CN217598360U

CN217598360U - 一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置

Info

Publication number: CN217598360U
Application number: CN202221699845.0U
Authority: CN
Inventors: 钟洪龙; 姜宏; 章翔峰; 于永波; 靳小强; 孙帆; 刘运忠; 田太嵩
Original assignee: Xinjiang University
Current assignee: Xinjiang University
Priority date: 2022-07-04
Filing date: 2022-07-04
Publication date: 2022-10-18
Anticipated expiration: 2032-07-04

Abstract

本实用新型公开了一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置，包括底盘，所述底盘的后部设有传动轴，所述传动轴从左到右贯穿底盘且两端均转动连接有后车轮，所述底盘的前部两侧均安装有转向机构，所述转向机构均连接有前车轮，所述底盘的顶侧后部开有长方形槽口且槽口内固定连接有电池，所述底盘的顶侧四角均固定连接有空气弹簧，所述空气弹簧的顶侧均固定连接同一个车身，所述车身的前部从下到上依次固定连接有充电触点、摄像头、补光灯，本实用新型提供一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置，使用多传感器融合以识别构建环境数据，感知精准，越障能力强，受环境因素影响小，可自动回充。

Description

一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其涉及一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置。

背景技术

SLAM指即时定位与地图构建或并发建图与定位，它主要的作用是让机器人在未知的环境中，依靠传感器完成自主定位、建图和路径规划，具体指当机器人在未知环境中从一个未知位置开始移动，在移动过程中根据位置和地图进行自身定位，同时在自身定位的基础上建造增量式地图，实现机器人的自主定位和导航，实际应用SLAM技术时常常需要借助自主行驶小车装置。

传统的基于slam的自主行驶小车装置结构和功能比较单一，一般只采用单一种类的传感器，例如激光雷达或者摄像头来建图导航，无法拥有复杂的环境感知力和动态场景适应力，对前方物体的识别准确率低，小车一旦受障碍时构建的地图就不完整，使用摄像头的小车在光线暗的环境下也无法继续工作，为此本实用新型提供一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置用以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置，解决了传统的slam自主行驶小车装置仅依靠单一种类的传感器，无法精准感知并适应环境，越障能力差，受环境因素影响大，耗电量大及无法自动回充的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置，包括底盘，所述底盘的后部设有传动轴，所述传动轴从左到右贯穿底盘且两端均转动连接有后车轮，所述底盘的前部两侧均安装有转向机构，所述转向机构均连接有前车轮，所述底盘的顶侧后部开有长方形槽口且槽口内固定连接有电池，所述底盘的顶侧四角均固定连接有空气弹簧，所述空气弹簧的顶侧均固定连接同一个车身，所述车身的前部从下到上依次固定连接有充电触点、摄像头、补光灯。

优选的，所述车身的顶侧中心开有正方形槽口且槽口内固定连接有工控机、CAN卡、GPS及5G移动路由器，所述车身顶侧槽口的上方通过阻尼转轴转动连接有检修盖，所述车身的顶侧四角均固定连接有提示灯，所述车身的顶侧还固定连接有激光雷达、GPS天线、两个WIFI天线、光线传感器及显示屏，所述检修盖的顶侧固定连接有太阳能板。

优选的，所述车身的左右两侧均固定连接有扬声器且两个扬声器对称分布，所述车身的左右两侧和后侧均固定连接有多个雷达。

优选的，所述电池的输入端与充电触点、太阳能板电性连接，所述电池的输出端与激光雷达、摄像头、补光灯、扬声器、工控机、CAN卡、GPS、提示灯、显示屏电性连接。

优选的，所述工控机与CAN卡通信连接，所述CAN卡与传动轴、转向机构通信连接，所述转向机构由固定在底盘侧面的两个电机以及固定连接在电机输出端的两个转轴组成且转轴均固定连接有前车轮，所述CAN卡与转向机构中的电机均通信连接。

优选的，所述工控机与激光雷达、摄像头、补光灯、扬声器、光线传感器、GPS、5G移动路由器、提示灯、显示屏、压力传感器、雷达电性连接，所述GPS与GPS天线电性连接，所述5G移动路由器与WIFI天线电性连接。

与相关技术相比较，本实用新型提供的一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置具有如下有益效果：本实用新型提供一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置，通过激光雷达和摄像头、雷达，GPS的融合，让装置可以精准感知并适应环境，增强了装置的环境感知力和动态场景适应力，大大提高了装置对前方物体的识别对准确率，通过空气弹簧的设置，让装置可以根据识别的环境数据动态的调节车身的高度，提高了装置的越障能力，通过光线传感器和补光灯的设置，让摄像头在黑暗的环境中也可以工作，降低了环境因素对装置正常运行的影响，通过太阳能板的设置，使得装置更加节能环保，通过充电触点、GPS和压力传感器的设置，再配合各种传感器识别的环境数据，对地图及路径的构建，使得装置可以实现自动回充，通过扬声器、提示灯、显示屏的设置，使得装置在识别到并分析障碍时可以给出声音、视觉方面的提示。

