CN210222567U - 基于uwb技术的室内低速自动驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于UWB技术的室内低速自动驾驶系统，包括设置于区域内的服务器、视觉检测装置、若干小车和三个以上的基站，各小车、视觉检测装置和服务器均设有用于建立WIFI网络的WIFI通信模块，各小车和基站均设有用于建立UWB信道的UWB通信模块，所述视觉检测装置用于检测小车周围环境图像并发送给服务器，服务器中存储各基站的位置数据，服务器用于接收和处理视觉检测装置和基站发送的数据并发送自动驾驶路径指令给小车。本实用新型结合了UWB、WIFI和视觉检测技术，能够解决现有自动驾驶中存在的定位精度低、传感器数量大和能耗大等问题，提高了室内低速驾驶系统的稳定性和可靠性。

Description

基于UWB技术的室内低速自动驾驶系统

技术领域

本实用新型涉及定位技术应用技术领域，具体涉及一种基于UWB技术的室内低速自动驾驶系统。

背景技术

自动驾驶是人工智能的一个重要分支，能改进交通行业的生态系统，提高人们的生活质量，是社会发展和科技进步重要的一环。常用的自动驾驶方案都采用GPS定位，在车上安装大量的传感器采集周围环境数据，再通过复杂的算法来融合数据控制车辆。但是在实际使用过程中任有许多不足之处，例如其安全性和可靠性不足，这主要需要依靠高精度的定位系统和优良的判决算法。

常用的GPS定位技术存在定位精度不够等问题，现有商用GPS精度一般都维持在米级，不满足自动驾驶高精度定位的需求，而在室内或地下应用场合，卫星信号无法到达，此时卫星根本无法完成定位工作。大量的传感器到时车辆成本高昂，算法实现复杂。而室内小车的自动驾驶更是困难重重，因其环境复杂，空间狭小等因素，常用的方案更难于实现。

UWB（UltraWideband）是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄波脉冲传输数据，其功耗低、定位精度高、抗干扰能力强、定位方法可靠，受到了广泛的重视。而计算机视觉检测具有精度高速度快，以及工业现场环境下的可靠性与安全性，在重复和机械性的工作中具有较大的应用价值。

发明内容

技术目的：针对上述现有技术，本实用新型提供一种基于UWB技术的室内低速驾驶系统，系统方便搭建，结合了UWB、WIFI和视觉检测技术，对环境室内定位精度高，能够解决现有自动驾驶中存在的定位精度低、传感器数量大和能耗大等问题，提高了室内低速驾驶系统的稳定性和可靠性。

技术方案：为实现上述技术目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于UWB技术的室内低速自动驾驶系统，其特征在于：包括设置于区域内的服务器、视觉检测装置、若干小车和三个以上的基站，各小车、视觉检测装置和服务器均设有用于建立WIFI网络的WIFI通信模块，各小车和基站均设有用于建立UWB信道的UWB通信模块，所述视觉检测装置用于检测小车周围环境图像并发送给服务器，基站用于检测小车的当前位置数据并发送给服务器，服务器中存储各基站的位置数据，服务器用于接收和处理视觉检测装置和基站发送的数据并发送自动驾驶路径指令给小车。

作为优选，所述小车包括第一微处理器、分别与第一微处理器连接的第一UWB定位模块、第一WIFI模块、第一电源模块和控制模块，控制模块的输出端连接驱动模块。

作为优选，所述视觉检测装置包括第三微处理器、分别与第三微处理器连接的图像采集模块、图像处理模块、第三WIFI模块和第三电源模块。

作为优选，所述基站包括第二微处理器、分别与第二微处理器第二UWB模块、第二电源模块。

作为优选，所述小车的自动驾驶目标的坐标数据由服务器发出，各基站通过UWB信道对小车进行通信测距。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下技术效果：

1、本实用新型的系统架构易于搭建，采用UWB室内定位技术对自动驾驶小车进行实时定位，获取小车当前的坐标数据，结合了WIFI精度达米级、UWB精度可达厘米级的定位等优点，驾驶路径由服务器和小车微处理器对各坐标数据进行处理后获得，不单纯依靠无线信号强弱来定位，能够减小室内复杂环境的影响，实时规划出精准的驾驶路径，实现低速小车在室内的稳定可靠的自动驾驶；

2、本实用新型采用计算机视觉检测技术对周围环境进行检测，精度高、速度快，及时上报服务器异常情况，避开行驶障碍，提升了室内低速自动驾驶系统的稳定性和可靠性；

3、不同于需要在小车上大量安装传感器的技术，本实用新型采用UWB通信模块，能够有效解决自动驾驶中定位精度低和所需传感器数量多、功耗大的问题，减少了传感器的使用，降低了设备成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中小车的结构框图；

