CN116412814A - 一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统，包括以下模块，导航模块，用于获取车辆行驶路段的道路信息，包括到达目的地的路线、行驶路段上是否畅通以及行驶路线上的限速信息，控制模块，用于控制车辆的行驶速度，包括控制车辆加速、减速，转向模块，用于控制车辆进行转向。图像构建模块，用于构建车辆在行驶过程中实时路况信息。本发明在实施时，通过设置的多个激光雷达发射单元与激光雷达接收单元，能够以导航信息为基础，通过实时监控路况的方式，对驾驶操作进行控制，进而增加驾驶时的安全性。

Description

一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统

技术领域

本发明涉及导航辅助系统技术领域，具体涉及一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统。

背景技术

近年来，随着智能化的不断发展，智能车辆辅助系统也得到了迅速的发展。车辆在行驶的过程中，为了达到智能驾驶的需求，通过导航以及对路况的获取，来完成智能驾驶的目的。但是车辆行驶在路上的时候，由于路况是在不断的变化之中，故智能驾驶始终是人们难以解决的问题。为此，本申请提出了一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统。

发明内容

为此，本发明提供一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统，以解决现有技术中的上述问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据本发明的第一方面，一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统，包括以下模块，

导航模块，用于获取车辆行驶路段的道路信息，包括到达目的地的路线、行驶路段上是否畅通以及行驶路线上的限速信息，

控制模块，用于控制车辆的行驶速度，包括控制车辆加速、减速，

转向模块，用于控制车辆进行转向，

图像构建模块，用于构建车辆在行驶过程中实时路况信息，

还包括以下步骤，

步骤一，根据车辆的起点与终点信息，确定车辆的行走路线，

步骤二，车辆通过控制模块与转向模块，对车辆的行驶速度、行驶方向进行控制，

步骤三，在车辆行驶过程中，图像构建模块能够对车辆四周的状态进行检测，以确定车辆的行驶速度以及行驶方向。

进一步地，所述图像构建模块包括激光雷达发射单元、激光雷达接收单元、数据处理单元以及输出单元，

所述激光雷达发射单元用于发射激光雷达信号，

所述激光雷达接收单元用于接收发射出的激光雷达信号，

所述数据处理单元对激光雷达信号进行监测，

所述输出单元用于输出控制信号。

进一步地，在图像构建模块运行时，其运行步骤如下，

第一步，激光雷达发射单元按照预定方向对激光雷达信号进行发射，

第二步，发射出去的激光雷达信号，经反弹后，被激光雷达接收单元接收，

第三步，数据处理单元能够对激光雷达信号的发射、接收时间进行计算，以判断障碍物与车辆的距离，

第四步，在计算出车辆与障碍物的距离时，输出单元能够输出相应的信号至控制模块。

进一步地，激光雷达发射模块分布在车辆前后左右四个面上，所述数据处理单元内预设有第一阈值信息T1、第二阈值信息T2与第三阈值信息T3，

车辆与前方障碍物的距离记为X1，当X1小于T1时，输出模块能够输出减速信息与转向信息，

车辆与侧面物体的距离记为X2，当X2小于T2时，输出模块能够输出转向信息，

车辆与后方物体的距离记为X3，当X3小于T3时，输出模块能够输出加速信息，

所述T2与T3为固定值。

进一步地，所述数据处理单元内预设有以下值，当车辆的行驶速度大于100公里每小时时，T1为100米，当车辆的行驶速度在60-100公里每小时时，T1为50米。

进一步地，在车辆上，还具有偏移激光雷达发射单元与偏移激光雷达接收单元，偏移激光雷达发射单元能够发射与车辆运行方向呈一定角度的激光信息，并由偏移激光雷达接收单元进行接收，以使得数据处理单元判断道路的弯曲角度，输出单元能够对道路的弯曲角度进行输出，以便转向单元对车辆进行转向。

进一步地，偏移激光雷达发射单元发射出的雷达信号在遇到护栏时能够将信号进行反射，并有偏移激光雷达接收单元进行接收，且发射路径与接收路径会形成夹角，当道路为直线时，夹角记为A，当道路弯曲时，夹角记为B，且当B与A不同时，输出单元能够输出控制信号，以使得转向单元对车辆进行转向。

进一步地，还包括有对比模块与报错单元，导航模块对道路的弯曲角度进行获取，数据处理单元对路线的弯曲角度进行计算，对比模块能够对二者进行对比，且当二者不同时，报错单元能够将数据处理单元所得的信息反馈至导航模块内。

