CN215005860U - 一种环境感知系统及自动驾驶车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环境感知系统及自动驾驶车辆，其属于自动驾驶技术领域，环境感知系统包括前向双目摄像头，布置于自动驾驶车辆的前挡风玻璃处；前向广角摄像头，布置于前挡风玻璃处，且与前向双目摄像头间隔设置；前向毫米波雷达，布置于自动驾驶车辆的前装饰罩上；侧向摄像头，布置于自动驾驶车辆的后视镜安装座的外侧；侧向毫米波雷达，布置于自动驾驶车辆的侧面；后向摄像头，布置于后视镜安装座的后侧；后向毫米波雷达，布置于所述自动驾驶车辆的后视镜臂上。本实用新型使得环境感知系统及自动驾驶车辆提高了获取自动驾驶车辆侧后方路况信息的可靠性及丰富性，且具有较高的安全性。

Description

一种环境感知系统及自动驾驶车辆

技术领域

本实用新型涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种环境感知系统及自动驾驶车辆。

背景技术

环境感知技术是无人驾驶的核心技术之一。自动驾驶车辆在进行自主行驶时需要对周围环境进行感知，进而根据所得到的环境信息做出行为决策。环境感知能力是实现自动驾驶的前提，只有对汽车周围的环境进行准确和快速的感知，自动驾驶才可能得以实现。

现有技术中，车辆通过环境感知系统对行驶环境进行感知。具体地，环境感知系统包括多个摄像头，多个摄像头分别设置在车辆的前端、侧端以及后端，位于车辆前端的摄像头用于识别车辆前方的车道线、其他车辆及障碍物；车辆侧端的摄像头用于识别相邻车道的其他车辆情况及障碍物；车辆后方的摄像头用于识别车辆正后方及侧后方的其他车辆情况及障碍物。但是，高速公路上的路况较复杂，使得当车辆在高速公路上行驶时，仅通过摄像头获取其他车辆的信息的可靠性较低，影响了自动驾驶的安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种环境感知系统及自动驾驶车辆，提高了获取自动驾驶车辆侧后方路况信息的可靠性及丰富性，且具有较高的安全性。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种环境感知系统，包括：

前向双目摄像头，布置于自动驾驶车辆的前挡风玻璃处，且所述前向双目摄像头被配置为识别所述自动驾驶车辆前方的车道线、车辆及障碍物；

前向广角摄像头，布置于所述前挡风玻璃处，且与所述前向双目摄像头间隔设置，所述前向广角摄像头被配置为识别所述自动驾驶车辆前方的车道线、车辆及障碍物；

前向毫米波雷达，布置于所述自动驾驶车辆的前装饰罩上，且所述前向毫米波雷达被配置为检测所述自动驾驶车辆前方的车辆信息及障碍物信息；

侧向摄像头，布置于所述自动驾驶车辆的后视镜安装座的外侧，且所述侧向摄像头被配置为识别与所述自动驾驶车辆相邻的车道的车辆及障碍物；

侧向毫米波雷达，布置于所述自动驾驶车辆的侧面，且所述侧向毫米波雷达被配置为检测所述自动驾驶车辆一侧车辆的第一车辆信息及障碍物的障碍物信息；

后向摄像头，布置于所述后视镜安装座的后侧，且所述后向摄像头被配置为识别位于与所述自动驾驶车辆相邻的车道上且位于所述自动驾驶车辆后方的车辆；

后向毫米波雷达，布置于所述自动驾驶车辆的后视镜臂上，且所述后向毫米波雷达被配置为检测第二车辆信息，所述第二车辆信息为位于与所述自动驾驶车辆相邻的车道上且位于所述自动驾驶车辆后方的车辆的信息。

可选地，所述前向毫米波雷达布置于所述前装饰罩正对所述自动驾驶车辆的保险杠的部分上。

可选地，还包括辅助激光雷达，所述辅助激光雷达布置于所述自动驾驶车辆的驾驶室的遮阳罩上方，且所述辅助激光雷达被配置为检测可行驶区域，以及在预设光照条件下检测障碍物及车道线。

