CN212989655U - 道路地图采集装置和车道线地图测绘系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及地图采集技术，公开了一种道路地图采集装置和车道线地图测绘系统。该装置包括GNSS天线、GNSS/INS组合导航设备、激光雷达设备和安装平台，该安装平台包括：矩形框架底座，该矩形框架底座包括两根平行设置的纵梁和设于两根纵梁之间的横梁；设于纵梁上的可拆卸连接结构，用于将该框架底座安装在机动车的车顶架上；设于前侧横梁上的天线安装座，用于安装该GNSS天线；设于后侧横梁上的保护罩，用于放置该GNSS/INS组合导航设备；设于该保护罩上方的安装架，该安装架包括支撑杆和与该支撑杆通过万向调节结构连接的安装杆，该安装杆与该激光雷达设备可拆卸连接。本申请的实施方式适用于各种机动车的车顶架安装使用，极大地缩短了操作时间和节省了人力成本。

Description

道路地图采集装置和车道线地图测绘系统

技术领域

本申请涉及地图采集技术，特别涉及道路地图采集技术。

背景技术

先进驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistance System)，简称ADAS，是利用安装于车上的各式各样的传感器，在第一时间收集车内外的环境数据，进行静、动态物体的辨识、侦测与追踪等技术上的处理，从而能够让驾驶者在最快的时间察觉可能发生的危险，以引起注意和提高安全性的主动安全技术。车辆搭载ADAS需要符合一定的技术标准，需要根据国家标准、国际标准、行业标准等对ADAS各个功能进行检测。ADAS最常用的六个功能是LDW、ACC、 FCA、AEB、BSD、APA，例如，LDW是指车道偏离报警，ADAS应当通过摄像头计算车辆到车道线距离并根据设定的阈值发出声光报警。

当前ADAS检测工具主流产品为Racelogic的VBOX系列和Oxford TechnicalSolutions的OxTS系列。传统的测绘车道线的方法都是使用一种安装了单天线RTK设备的测绘小推车(Survey Trolley)，沿着车道线手动推行，并连续记录测量值，经过后处理生成矢量车道线数据，然后存储到测试设备中。

现有的小推车方法对人工操作要求极高，在数百米距离上小心操作或可完成，然而在公里级、多车道、车道线两侧均需要测绘、非测试场公开道路等情况下，依靠人力几乎不可能全程保证高质量的测绘。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种道路地图采集装置和车道线地图测绘系统，适用于各种机动车的车顶架安装使用，极大地缩短了操作时间和节省了人力成本。

本申请公开了一种道路地图采集装置，包括GNSS天线、GNSS/INS组合导航设备、激光雷达设备和安装平台；所述安装平台包括：

矩形框架底座，包括两根平行设置的纵梁和设于两根纵梁之间的横梁；

设于所述纵梁上的可拆卸连接结构，用于将所述安装平台安装在机动车的车顶架上；

设于前侧横梁上的天线安装座，用于安装所述GNSS天线；

设于后侧横梁上的保护罩，用于放置所述GNSS/INS组合导航设备；

设于所述保护罩上方的安装架，所述安装架包括支撑杆和与该支撑杆通过万向调节结构连接的安装杆，该安装杆与该激光雷达设备可拆卸连接。

在一个优选例中，所述纵梁设为可伸缩杆结构，用于通过调整其长度配合不同机动车的车顶架的安装。

在一个优选例中，所述万向调节结构为球铰结构。

在一个优选例中，所述球铰结构包括设于所述安装杆一端的球体、设于所述支撑杆内的球碗和控制球碗夹紧的旋钮；

使用时，将所述激光雷达设备的安装角度调节到合适角度后，通过旋紧旋钮固定该激光雷达。

在一个优选例中，所述支撑杆设为可伸缩杆结构；

所述安装杆与所述激光雷达设备螺纹连接。

在一个优选例中，所述安装杆设为可伸缩杆结构。

在一个优选例中，所述可拆卸连接结构包括辅助固定板、两组U型螺栓和配套螺母。

在一个优选例中，所述辅助固定板根据不同规格机动车的车顶架的尺寸设有多种规格的螺栓配孔。

本申请还公开了一种车道线地图测绘系统，包括上述的道路地图采集装置和移动终端，其中所述GNSS天线、GNSS/INS组合导航设备和激光雷达设备分别与所述移动终端通信连接；

