CN211032395U - 自动驾驶车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动驾驶车辆，包括：车架，所述车架具有相对的前端和后端，以及相对的左右两侧；移动组件，所述移动组件设置在所述车架上用于带动所述车架移动；前视测距组件，包括：第一前视单元和第二前视单元，所述第一前视单元和所述第二前视单元并列设置在所述车架的前端，所述第一前视单元具有第一光轴，所述第二前视单元具有第二光轴，所述第一光轴与所述第二光轴平行；测距雷达组件，包括：第一前向雷达，设置在所述车架前端，所述第一前向雷达与所述第一光轴和所述第二光轴错位设置。本申请提供的自动驾驶车辆安全系数高，对前向碰撞预警功能做了进一步完善。

Description

自动驾驶车辆

技术领域

本实用新型涉及自动驾驶技术，具体涉及一种自动驾驶车辆。

背景技术

自动驾驶车辆是通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。自动驾驶车辆依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，能自动安全地操作车辆。

现有技术中，自动驾驶车辆主要通过视觉技术用于检测车道线以及识别车辆、行人等障碍物，并对障碍物进行测距。该视觉技术主要使用单目视觉，单目视觉依靠一个摄像头，通过图像匹配进行目标识别(各种车型、行人、物体等)，再通过目标在图像中的大小去估算目标距离。这就要求在估算距离之前首先对目标进行准确识别，是汽车还是行人，是货车、SUV还是小轿车。因此需要建立并不断维护一个庞大的样本特征数据库，从而保证这个数据库包含待识别目标的全部特征数据。若缺乏待识别目标的特征数据，就会导致系统无法对这些车型、物体、障碍物进行识别，从而也就无法准确估算这些目标的距离。另外，通过单目视觉技术的检测精度受环境影响较大，可能因为环境因素导致识别率下降，从而引发安全事故。

实用新型内容

鉴于此，为解决上述至少一个技术问题，本申请提供了一种自动驾驶车辆。提供的技术方案如下所述：

一种自动驾驶车辆，包括：

车架，所述车架具有相对的前端和后端，以及相对的左右两侧；

移动组件，所述移动组件设置在所述车架上用于带动所述车架移动；

前视测距组件，包括：第一前视单元和第二前视单元，所述第一前视单元和所述第二前视单元并列设置在所述车架的前端，所述第一前视单元具有第一光轴，所述第二前视单元具有第二光轴，所述第一光轴与所述第二光轴平行；

测距雷达组件，包括：第一前向雷达，设置在所述车架前端，所述第一前向雷达与所述第一光轴和所述第二光轴错位设置。

作为一种优选的实施方式，所述前视测距组件位于所述车架的前端的上部，所述第一前向雷达位于所述车架的前端的下部。

作为一种优选的实施方式，所述前视测距组件还包括：设置在车架前端的第三前视单元，所述第三前视单元位于所述第一前视单元与所述第二前视单元之间，所述第三前视单元为长焦镜头。

作为一种优选的实施方式，所述长焦镜头的水平可视角度为30度，可探测距离为400米。

作为一种优选的实施方式，所述测距雷达组件还包括：多个第二前向雷达，多个所述第二前向雷达沿所述车架的宽度方向并列设置在所述车架的前端，且多个所述第二前向雷达与所述第三前视单元并列设置，多个所述第二前向雷达位于所述车架的前端的下部。

作为一种优选的实施方式，多个所述第二前向雷达发出探测射线的覆盖合成角度为180°。

作为一种优选的实施方式，还包括：广角视觉组件，所述广角视觉组件包括：第一广角单元、第二广角单元；所述第一广角单元设置在所述车架的左侧，所述第二广角单元设置在所述车架的右侧。

作为一种优选的实施方式，所述自动驾驶车辆还包括位于所述车架下部的测速雷达组件，包括：第三前向雷达，第一侧向雷达、第二侧向雷达；其中，所述第三前向雷达位于所述车架前端，所述第一侧向雷达位于所述车架的左侧，所述第二侧向雷达位于所述车架的右侧。