可选地，所述前向双目摄像头及所述前向广角摄像头分别设有两个。

可选地，所述侧向摄像头及所述后向摄像头分别设有两个，一个所述侧向摄像头布置于所述自动驾驶车辆一侧的后视镜安装座上，另一个所述侧向摄像头布置于所述自动驾驶车辆另一侧的后视镜安装座上，一个所述后向摄像头布置于所述自动驾驶车辆一侧的后视镜安装座上，另一个所述后向摄像头布置于所述自动驾驶车辆另一侧的后视镜安装座。

可选地，所述侧向毫米波雷达布置于所述自动驾驶车辆的中桥总成的挡泥板上方。

一种自动驾驶车辆，包括车载控制器及上述的环境感知系统，所述环境感知系统与所述车载控制器连接。

可选地，所述前向毫米波雷达与预设平面的第一距离为550～650毫米，所述侧向毫米波雷达与所述预设平面的第二距离为950～1050毫米，所述预设平面与所述自动驾驶车辆的多个轮胎均相切。

可选地，还包括疲劳检测摄像头，所述疲劳检测摄像头布置于所述自动驾驶车辆的A柱上，且所述疲劳检测摄像头被配置为监控驾驶员的驾驶状态。

可选地，还包括方向盘手离系统，所述方向盘手离系统被配置为判断驾驶员是否接管车辆。

本实用新型至少具有如下有益效果：

本实用新型提供的环境感知系统中，前向双目摄像头、前向广角摄像头及前向毫米波雷达分别用于检测自动驾驶车辆前方的情况，以形成对自动驾驶车辆前方路况的三层感知，且前向毫米波雷达还能够检测自动驾驶车辆与其前方的障碍物或车辆间的距离，提高了环境感知系统获取自动驾驶车辆前方路况信息的可靠性及丰富性；侧向摄像头及侧向毫米波雷达用于检测自动驾驶车辆侧方的情况，以形成对自动驾驶车辆侧方路况的双层感知，提高了环境感知系统获取自动驾驶车辆侧方路况信息的可靠性及丰富性；后向摄像头及后向毫米波雷达用于检测自动驾驶车辆侧后方的情况，以形成对自动驾驶车辆侧后方的双层感知，提高了环境感知系统获取自动驾驶车辆侧后方路况信息的可靠性及丰富性，进而实现了环境感知系统的多目视觉及测距功能，从而实现了对路面和场景的三维信息估计，实现了三维场景感知，提高了自动驾驶车辆的安全性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的环境感知系统的布置示意图；

图2是本实用新型实施例提供的自动驾驶车辆的侧视图；

图3是本实用新型图2所示的A处放大示意图；

图4是本实用新型实施例提供的环境感知系统中各传感器的视场图。

图中：

1、前向双目摄像头；2、前向广角摄像头；3、前向毫米波雷达；4、侧向摄像头；5、侧向毫米波雷达；6、后向摄像头；7、后向毫米波雷达；8、辅助激光雷达；9、GPS天线；10、车头；101、前挡风玻璃；102、后视镜安装座； 103、后视镜臂；104、挡泥板；

200、前向双目摄像头视场；300、前向广角摄像头视场；400、侧向毫米波雷达视场；500、后向摄像头视场；600、后向毫米波雷达视场；700、侧向摄像头视场；800、前向毫米波雷达视场；900、辅助激光雷达视场。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供了一种环境感知系统，用于自动驾驶车辆上，识别周边障碍物的可靠性较高，提高了自动驾驶车辆的安全性。需要说明的是，本实施例中自动驾驶车辆的驾驶工况优选为高速路。