所述移动终端被配置为在所述机动车行进过程中，接收所述GNSS/INS 组合导航设备和激光雷达设备输出的数据，并采用点云处理软件生成车道线地图。

本申请实施方式中，与现有技术相比，至少包括以下优点：

1)不改变机动车原有结构，仅利用机动车的现有车顶架，通过多个可拆卸连接结构将装置便携固定在机动车车顶上。进一步地，框架底座外围尺寸接近正方形，安装稳固，避免了某一方向侧杆刚度不够造成例如倾斜问题等。

2)安装激光雷达设备的安装架的支撑杆和安装杆通过万向调节结构连接，该万向角度调节可以满足不同机动车安装使用，例如不同车型的车尾尺寸规格不同，激光雷达设备的安装角度可以根据不同机动车进行适应性调节；进一步地，该万向角度调节可以针对重点扫描区域进行偏置调整，例如需要对道路右侧导流道内(根据交规车辆禁止驶入导流道)印刷物进行扫描时，可以将万向机构调整到右偏即可。进一步地，该支撑杆和/或安装杆设为可伸缩结构杆，在安装角度在达到调节极限时，可以通过伸长支撑杆和/或安装杆对激光雷达设备进行位置调整，这样，万向调节连接结构与支撑杆和/或安装杆可以配合调节，可以满足绝大部分机动车的使用。

3)GNSS天线、GNSS/INS组合导航设备、激光雷达设备与安装平台均设为可拆连接，方便维修更换，例如测试过程中发现某一或某多个设备故障，可以及时更换。

4)激光雷达设备安装架以GNSS/INS组合导航设备的保护罩为底座，保护罩为一体成型，支撑杆使用大口径中空圆柱，保证了激光雷达设备安装架的安全性和可靠性。

5)在整体底架支撑的设计上，采用铝型材组合并使用角件螺栓连接固定，成本低，稳定性强。

本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征A+B+C，在另一个例子中公开了特征A+B+D+E，而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征E技术上可以与特征C相组合，则，A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而A+B+C+E 的方案应当视为已经被记载。

附图说明

图1是根据本申请的第一实施方式的道路地图采集装置结构示意图。

图2是根据本申请的第一实施方式的可拆卸连接结构的局部放大示意图。

图3是根据本申请的第一实施方式的道路地图采集装置安装状态立体图。

图4是根据本申请的第一实施方式的道路地图采集装置安装状态主视图。

图5是根据本申请的第一实施方式的道路地图采集装置安装状态左视图。

图6是根据本申请的第一实施方式的道路地图采集装置安装状态俯视图。

图7是根据本申请的第二实施方式的车道线地图测绘系统的电路框图。

其中，

101-框架底座

1011-第一纵梁

1012-第二纵梁

1013-第一横梁

1014-第二横梁

1015-第三横梁

102-可拆卸连接结构

103-天线底安装座

104-保护罩

105-安装架

1051-支撑杆

1052-安装杆

106-机动车的车顶架

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。

本申请的第一实施方式涉及一种道路地图采集装置，其结构如图1所示，该装置包括GNSS天线、GNSS/INS组合导航设备、激光雷达设备和安装平台。

其中，该安装平台包括：

矩形框架底座101，包括两根平行设置的第一纵梁1011、第二纵梁1012 和设于该两根纵梁之间的第一横梁1013、第二横梁1014、第三横梁1015；

设于第一纵梁1011、第二纵梁1012上的可拆卸连接结构102，用于将安装平台安装在机动车的车顶架106上；

设于位于前侧的第一纵梁1011上的天线安装座，用于安装GNSS天线；

设于位于后侧的第二横梁1014和第三横梁1015上的保护罩104，用于放置GNSS/INS组合导航设备；以及，

设于保护罩104上方的安装架105，安装架包括支撑杆1051和与支撑杆 1051通过万向调节结构连接的安装杆1052，该安装杆1052与该激光雷达设备可拆卸连接。