本发明具有如下优点：

本发明在实施的时候，通过设置的多个激光雷达发射单元与激光雷达接收单元，能够以导航信息为基础，通过实时监控路况的方式，对驾驶操作进行控制，进而增加驾驶时的安全性；

通过设置有偏移激光雷达发射单元与偏移激光雷达接收单元，能够对车辆与道路的信息进行监控，保证了车辆在行驶而遇到弯道时，使得车辆进行及时的转向，而保证车辆能够平稳进行；

根据对道路路况的实时监控以及与导航数据的对比，能够对导航信息进行验证，而当导航信息出现错误时，又能够进行及时的报错，从而保证了车辆能够长时间稳定的运行

附图说明

图1为本发明一些实施例提供的车辆在直路上行驶时的示意图。

图2为本发明一些实施例提供的车辆在弯路上行驶时的示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1至图2所示，本发明第一方面实施例中的一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统，包括以下模块，

导航模块，用于获取车辆行驶路段的道路信息，包括到达目的地的路线、行驶路段上是否畅通以及行驶路线上的限速信息，

控制模块，用于控制车辆的行驶速度，包括控制车辆加速、减速，

转向模块，用于控制车辆进行转向，

图像构建模块，用于构建车辆在行驶过程中实时路况信息，以此来控制车辆的行驶数据，保证车辆安全行驶，

还包括以下步骤，

步骤一，根据车辆的起点与终点信息，确定车辆的行走路线，

步骤二，车辆通过控制模块与转向模块，对车辆的行驶速度、行驶方向进行控制，

步骤三，在车辆行驶过程中，图像构建模块能够对车辆四周的状态进行检测，以确定车辆的行驶速度以及行驶方向。

所述图像构建模块包括激光雷达发射单元、激光雷达接收单元、数据处理单元以及输出单元，

所述激光雷达发射单元用于发射激光雷达信号，

所述激光雷达接收单元用于接收发射出的激光雷达信号，

所述数据处理单元对激光雷达信号进行监测，

所述输出单元用于输出控制信号。

在图像构建模块运行时，其运行步骤如下，

第一步，激光雷达发射单元按照预定方向对激光雷达信号进行发射，

第二步，发射出去的激光雷达信号，经反弹后，被激光雷达接收单元接收，

第三步，数据处理单元能够对激光雷达信号的发射、接收时间进行计算，以判断障碍物与车辆的距离，

第四步，在计算出车辆与障碍物的距离时，输出单元能够输出相应的信号至控制模块。

激光雷达发射模块分布在车辆前后左右四个面上，所述数据处理单元内预设有第一阈值信息T1、第二阈值信息T2与第三阈值信息T3，

车辆与前方障碍物的距离记为X1，当X1小于T1时，输出模块能够输出减速信息与转向信息，此数据可以理解为跟车距离，即车辆在行驶过程中，需要保持足够的安全跟车距离，

车辆与侧面物体的距离记为X2，当X2小于T2时，输出模块能够输出转向信息，在车辆行驶过程中，其侧面的车辆（也可能是行人或其他物体）一旦距离过进时，则可能会发生危险，及时调整车辆姿态，则能够避免车辆发生危险，

车辆与后方物体的距离记为X3，当X3小于T3时，输出模块能够输出加速信息，

所述T2与T3为固定值，即当本车辆与后方、侧方的车辆、护栏或其他物体的距离较近时，使得车辆能够及时改变行驶数据，进而增加安全距离，保证本车辆能够安全稳定的运行。所述数据处理单元内预设有以下值，当车辆的行驶速度大于100公里每小时时，T1为100米，当车辆的行驶速度在60-100公里每小时时，T1为50米。当然T1的值，也可以是其他的用户根据车辆自身运行数据而确定下来的安全数值。

在车辆上，还具有偏移激光雷达发射单元与偏移激光雷达接收单元，偏移激光雷达发射单元能够发射与车辆运行方向呈一定角度的激光信息，并由偏移激光雷达接收单元进行接收，以使得数据处理单元判断道路的弯曲角度，输出单元能够对道路的弯曲角度进行输出，以便转向单元对车辆进行转向。