如图1至图3所示，该环境感知系统包括前向双目摄像头1、前向广角摄像头2、前向毫米波雷达3、侧向摄像头4、侧向毫米波雷达5、后向摄像头6及后向毫米波雷达7。

其中，前向双目摄像头1布置于自动驾驶车辆的前挡风玻璃101处，可选地，前向双目摄像头1可以设置在前挡风玻璃101外或前挡风玻璃101内。并且，前向双目摄像头1被配置为识别自动驾驶车辆前方的车道线、车辆及障碍物。前向广角摄像头2也布置于前挡风玻璃101处，且与前向双目摄像头1间隔设置，具体地，前向广角摄像头2与前向双目摄像头1可以位于同一高度。并且，前向广角摄像头2被配置为识别自动驾驶车辆前方的车道线、车辆及障碍物。其中，前向广角摄像头2的视场的角度大于双目摄像头1的视场的角度，但前向广角摄像头2的视场的长度小于双目摄像头1的视场的长度，也即是，前向广角摄像头2看的宽而广，双目摄像头1看的窄而远。可选地，双目摄像头1还用于识别高速路上的标识牌等信息。

如图1所示，上述前向毫米波雷达3布置于自动驾驶车辆的前装饰罩上，该前装置罩即为车头10的前端壳体，并且，前向毫米波雷达3被配置为检测自动驾驶车辆前方的车辆信息及障碍物信息，其中，该车辆信息可以包括位于自动驾驶车辆与其前方车辆的距离以及前方车辆的车速等信息，障碍物信息包括位于自动驾驶车辆前方的障碍物与该自动驾驶车辆之间的距离。

上述侧向摄像头4布置于自动驾驶车辆的后视镜安装座102的外侧，该后视镜安装座102的外侧是指后视镜安装座102远离驾驶室的一侧，使得侧向摄像头4能够识别与自动驾驶车辆相邻的车道的车辆及障碍物。可选地，侧向摄像头4可以布置在后视镜安装座102的下座上。

上述侧向毫米波雷达5布置于自动驾驶车辆的侧面，具体地，可以位于自动驾驶车辆车头10的侧面或车身的侧面。并且，侧向毫米波雷达5被配置为检测自动驾驶车辆一侧车辆的第一车辆信息及障碍物的障碍物信息。该自动驾驶车辆一侧的车辆可以为与自动驾驶车辆并排或位于自动驾驶车辆左前方或右前方的车辆。该第一车辆信息包括位于自动驾驶车辆一侧的车辆与该自动驾驶车辆之间的距离。

如图3所示，后向摄像头6布置于自动驾驶车辆的后视镜安装座102的后侧，该后视镜安装座102的后侧可以为后视镜安装座102朝向车身的一侧。并且，后向摄像头6被配置为识别位于与自动驾驶车辆相邻的车道上且位于自动驾驶车辆后方的车辆。可选地，后向摄像头6可以布置在后视镜安装座102的下座上。

请参考图1，后向毫米波雷达7布置于自动驾驶车辆的后视镜臂103上，且后向毫米波雷达7被配置为检测第二车辆信息，该第二车辆信息为位于与自动驾驶车辆相邻的车道上且位于自动驾驶车辆后方的车辆的信息，使得自动驾驶车辆能够根据该第二车辆信息及后向摄像头6的识别内容变道或并道。

本实施例提供的环境感知系统中，前向双目摄像头1、前向广角摄像头2及前向毫米波雷达3分别用于检测自动驾驶车辆前方的情况，以形成对自动驾驶车辆前方路况的三层感知，且前向毫米波雷达3还能够检测自动驾驶车辆与其前方的障碍物或车辆间的距离，提高了环境感知系统获取自动驾驶车辆前方路况信息的可靠性及丰富性；侧向摄像头4及侧向毫米波雷达5用于检测自动驾驶车辆侧方的情况，以形成对自动驾驶车辆侧方路况的双层感知，提高了环境感知系统获取自动驾驶车辆侧方路况信息的可靠性及丰富性；后向摄像头6及后向毫米波雷达7用于检测自动驾驶车辆侧后方的情况，以形成对自动驾驶车辆侧后方的双层感知，提高了环境感知系统获取自动驾驶车辆侧后方路况信息的可靠性及丰富性，进而实现了环境感知系统的多目视觉及测距功能，从而实现了对路面和场景的三维信息估计，实现了三维场景感知，提高了自动驾驶车辆的安全性。