作为一种优选的实施方式，还包括：沿所述车架的周向设置的多个超声波传感器。

作为一种优选的实施方式，所述车架的顶部设置有用于接收卫星数据的第一天线和第二天线，所述第一天线位于所述车架的左侧，所述第二天线位于所述车架的右侧。

有益效果：

本申请实施方式提供的自动驾驶车辆设置有前视测距组件和测距雷达组件，前视测距组件包括：并列设置在车架前端的第一前视单元和第二前视单元。该前视测距组件通过使用两个光轴平行的视觉单元，通过对两幅图像视差的计算，直接对前方景物(图像所拍摄到的范围)进行距离测量，而无需判断前方出现的是什么类型的障碍物，测距精度高，且不需要维护样本库。另外，所述测距雷达组件中的第一前向雷达设置在车架的前端，从而能够感知车架前方的障碍物，且第一前向雷达与所述第一光轴和所述第二光轴错位设置，能够有效减少前视测距组件的识别盲区，配合前视测距组件达到更高的安全系数，特别是能够克服环境光照不足导致的视觉单元功能降级引起的安全事故。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动力的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施方式提供的自动驾驶车辆的主视图；

图2为本申请实施方式提供的自动驾驶车辆的侧视图；

图3为本申请实施方式提供的自动驾驶车辆探测区域示意图；

图4为本申请实施方式提供的自动驾驶车辆中第二前向雷达探测区域示意图。

附图标记说明：

1、第一前视单元；2、第二前视单元；3、第一广角单元；4、第二广角单元；5、第一天线；6、第二天线；7、第一侧向雷达；8、第三前向雷达；9、第二侧向雷达；10、第一前向雷达；11、第三前视单元；12、车架；13、第二前向雷达。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

需要说明的是，本申请所提供的实施例的技术方案可以扩展应用于任意合适的场景中，本申请实施方式提供的自动驾驶车辆可以是卡车、商务车、SUV、小型车等车型，本申请实施例对此不作特别限定。本申请说明书主要以卡车、商务车等大型车辆作为主要应用场景来阐述本申请。

请参阅图1和图2所示，本申请提供的自动驾驶车辆包括：车架12，所述车架12具有相对的前端和后端，以及相对的左右两侧；移动组件，所述移动组件设置在所述车架12上用于带动所述车架12移动；前视测距组件，包括：第一前视单元1和第二前视单元2，所述第一前视单元1和所述第二前视单元2并列设置在所述车架12的前端，所述第一前视单元1具有第一光轴，所述第二前视单元2具有第二光轴，所述第一光轴与所述第二光轴平行；测距雷达组件，包括：第一前向雷达10，设置在所述车架12前端，所述第一前向雷达10与所述第一光轴和所述第二光轴错位设置。

本申请实施方式提供的自动驾驶车辆设置有前视测距组件和测距雷达组件，前视测距组件包括：并列设置在车架12前端的第一前视单元1和第二前视单元2。该前视测距组件通过使用两个光轴平行的视觉单元，通过对两幅图像视差的计算，直接对前方景物(图像所拍摄到的范围)进行距离测量，而无需判断前方出现的是什么类型的障碍物，测距精度高，且不需要维护样本库。另外，所述测距雷达组件中的第一前向雷达10设置在车架12前端，从而能够感知车架12前方的障碍物。且第一前向雷达10与所述第一光轴和所述第二光轴错位设置，能够有效减少前视测距组件的识别盲区，配合前视测距组件达到更高的安全系数，特别是能够克服环境光照不足导致的视觉单元功能降级引起的安全事故。

车架12具有相对的前端和后端，以及相对的左右两侧。车架12的前端、后端以及左右两侧围设形成车架12的侧壁，所述侧壁与车架12的顶部、底部之间形成供乘客、司机乘坐的腔室。所述腔室的具体构造本申请不作限定。如图1所示，车架12的前端示意为车架12在行驶方向中位于前方的一端，车架12前端指的是所述腔室的前端，车架12的后端指的所述腔室的后端。车架12的左右两侧为靠近车架12本体左右车道的两侧。

移动组件设置在车架12上用于带动所述车架12移动，移动组件具体设置在车架12的底部。在一些实施例中，移动组件可以是能转动地设置在车架12底部上的车轮。在一些实施例中，移动组件可以是设置在车架12底部的滑块，从而能够带动车架12移动。