使用时，将该道路地图采集装置通过多个可拆卸连接结构安装到任意机动车的车顶架上，可以适用于各种机动车车型。

可选地，矩形框架底座101的各纵梁和各横梁可以采用铝型材，例如可以通过角件螺栓连接固定，成本低，稳定性强。

优选地，可拆卸连接结构102设为偶数数量(例如但不限于4个、6个、 8个等)并对称地设于第一纵梁1011和第二纵梁1012上，以保证安装稳定。例如，如图1所示，可拆卸连接结构102设为4个，其中两个设于纵梁1011 上，另两个对应地设于纵梁1012上。

如图2所示为一个实施例的可拆卸连接结构102的A视角的局部放大示意图，在该实施例中，可拆卸连接结构102可以包括辅助固定板1021、两组 U型螺栓1022和配套螺母1023。

可选地，辅助固定板1021可以根据不同规格机动车的车顶架的尺寸设有多种规格的螺栓配孔。

可选地，第一纵梁1011和第二纵梁1012的上表面以及辅助固定板1021 的下表面分别设有减震垫(除配孔处)，该减震垫的材质例如但不限于采用硅胶材质等。

可选地，第一纵梁1011和第二纵梁1012设为长度可调结构，例如设为可伸缩杆结构，用于通过调整其长度配合不同规格机动车的车顶架的安装。

在一个实施例中，保护罩104的底座设为与第二横梁1014和第三横梁 1015可拆卸连接或固定连接。在另一个实施例中，保护罩104与第二横梁1014 和第三横梁1015之间设有抬高结构。虽然本实施方式中的纵梁设为三根，但在其他实施例中，纵梁可以设为两根、四根或更多根纵梁，本申请不做限制。

可选地，保护罩104内侧面设有防震层，所述防震层尺寸与GNSS/INS 组合导航设备尺寸匹配设计，使得GNSS/INS组合导航设备可以恰好放置于保护罩104内、无晃动。

可以理解，为了取出/放入GNSS/INS组合导航设备，该保护罩104设有罩门用于通过罩门取出/放入GNSS/INS组合导航设备，放入后将罩门锁紧，所述罩门例如可以设于侧面等。

可选地，该万向调节结构为球铰结构。

在一个实施例中，支撑杆1051为大口径中空圆柱，该球铰结构包括设于安装杆1052一端的球体、设于支撑杆1051内的球碗和控制球碗夹紧的旋钮；使用时，将该激光雷达设备的安装角度调节到合适角度后，通过旋紧旋钮固定该激光雷达。

可选地，支撑杆1051为可伸缩结构杆。

可选地，安装杆1052与该激光雷达设备螺纹连接。

可选地，矩形框架底座101的外框为正方形。

如图3、图4、图5和图6所示，为本申请的道路地图采集装置401安装于机动车402后的使用状态示意图。

本申请的第二实施方式涉及一种车道线地图绘制系统，包括第一实施方式的道路地图采集装置和移动终端，如图7所示，该GNSS天线、GNSS/INS 组合导航设备和激光雷达设备分别与该移动终端通信连接。

该移动终端被配置为在该机动车行进过程中，接收该GNSS/INS组合导航设备和激光雷达设备输出的数据，并采用点云处理软件生成车道线地图。

需要说明的是，采用点云处理软件生成车道线地图属于现有技术。

该移动终端例如可以是PC机，该PC机中配置有建图的点云处理软件，例如但不限于，德国PointCab软件、Autodesk的AutoCAD Map、数字绿土的 LiDAR360等。

可选地，每次使用车道线地图绘制系统前，需对激光雷达设备、GNSS/INS 组合导航设备、PC机进行参数配置。例如可以配置GNSS/INS组合导航设备的参数包括但不限于：切换动态对准/指定对准/双天线对准、修改输出频率、修改车载模式/机载模式/船载模式、修改位置归算到惯导中心/GNSS天线、修改输出坐标系为导航系/载体系、设定指定目标点、修改串口设置、修改 CAN通信设置、修改RTK网络参数等。例如可以配置激光雷达设备的参数包括但不限于：IP地址、返回模式、旋转速度、视场角、PPS信号、GPS时间同步、触发相位等。