可选地，前向毫米波雷达3布置于前装饰罩正对自动驾驶车辆的保险杠的部分上，以使得前向毫米波雷达3能够对较低的障碍物进行检测，避免出现视觉盲区。再进一步地，前向毫米波雷达3位于自动驾驶车辆在宽度方向上的正中间。

本实施例中，如图1所述，环境感知系统还包括辅助激光雷达8。其中，辅助激光雷达8布置于自动驾驶车辆的驾驶室的遮阳罩上方，具体位于遮阳罩上方的正中间。并且，辅助激光雷达8被配置为对可行驶区域的检测、在预设光照条件下障碍物及车道线的检测以及路面三维重建。辅助激光雷达8能够辅助前向双目摄像头1、前向广角摄像头2及前向毫米波雷达3的工作，以进一步提高了环境感知系统的可靠性。

可选地，前向双目摄像头1及前向广角摄像头2分别设有两个，两个前向双目摄像头1分别位于前挡风玻璃101底端的中部，且两个前向广角摄像头2 也位于前挡风玻璃101底端的中部。

进一步地，侧向摄像头4及后向摄像头6分别设有两个。并且，一个侧向摄像头4布置于自动驾驶车辆一侧的后视镜安装座102上，另一个侧向摄像头4 布置于自动驾驶车辆另一侧的后视镜安装座102上；一个后向摄像头6布置于自动驾驶车辆一侧的后视镜安装座102上，另一个后向摄像头6布置于自动驾驶车辆另一侧的后视镜安装座102，以能够对自动驾驶车辆两侧的路况进行检测。

本实施例中，如图2所示，自动驾驶车辆具有前桥总成、中桥总成及后桥总成，上述侧向毫米波雷达5具体布置于自动驾驶车辆的中桥总成的挡泥板104 上方，以能够减小环境感知系统的视觉盲区。

图4是本实施例提供的环境感知系统中各传感器的视场图。该视场图包括前向双目摄像头视场200、前向广角摄像头视场300、侧向毫米波雷达视场400、后向摄像头视场500、后向毫米波雷达视场600、侧向摄像头视场700、前向毫米波雷达视场800及辅助激光雷达视场900。由图4可以看出，环境感知系统视场的角度覆盖360度，使得自动驾驶车辆的视野更加宽阔，对于自动驾驶车辆前方的关键区域，前向广角摄像头2、前向双目摄像头1、前向毫米波雷达3及辅助激光雷达8四层感知覆盖，且前向毫米波雷达3可检测到前向250米的距离，具有较高的可靠性。对于自动驾驶车辆侧方的关键区域，侧向摄像头4及侧向毫米波雷达5双层感知覆盖，且侧向毫米波雷达5可检测到侧向60米的距离。对于自动驾驶车辆侧后方的关键区域，后向摄像头6及后向毫米波雷达7 双层感知覆盖，且后向毫米波雷达7可检测到后方150米的距离。并且，该环境感知系统在经过验证的高速公路上使用时，自动驾驶车辆所在车道至少单侧车道线可见或短暂双车道线丢失时，不受车流限制。

本实施例还提供了一种自动驾驶车辆，该自动驾驶车辆包括车载控制器及上述的环境感知系统。其中，环境感知系统与车载控制器连接，以向车载控制器传送信息。

可选地，本实施例中，前向毫米波雷达3与预设平面的第一距离为550～650 毫米，侧向毫米波雷达5与预设平面的第二距离为950～1050毫米，以使得自动驾驶车辆对能够较全面的获取路况的信息。其中，预设平面与自动驾驶车辆的多个轮胎均相切。

可选地自动驾驶车辆还包括疲劳检测摄像头。该疲劳检测摄像头布置于自动驾驶车辆的A柱上，且疲劳检测摄像头被配置为监控驾驶员的驾驶状态，当监测到驾驶员长时间闭眼或频繁打瞌睡时，可以通过车载控制器及时启动自动驾驶功能。

进一步地，自动驾驶车辆还包括方向盘手离系统，方向盘手离系统被配置为判断驾驶员是否接管车辆，当驾驶员有接管车辆的动作时，进行自动驾驶模式转换为手动驾驶模式，减少误报率。