在本实施方式中，所述前视测距组件位于所述车架12的前端的上部，测速雷达组件中的所述第一前向雷达10位于所述车架12的前端的下部。

所述前视测距组件包括：第一前视单元1和第二前视单元2，第一前视单元1和第二前视单元2并列设置在车架12的前端，从而能够探测车架12前方的障碍物以及景物。所述第一前视单元1和第二前视单元2具体为摄像头，且均朝向正前方安装。所述第一前视单元1具有第一光轴，所述第二前视单元2具有第二光轴，所述第一光轴与所述第二光轴平行。通过将第一前视单元1和第二前视单元2并列设置，形成两个光轴平行的摄像头，通过对前方图像的视差的计算，直接对前方景物(图像所拍摄到的范围)进行距离测量，而无需判断前方出现的是什么类型的障碍物。所述前视测距组件的原理与人眼相似。人的两只眼睛之所以能够感知物体的远近，是由于两只眼睛对同一物体呈现的图像存在差异，称为“视差”。物体距人的双眼越远，视差越小，反之，视差越大。视差的大小对应着物体与眼睛之间距离的远近，视差主要是通过对同一目标点在两个摄像头中的成像进行交会三角计算，得出目标点在测量坐标系下的三维坐标，从而能够计算出图像与车架12之间的垂直距离。

进一步的，所述前视测距组件设置在车架12的前端的上部，从而具有更佳的视野范围，减小盲区。尤其是当本实施例中的自动驾驶车辆为大型车辆时，前视测距组件位于车架12前端的上部，能够避免摄像头的拍摄画面被其他车辆遮挡，从而能够获取更远距离的探测视野。但是，前视测距组件不能高于车架12的顶部，防止行驶过程中被刮蹭。前视测距组件中的第一前视单元1和第二前视单元2间隔设置，其间隔距离需要根据车架12的宽度来确定。原则上，第一前视单元1和第二前视单元2分别尽可能的靠近车架12前端的左、右两侧，从而获取更宽广的视野。第一前视单元1和第二前视单元2主要用于探测车架12前方中远距离的障碍物，从而能够提前根据路况采取行人保护功能。在本实施例中，第一前视单元1和第二前视单元2的探测角度分别为60°，可探测距离为250m。

测距雷达组件包括第一前向雷达10，第一前向雷达10设置在车架12前端，用于探测车架12前方的物体(例如：树木、道路、桥梁和建筑物等)与车架12之间的距离。且第一前向雷达10与第一前视单元1的第一光轴和第二前视单元2的第二光轴错位设置。例如，前视测距组件安装在车架12前端的上部，该第一前向雷达10可以安装在车架12的下部，发出的探测射线能照射在车架12前方需要探测的区域内，配合前视测距组件能够有效减少盲区(如车前高度较低的区域)。

进一步的，第一前向雷达10可以是固体激光雷达，也可以是其他类型的激光雷达，且朝向正前方安装。为了能够配合前视测距组件有效减小盲区，第一前向雷达10需要与前视测距组件的光轴错位设置。优选的，所述前视测距组件位于所述车架12的前端的上部，所述第一前向雷达10位于所述车架12的前端的下部，但不能超过车架12的最低的部件，防止行驶过程中被刮蹭。该第一前向雷达10是以激光作为信号源，由激光器发射出的脉冲激光，打到地面的障碍物上，引起散射。散射后，一部分光波会反射到激光雷达的接收器上，根据激光测距原理计算出激光雷达与障碍物之间的距离。脉冲激光不断地扫描障碍物，就可以得到障碍物上扫描点的数据，用此数据进行成像处理后，就可以得到精确的三维立体图像。从而配合前视测距组件达到更安全的系统性能，特别是在天气恶劣、或环境光照不足而导致的前视测距组件的拍摄功能降级的情况下，通过第一前向雷达10可以为盲区提供冗余，能够减小安全事故的发生。

在本实施方式中，所述前视测距组件还包括：设置在车架12前端的第三前视单元11，所述第三前视单元11位于所述第一前视单元1与所述第二前视单元2之间，所述第三前视单元11为长焦镜头。