为了能够更好地理解本申请的技术方案，下面结合一个例子进行说明。该例子主要是使用本申请的一个示例车道线地图绘制系统进行车道线地图的测绘过程，具体包括：

将道路地图采集装置安装到所使用的机动车的车顶架上，调整激光雷达设备的安装角度。

对激光雷达设备、GNSS/INS组合导航设备、PC机进行参数配置。

驾驶机动车在指定路段每一个车道内行驶采集激光雷达设备采集的数据，PC机实时接收激光雷达设备的数据，采集过程中规避道路上其他车辆、规避静态障碍物、规避行人，每一个车道至少采集3次。

通过PC机中配置的点云处理软件，根据GPS时间对激光雷达设备输出的点云数据进行修正补偿运动畸变，根据GNSS/INS组合导航系统的记录的位置姿态将所有点云数据合并为完整点云地图，在完整点云数据中剔除异常点、不合格点、不需要点等，将多次运行的点云数据根据点云质量规则进行综合融合，得到最终的点云地图。根据高度、平面度、手动设定阈值等判据识别和提取路面信息，根据反射率等信息提取地面印刷物，根据边缘规则等对地面印刷物的边缘进行优化提取，根据打断距离、曲率阈值、角度阈值、语义判据等将印刷物边缘识别并提取为语义轮廓信息，根据连续规则、宽度规则、长度规则、颜色规则等从语义轮廓数据中提取所有车道线，包括：实线、虚线、双实线、实虚线等，然后将车道线生成矢量地图。

需要说明的是，在本专利的申请文件中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的申请文件中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。

在本申请提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本申请的公开内容中，以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解，在阅读了本申请的上述公开内容之后，本领域技术人员可以对本申请作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种道路地图采集装置，其特征在于，包括GNSS天线、GNSS/INS组合导航设备、激光雷达设备和安装平台；所述安装平台包括：

矩形框架底座，包括两根平行设置的纵梁和设于两根纵梁之间的横梁；

设于所述纵梁上的可拆卸连接结构，用于将所述安装平台安装在机动车的车顶架上；

设于前侧横梁上的天线安装座，用于安装所述GNSS天线；

设于后侧横梁上的保护罩，用于放置所述GNSS/INS组合导航设备；

设于所述保护罩上方的安装架，所述安装架包括支撑杆和与该支撑杆通过万向调节结构连接的安装杆，该安装杆与该激光雷达设备可拆卸连接。

2.如权利要求1所述的道路地图采集装置，其特征在于，所述纵梁设为可伸缩杆结构，用于通过调整其长度配合不同机动车的车顶架的安装。

3.如权利要求1所述的道路地图采集装置，其特征在于，所述万向调节结构为球铰结构。

4.如权利要求3所述的道路地图采集装置，其特征在于，所述球铰结构包括设于所述安装杆一端的球体、设于所述支撑杆内的球碗和控制球碗夹紧的旋钮。

5.如权利要求1所述的道路地图采集装置，其特征在于，所述支撑杆设为可伸缩杆结构；

所述安装杆与所述激光雷达设备螺纹连接。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的道路地图采集装置，其特征在于，所述安装杆设为可伸缩杆结构。

7.如权利要求1所述的道路地图采集装置，其特征在于，所述可拆卸连接结构包括辅助固定板、两组U型螺栓和配套螺母。

8.如权利要求7所述的道路地图采集装置，其特征在于，所述辅助固定板根据不同规格机动车的车顶架的尺寸设有多种规格的螺栓配孔。

9.一种车道线地图测绘系统，其特征在于，包括如权利要求1-8中任意一项所述的道路地图采集装置和移动终端，其中所述GNSS天线、GNSS/INS组合导航设备和激光雷达设备分别与所述移动终端通信连接；

所述移动终端被配置为在所述机动车行进过程中，接收所述GNSS/INS组合导航设备和激光雷达设备输出的数据，并采用点云处理软件生成车道线地图。

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