图3为图1中基站的结构框图；

图4为图1中的视觉检测装置的结构框图，

其中，1-小车、2-基站、3-视觉检测装置、4-服务器、5-WIFI网络、6-UWB信道；11-第一微处理器、12-第一电源模块、13-第一UWB定位模块、14-第一WIFI模块、15-控制模块、16-驱动模块；21-第二微处理器、22-第二电源模块、23-第二UWB定位模块、24-第二WIFI模块；31-第三微处理器、32-第三电源模块、33-图像处理模块、34-图像采集模块、35-第三WIFI模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如图1所示的一种基于UWB技术的室内低速自动驾驶系统，包括小车1、基站2、视觉检测装置3 、服务器4、WIFI网络5、UWB信道6，小车1、基站2、视觉检测装置通过WIFI网络与服务器4连接，小车1与基站2通过UWB信道6连接。

具体地，如图2所示，小车包括第一微处理器11、第一UWB定位模块13、第一WIFI模块14、第一电源模块12、小车驱动模块16和小车控制模块15，小车控制模块15分别与第一微处理器11的I/O口连接，第一电源模块2与第一微处理器11的电源接口连接。

如图4所示，视觉检测装置3包括第三微处理器31、图像采集模块34、图像处理模块33、第三WIFI模块35和第三电源模块32，其中，图像采集模块34、图像处理模块33、第三WIFI模块分别与第三微处理器31的I/O口连接；第三电源模块32与第三微处理器的电源接口连接。

如图3所示，基站2包括第二微处理器21、第二WIFI模块24、第二UWB定位模块、第二电源模块22，基中，第二WIFI模块24、第二UWB定位模块23分别与第二微处理器21的I/O口连接，第二电源模块22与第二微处理器21的电源接口连接。

作为本实用新型的优选，基站的数量不少于3个，且每一个基站的精确的位置坐标值均存储在服务器中。

本实用新型的基于UWB技术的室内低速自动驾驶系统使用时，已知各个基站的精确的位置坐标信息，小车通过UWB信道分别与每一个基站进行通信测距，可得出小车当前位置的坐标数据；小车通过WIFI网络接收来自服务器的自动驾驶目标的坐标信息，小车上的第一微控制器根据自动驾驶目标的坐标信息和小车当前坐标数据，规划自动行驶路径，并生成驾驶控制指令并发送给小车控制模块，小车控制模块解析并传送到驱动模块，由驱动模块驱动小车按规划路径行驶。

视觉检测装置的第三微处理器控制图像采集模块实时快速拍摄小车周围环境图像，传送到图像处理模块；图像处理模块进行图像分析，第三微处理器对环境数据进行判断，当小车周围发生异常情况时，第三微处理器通过第三WIFI模块通知服务器，并报告异常位置的坐标数据；服务器接收到异常位置的坐标数据时，通知小车异常情况并将异常位置的坐标数据发送给小车，小车重新规划路径，避开异常，确保正常驾驶、稳定运行。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于UWB技术的室内低速自动驾驶系统，其特征在于：包括设置于区域内的服务器（4）、视觉检测装置（3）、若干小车（1）和三个以上的基站（2），各小车（1）、视觉检测装置（3）和服务器（4）均设有用于建立WIFI网络（5）的WIFI通信模块，各小车（1）和基站（2）均设有用于建立UWB信道（6）的UWB通信模块，所述视觉检测装置（3）用于检测小车（1）周围环境图像并发送给服务器（4），基站（2）用于检测小车（1）的当前位置数据并发送给服务器（4），服务器（4）中存储各基站（2）的位置数据，服务器（4）用于接收和处理视觉检测装置（3）和基站（2）发送的数据并发送自动驾驶路径指令给小车（1）。

2.根据权利要求1所述的基于UWB技术的室内低速自动驾驶系统，其特征在于：所述小车（1）包括第一微处理器（11）、分别与第一微处理器（11）连接的第一UWB定位模块（13）、第一WIFI模块（14）、第一电源模块（12）和控制模块（15），控制模块（15）的输出端连接驱动模块（16）。

3.根据权利要求1所述的基于UWB技术的室内低速自动驾驶系统，其特征在于：所述视觉检测装置（3）包括第三微处理器（31）、分别与第三微处理器（31）连接的图像采集模块（34）、图像处理模块（33）、第三WIFI模块（35）和第三电源模块（32）。

4.根据权利要求1所述的基于UWB技术的室内低速自动驾驶系统，其特征在于：所述基站（2）包括第二微处理器（21）、分别与第二微处理器（21）、第二UWB模块（23）、第二电源模块（22）。

5.根据权利要求1所述的基于UWB技术的室内低速自动驾驶系统，其特征在于：所述小车（1）的自动驾驶目标的坐标数据由服务器（4）发出，各基站（2）通过UWB信道对小车（1）进行通信测距。

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