具体的，所述第三前视单元11为长焦镜头，且朝向正前方安装，用于感知车架12前端远距离的障碍物。第三前视单元11设置在第一前视单元1和第二前视单元2之间，第三前视单元11通过与前视测距组件的配合能够扩大车架12前方的探测视野。第三前视单元11主要用于探测车架12远距离的障碍物，进一步提高了车辆的前向碰撞预警和紧急制动功能。在本实施例中，所述第三前视单元11的水平可视角度为30°，可探测距离为400m。

在本实施方式中，如图1和图4所示，所述测距雷达组件还包括：多个第二前向雷达13，多个所述第二前向雷达13沿所述车架12的宽度方向并列设置在所述车架12的前端，多个所述第二前向雷达13位于所述车架12的前端的下部。

具体的，第二前向雷达13具体为用于识别近距离障碍物的超声波雷达，且朝向正前方安装。多个第二前向雷达13沿车架12的宽度方向并列设置在车架12的前端，用于感测车架12前方的障碍物以及目标物，从而为车架12行驶过程提供更全面的环境数据。由于第三前视单元11用于探测远距离的障碍物，通过设置多个第二前向雷达13能够探测车架12近前方障碍物，结合第三前视单元11能够有效减少盲区。

进一步的，多个所述第二前向雷达13位于所述车架12的前端的下部，发出的探测射线能照射在车架12前方需要探测的区域内，从而有效减少盲区。多个所述第二前向雷达13发出探测射线的覆盖合成角度为180°，即多个第二前向雷达13发出的探测射线的覆盖范围为整个车架12的前端。所述第二前向雷达13的具体个数本申请不作特别限定，可根据雷达的具体选型做适应性调整。优选的，如图4所示，第二前向雷达13的个数为三个，每个所述第二前向雷达13发出的探测射线形成的覆盖角度为140°，探测距离均为5.5m。

在本实施方式中，所述自动驾驶车辆还包括：广角视觉组件，所述广角视觉组件包括：第一广角单元3、第二广角单元4；所述第一广角单元3设置在所述车架12的左侧，所述第二广角单元4设置在所述车架12的右侧。

具体的，所述广角视觉组件中的广角视觉单元均为广角摄像头，其中，第一广角单元3设置在车架12的左侧，第二广角单元4设置在车架12的右侧，且均朝向后方安装。第一广角单元3和第二广角单元4能够覆盖车架12左右两侧的临近车道，用于感知车架12左右两侧的障碍物(例如行人、行驶车辆)和目标物(例如红绿灯、车道线等)，为车辆变道以及转弯提供依据。进一步的，第一广角单元3和第二广角单元4可以安装在车架12的上部，从而有效避免第一广角单元3和第二广角单元4的视野被车身遮挡，可以为车架12提供其左右两侧的环境数据。在本实施例中，第一广角单元3和第二广角单元4的广角角度均为150°，探测距离为60m。

在本实施方式中，所述自动驾驶车辆还包括位于所述车架12下部的测速雷达组件，包括：第三前向雷达8，第一侧向雷达7、第二侧向雷达9；其中，所述第三前向雷达8位于所述车架12前端，所述第一侧向雷达7位于所述车架12的左侧，所述第二侧向雷达9位于所述车架12的右侧。

具体的，所述第三前向雷达8用于测量车架12前方的运动物体的速度、加速度，第一侧向雷达7和第二侧向雷达9用于测量车架12侧方的运动物体的速度、加速度。所述第三前向雷达8、第一侧向雷达7和第二侧向雷达可以为毫米波雷达。测速雷达组件均位于车架12的下部，从而能够减少盲区，第三前向雷达8安装在车架12前端的底部，且朝向正前方安装，第一侧向雷达7和第二侧向雷达9安装在车架12左侧、右侧的底部，且朝向正后方安装，用于探测车架12两侧后方的障碍物和目标物。

在本实施例中，第三前向雷达8的探测角度为120°，探测距离为70m；第一侧向雷达7具有短距离可探测角度和长距离探测角度，第一侧向雷达7的短距离探测角度为70m，短距离探测角度为120°，第一侧向雷达7的长距离探测角度为250m，短距离探测角度为18°；第二侧向雷达9具有短距离可探测角度和长距离探测角度，第二侧向雷达9的短距离探测角度为70m，短距离探测角度为120°，第二侧向雷达9的长距离探测角度为250m，短距离探测角度为18°