如图1、2所示，偏移激光雷达发射单元发射出的雷达信号在遇到护栏时能够将信号进行反射，并有偏移激光雷达接收单元进行接收，且发射路径与接收路径会形成夹角，当道路为直线时，夹角记为A，当道路弯曲时，夹角记为B，且当夹角B与A不同时，输出单元能够输出控制信号，以使得转向单元对车辆进行转向。当车辆在直路上形式时，A值是不变的，且能够通过测量得出的数值，而当道路弯曲时，道路侧面的护栏也会完全，此时A的值会发生改变而变为B，数据处理单元能够根据B值的改变，对道路的弯曲角度进行判断，从而对车辆进行控制，使其转动合适的角度而适应道路。图中只给出了道路弯曲的一种形式，另一种形式图中未示。

还包括有对比模块与报错单元，导航模块对道路的弯曲角度进行获取，数据处理单元对路线的弯曲角度进行计算，对比模块能够对二者进行对比，且当二者不同时，报错单元能够将数据处理单元所得的信息反馈至导航模块内。以便导航模块在下次经过此路段时，能够获取到更加准确的道路信息。

Claims (8)

1.一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统，其特征在于，包括以下模块，

导航模块，用于获取车辆行驶路段的道路信息，包括到达目的地的路线、行驶路段上是否畅通以及行驶路线上的限速信息，

控制模块，用于控制车辆的行驶速度，包括控制车辆加速、减速，

转向模块，用于控制车辆进行转向，

图像构建模块，用于构建车辆在行驶过程中实时路况信息，

还包括以下步骤，

步骤一，根据车辆的起点与终点信息，确定车辆的行走路线，

步骤二，车辆通过控制模块与转向模块，对车辆的行驶速度、行驶方向进行控制，

步骤三，在车辆行驶过程中，图像构建模块能够对车辆四周的状态进行检测，以确定车辆的行驶速度以及行驶方向。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统，其特征在于，所述图像构建模块包括激光雷达发射单元、激光雷达接收单元、数据处理单元以及输出单元，

所述激光雷达发射单元用于发射激光雷达信号，

所述激光雷达接收单元用于接收发射出的激光雷达信号，

所述数据处理单元对激光雷达信号进行监测，

所述输出单元用于输出控制信号。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统，其特征在于，在图像构建模块运行时，其运行步骤如下，

第一步，激光雷达发射单元按照预定方向对激光雷达信号进行发射，

第二步，发射出去的激光雷达信号，经反弹后，被激光雷达接收单元接收，

第三步，数据处理单元能够对激光雷达信号的发射、接收时间进行计算，以判断障碍物与车辆的距离，

第四步，在计算出车辆与障碍物的距离时，输出单元能够输出相应的信号至控制模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统，其特征在于，激光雷达发射模块分布在车辆前后左右四个面上，所述数据处理单元内预设有第一阈值信息T1、第二阈值信息T2与第三阈值信息T3，

车辆与前方障碍物的距离记为X1，当X1小于T1时，输出模块能够输出减速信息与转向信息，

车辆与侧面物体的距离记为X2，当X2小于T2时，输出模块能够输出转向信息，

车辆与后方物体的距离记为X3，当X3小于T3时，输出模块能够输出加速信息，

所述T2与T3为固定值。

5.根据权利要求4所述的一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统，其特征在于，所述数据处理单元内预设有以下值，当车辆的行驶速度大于100公里每小时时，T1为100米，当车辆的行驶速度在60-100公里每小时时，T1为50米。

6.根据权利要求5所述的一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统，其特征在于，在车辆上，还具有偏移激光雷达发射单元与偏移激光雷达接收单元，偏移激光雷达发射单元能够发射与车辆运行方向呈一定角度的激光信息，并由偏移激光雷达接收单元进行接收，以使得数据处理单元判断道路的弯曲角度，输出单元能够对道路的弯曲角度进行输出，以便转向单元对车辆进行转向。

7.根据权利要求6所述的一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统，其特征在于，偏移激光雷达发射单元发射出的雷达信号在遇到护栏时能够将信号进行反射，并有偏移激光雷达接收单元进行接收，且发射路径与接收路径会形成夹角，当道路为直线时，夹角记为A，当道路弯曲时，夹角记为B，且当B与A不同时，输出单元能够输出控制信号，以使得转向单元对车辆进行转向。

8.根据权利要求4所述的一种基于激光雷达的图像构建导航辅助系统，其特征在于，还包括有对比模块与报错单元，导航模块对道路的弯曲角度进行获取，数据处理单元对路线的弯曲角度进行计算，对比模块能够对二者进行对比，且当二者不同时，报错单元能够将数据处理单元所得的信息反馈至导航模块内。

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