本实施例中，如图2所示，自动驾驶车辆还包括位于车头10上的GPS天线 9，以用于通讯。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种环境感知系统，其特征在于，包括：

前向双目摄像头(1)，布置于自动驾驶车辆的前挡风玻璃处，且所述前向双目摄像头(1)被配置为识别所述自动驾驶车辆前方的车道线、车辆及障碍物；

前向广角摄像头(2)，布置于所述前挡风玻璃处，且与所述前向双目摄像头(1)间隔设置，所述前向广角摄像头(2)被配置为识别所述自动驾驶车辆前方的车道线、车辆及障碍物；

前向毫米波雷达(3)，布置于所述自动驾驶车辆的前装饰罩上，且所述前向毫米波雷达(3)被配置为检测所述自动驾驶车辆前方的车辆信息及障碍物信息；

侧向摄像头(4)，布置于所述自动驾驶车辆的后视镜安装座的外侧，且所述侧向摄像头(4)被配置为识别与所述自动驾驶车辆相邻的车道的车辆及障碍物；

侧向毫米波雷达(5)，布置于所述自动驾驶车辆的侧面，且所述侧向毫米波雷达(5)被配置为检测所述自动驾驶车辆一侧车辆的第一车辆信息及障碍物的障碍物信息；

后向摄像头(6)，布置于所述后视镜安装座的后侧，且所述后向摄像头(6)被配置为识别位于与所述自动驾驶车辆相邻的车道上且位于所述自动驾驶车辆后方的车辆；

后向毫米波雷达(7)，布置于所述自动驾驶车辆的后视镜臂上，且所述后向毫米波雷达(7)被配置为检测第二车辆信息，所述第二车辆信息为位于与所述自动驾驶车辆相邻的车道上且位于所述自动驾驶车辆后方的车辆的信息。

2.根据权利要求1所述的环境感知系统，其特征在于，所述前向毫米波雷达(3)布置于所述前装饰罩正对所述自动驾驶车辆的保险杠的部分上。

3.根据权利要求1所述的环境感知系统，其特征在于，还包括辅助激光雷达(8)，所述辅助激光雷达(8)布置于所述自动驾驶车辆的驾驶室的遮阳罩上方，且所述辅助激光雷达(8)被配置为检测可行驶区域，以及在预设光照条件下检测障碍物及车道线。

4.根据权利要求1所述的环境感知系统，其特征在于，所述前向双目摄像头(1)及所述前向广角摄像头(2)分别设有两个。

5.根据权利要求1所述的环境感知系统，其特征在于，所述侧向摄像头(4)及所述后向摄像头(6)分别设有两个，一个所述侧向摄像头(4)布置于所述自动驾驶车辆一侧的后视镜安装座上，另一个所述侧向摄像头(4)布置于所述自动驾驶车辆另一侧的后视镜安装座上，一个所述后向摄像头(6)布置于所述自动驾驶车辆一侧的后视镜安装座上，另一个所述后向摄像头(6)布置于所述自动驾驶车辆另一侧的后视镜安装座。

6.根据权利要求1所述的环境感知系统，其特征在于，所述侧向毫米波雷达(5)布置于所述自动驾驶车辆的中桥总成的挡泥板上方。

7.一种自动驾驶车辆，其特征在于，包括车载控制器及权利要求1-6任一项所述的环境感知系统，所述环境感知系统与所述车载控制器连接。

8.根据权利要求7所述的自动驾驶车辆，其特征在于，所述前向毫米波雷达(3)与预设平面的第一距离为550～650毫米，所述侧向毫米波雷达(5)与所述预设平面的第二距离为为950～1050毫米，所述预设平面与所述自动驾驶车辆的多个轮胎均相切。

9.根据权利要求7所述的自动驾驶车辆，其特征在于，还包括疲劳检测摄像头，所述疲劳检测摄像头布置于所述自动驾驶车辆的A柱上，且所述疲劳检测摄像头被配置为监控驾驶员的驾驶状态。

10.根据权利要求7所述的自动驾驶车辆，其特征在于，还包括方向盘手离系统，所述方向盘手离系统被配置为判断驾驶员是否接管车辆。

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