请参阅图3所示的本申请自动驾驶车辆探测区域示意图，通过前视测距组件、测距雷达组件、广角视觉组件、测速雷达组件相配合，能够为车辆的行驶环境提供更全面的环境数据，提高了车辆行驶的安全系数。另外，通过前视测距组件中的第一前视单元1、第二前视单元2、第三前视单元11、第一前向雷达10、第二前向雷达13、第三前向雷达8，能够有效识别车辆前方的障碍物和目标物，并能够对障碍物和目标物的具体位置做出精准判断，优化了车辆的前向预警功能。

在本实施方式中，还包括：沿所述车架12的周向设置的多个超声波传感器。所述超声波传感器用于进行超近距离检测，能够进一步提高车辆的安全性。在本实施例中，所述车架12的周向指环绕车架12的周身，并不局限于车架12腔室的前端以及后端。

在本实施方式中，所述车架12的顶部设置有用于接收卫星数据的第一天线5和第二天线6，所述第一天线5位于所述车架12的左侧，所述第二天线6位于所述车架12的右侧。

具体的，第一天线5和第二天线6用于接收卫星数据，分别位于车架12顶部的左右两侧。第一天线5和第二天线6组成惯性导航系统。第一天线5和第二天线6均可以水平安装，也均可以竖直安装。第一天线5和第二天线6为位置传感器，用于接收卫星数据，从而确定车辆的位置、速度、加速度以及行驶路径等信息，从而车架12能根据该信息判断自身的位置。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。

Claims (10)

1.一种自动驾驶车辆，其特征在于，包括：

车架，所述车架具有相对的前端和后端，以及相对的左右两侧；

移动组件，所述移动组件设置在所述车架上用于带动所述车架移动；

前视测距组件，包括：第一前视单元和第二前视单元，所述第一前视单元和所述第二前视单元并列设置在所述车架的前端，所述第一前视单元具有第一光轴，所述第二前视单元具有第二光轴，所述第一光轴与所述第二光轴平行；

测距雷达组件，包括：第一前向雷达，设置在所述车架前端，所述第一前向雷达与所述第一光轴和所述第二光轴错位设置。

2.如权利要求1所述的自动驾驶车辆，其特征在于，所述前视测距组件位于所述车架的前端的上部，所述第一前向雷达位于所述车架的前端的下部。

3.如权利要求2所述的自动驾驶车辆，其特征在于，所述前视测距组件还包括：设置在车架前端的第三前视单元，所述第三前视单元位于所述第一前视单元与所述第二前视单元之间，所述第三前视单元为长焦镜头。

4.如权利要求3所述的自动驾驶车辆，其特征在于，所述长焦镜头的水平可视角度为30度，可探测距离为400米。

5.如权利要求3所述的自动驾驶车辆，其特征在于，所述测距雷达组件还包括：多个第二前向雷达，多个所述第二前向雷达沿所述车架的宽度方向并列设置在所述车架的前端，多个所述第二前向雷达位于所述车架的前端的下部。

6.如权利要求5所述的自动驾驶车辆，其特征在于，多个所述第二前向雷达发出探测射线的覆盖合成角度为180°。

7.如权利要求2所述的自动驾驶车辆，其特征在于，还包括：广角视觉组件，所述广角视觉组件包括：第一广角单元、第二广角单元；所述第一广角单元设置在所述车架的左侧，所述第二广角单元设置在所述车架的右侧。

8.如权利要求1所述的自动驾驶车辆，其特征在于，所述自动驾驶车辆还包括位于所述车架下部的测速雷达组件，包括：第三前向雷达，第一侧向雷达、第二侧向雷达；其中，所述第三前向雷达位于所述车架前端，所述第一侧向雷达位于所述车架的左侧，所述第二侧向雷达位于所述车架的右侧。

9.如权利要求1所述的自动驾驶车辆，其特征在于，还包括：沿所述车架的周向设置的多个超声波传感器。

10.如权利要求1所述的自动驾驶车辆，其特征在于，所述车架的顶部设置有用于接收卫星数据的第一天线和第二天线，所述第一天线位于所述车架的左侧，所述第二天线位于所述车架的右侧。

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