数据，分析发生碰撞的原因并通知后台人员进行设备的检修处理。

进一步的，碰撞信号包括车辆碰撞的强度；当接收到碰撞传感器发送碰撞信号时，根据碰撞信号，生成制动信号，具体包括：

当车辆碰撞的强度大于预设的强度阈值时，生成制动信号。

具体的，碰撞信号还可以包括碰撞的强度，当碰撞的强度大于强度阈值时，进行制动。当碰撞的强度小于强度阈值时，车辆可以继续进行局部路径规划，但是同时像上一步一样，将视频数据发送给服务器。以便于服务器进行记录。

进一步的，当碰撞处理解除后，接收服务器发送的指令；

根据指令进行行驶；其中，指令由控制设备发送给服务器；控制设备包括遥控设备或者平行驾驶终端。

具体的，当后台人员已经对碰撞情况进行处理时，服务器可以通过平行驾驶终端，进行平行驾驶，或者通过遥控设备，进行遥控，从而使得车辆进入平行驾驶模式或者遥控驾驶模式。

可以理解的是，并非只有在碰撞情况下才进入平行驾驶模式或者遥控驾驶模式，在其他情况，比如当车辆处于停滞状况，比如多个障碍物包围，或者，贴边路径过窄时，也可以进入这两种驾驶模式。

进一步的，步骤105之前还包括：

首先，获取当前的位置信息；然后，根据当前的位置信息和预设的地图信息，确定当前所处的地形类型；接着，根据地形类型，查找预设的地形类型-尺寸阈值对照表；最后，根据预设的地形类型-尺寸阈值对照表，确定地形类型对应的尺寸阈值。

具体的，AVCU可以根据地形类型，设置不同的尺寸阈值，从而实现在不同的地形类型上，通过设置不同的尺寸阈值，将地形与清扫的待清扫物的高度结合起来。

其中，地形类型包括但不限于：有坡度的地形、平坦的地形等。比如，当处于有坡度的地形时，由于具有坡度，可以将尺寸阈值设置的比平坦地形的尺寸阈值稍高，以避免坡度对清扫系统的影响。

进一步的，方法还包括:

在接收预设的地图信息时，根据预设的地图信息中清扫区域的类型，生成防撞开关选择信号；根据防撞开关选择信号，选择处于不同高度的多个防撞开关中的一个。

具体的，车辆上，可以设置有不同高度的防撞开关，当车辆处于平坦地形时，可以启用高度较低的防撞开关，当车辆处于有坡度的地形时，可以启用高度稍高的防撞开关。当选择其中的某一个防撞开关时，可以通过软件设置，对其它防撞开关进行“封闭”，以避免误撞，从而实现了根据不同的地形类型，设置不同高度的防撞开关，提高了防撞系统的灵活性。

通过应用本发明实施例提供的基于多个激光雷达的数据处理方法，可以适应不同的地形，且清扫的盲区少，清扫范围不受限。

图2为本发明实施例二提供的基于多个激光雷达的数据处理系统结构示意图，如图2所示，该基于多个激光雷达的数据处理系统应用在实施例一中的基于多个激光雷达的数据处理方法中，如图2所示，基于多个激光雷达的数据处理系统200包括：获取单元201，融合单元202，路径规划单元203，判断单元204，确定单元205，处理单元206和发送单元207。

获取单元201用于获取车辆顶部位置的第一激光雷达发送的第一环境感知数据；第一环境感知数据包括第一激光点云信息。

获取单元201还用于，获取车头位置的第二激光雷达发送的第二环境感知数据；第二环境感知数据包括第二激光点云信息。

融合单元202用于对第一激光点云信息和第二激光点云信息进行融合处理，得到目标激光点云信息。

路径规划单元203用于根据目标激光点云信息、预设的地图信息进行路径规划，得到规划路径。

判断单元204用于判断目标激光点云信息中的障碍物的尺寸是否大于预设的尺寸阈值；尺寸阈值根据第一激光雷达和第二激光雷达的盲区设定。

路径规划单元203还用于，当障碍物的尺寸大于预设的尺寸阈值时，根据障碍物的位置和尺寸，进行局部路径规划，生成局部规划路径，并根据局部规划路径行驶。

确定单元205用于当障碍物的尺寸不大于预设的尺寸阈值时，确定障碍物为待清扫物，生成清扫信号并发送给清扫电机控制器，以使清扫电机控制器带动清扫刷电机组对待清扫物进行清扫。

处理单元206用于当车辆根据规划路径或者局部规划路径行驶时，当接收到碰撞传感器检测到的防撞开关被按压时所发送的碰撞信号时，根据碰撞信号，生成制动信号。

发送单元207用于将制动信号发送给制动系统，以使制动系统控制车辆制动。

本发明实施例二提供了一种设备，包括存储器和处理器，存储器用于存储程序，存储器可通过总线与处理器连接。存储器可以是非易失存储器，例如硬盘驱动器和闪存，存储器中存储有软件程序和设备驱动程序。软件程序能够执行本发明实施例提供的上述方法的各种功能；设备驱动程序可以是网络和接口驱动程序。处理器用于执行软件程序，该软件程序被执行时，能够实现本发明实施例一提供的方法。

本发明实施例三提供了一种包含指令的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行本发明实施例一提供的方法。

本发明实施例四提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例一提供的方法。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、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，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于多个激光雷达的数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：

判断所述目标激光点云信息中的障碍物的尺寸是否大于预设的尺寸阈值；

将所述制动信号发送给制动系统，以使所述制动系统控制车辆制动;

其中，所述判断所述目标激光点云信息中的障碍物的尺寸是否大于预设的尺寸阈值之前，所述方法还包括：

获取当前的位置信息；

根据所述地形类型，查找预设的地形类型-尺寸阈值对照表；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括:

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碰撞信号包括时间阈值，所述方法之后还包括：

将所述视频数据发送给服务器。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碰撞信号包括车辆碰撞的强度；所述当接收到碰撞传感器发送碰撞信号时，根据所述碰撞信号，生成制动信号，具体包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当碰撞处理解除后，接收服务器发送的指令；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二激光雷达的安装位置为车头位置且向下倾斜，且与车轴线的夹角为10度。

7.一种基于多个激光雷达的数据处理系统，其特征在于，所述系统包括：

判断单元，所述判断单元用于判断所述目标激光点云信息中的障碍物的尺寸是否大于预设的尺寸阈值；

发送单元，所述发送单元用于将所述制动信号发送给制动系统，以使所述制动系统控制车辆制动；

所述确定单元还用于，获取当前的位置信息；

根据所述地形类型，查找预设的地形类型-尺寸阈值对照表；

8.一种基于多个激光雷达的数据处理设备，其特征在于，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储程序，所述处理器用于执行权利要求1-6任一所述的方法。