附图说明

图1为本实用新型一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置的立体图。

图2为本实用新型一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置的爆炸视图。

图3为本实用新型一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置的剖视图。

图中标号：1、底盘；2、传动轴；3、后车轮；4、转向机构；5、前车轮；6、空气弹簧；7、车身；8、充电触点；9、激光雷达；10、摄像头；11、补光灯；12、扬声器；13、光线传感器；14、工控机；15、CAN卡；16、GPS；17、5G移动路由器；18、提示灯；19、太阳能板；20、显示屏；21、电池；22、压力传感器；23、阻尼转轴；24、检修盖；25、雷达；26、GPS天线；27、WIFI天线。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例，由图1-3给出，本实用新型一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置，包括底盘1，所述底盘1的后部设有传动轴2，所述传动轴2从左到右贯穿底盘1且两端均转动连接有后车轮3，所述底盘1的前部两侧均安装有转向机构4，所述转向机构4均连接有前车轮5，所述底盘1的顶侧后部开有长方形槽口且槽口内固定连接有电池21，所述底盘1的顶侧四角均固定连接有空气弹簧6，所述空气弹簧6的顶侧均固定连接同一个车身7，所述车身7的前部从下到上依次固定连接有充电触点8、摄像头10、补光灯11。

其中，所述车身7的顶侧中心开有正方形槽口且槽口内固定连接有工控机14、CAN卡15、GPS16及5G移动路由器17，所述车身7顶侧槽口的上方通过阻尼转轴23转动连接有检修盖24，所述车身7的顶侧四角均固定连接有提示灯18，所述车身7的顶侧还固定连接有激光雷达9、GPS天线26、两个WIFI天线27、光线传感器13及显示屏20，所述检修盖24的顶侧固定连接有太阳能板19，使得工控机14可以处理各种传感器识别的数据并进行处理，CAN卡15可以接受工控机14的信息并控制传动轴2和转向机构4运行，检修盖24可以方便检修，提示灯18和显示屏20在装置遇到障碍时可以发出提示，太阳能板19让装置更加节能环保。

其中，所述车身7的左右两侧均固定连接有扬声器12且两个扬声器12对称分布，所述车身7的左右两侧和后侧均固定连接有多个雷达25，使得雷达25探测到障碍物时扬声器12可以相应的发出提示。

其中，所述电池21的输入端与充电触点8、太阳能板19电性连接，所述电池21的输出端与激光雷达9、摄像头10、补光灯11、扬声器12、工控机14、CAN卡15、GPS16、提示灯18、显示屏20电性连接，使得太阳能板19可以为电池21供电，从而更加节能环保，充电触点8可以为自动回充提供硬件基础。

其中，所述工控机14与CAN卡15通信连接，所述CAN卡15与传动轴2、转向机构4通信连接，所述转向机构4由固定在底盘1侧面的两个电机以及固定连接在电机输出端的两个转轴组成且转轴均固定连接有前车轮5，所述CAN卡15与转向机构4中的电机均通信连接，使得工控机14可以发送信号给CAN卡15，CAN卡15收到信号后可以发送指令让传动轴2、转向机构4按相应的指令运行。

其中，所述工控机14与激光雷达9、摄像头10、补光灯11、扬声器12、光线传感器13、GPS16、5G移动路由器17、提示灯18、显示屏20、压力传感器22、雷达25电性连接，所述GPS16与GPS天线26电性连接，所述5G移动路由器17与WIFI天线27电性连接，使得工控机14可以接收激光雷达9、摄像头10、光线传感器13、GPS16、压力传感器22、雷达25的数据并处理，且可以控制补光灯11、扬声器12、提示灯18、显示屏20运行，通过5G移动路由器17还可以将数据及时上传云端。

工作原理：工控机14可以接收激光雷达9和摄像头10、雷达25识别的数据，同时结合GPS16提供的数据进行融合处理，从而让装置可以精准感知并适应环境，增强了装置的环境感知力和动态场景适应力，大大提高了装置对前方物体的识别对准确率，CAN卡15可以接收工控机14处理识别的数据后发出的相应的信号，然后根据信号可以发送指令让传动轴2、转向机构4，空气弹簧6按相应的指令运行，从而让装置可以根据识别的环境数据动态的调节车身7的高度，提高了装置的越障能力，通过光线传感器13检测当前光线环境以控制补光灯11的运行，让摄像头10在黑暗的环境中也可以工作，降低了环境因素对装置正常运行的影响，太阳能板19可以为电池21供电，使得装置更加节能环保，装置电量较低时会通过各种传感器识别的环境数据，工控机14对地图及路径的构建，再结合结合GPS16的定位，自动寻找配套的充电基站，装置在到达充电基站时，充电触点8会逐渐贴合充电基站的触点，直到压力传感器22检测到压力，这时充电触点8上的触点完全与充电基站的触点相贴合，装置停止行进，以实现自动回充，扬声器12、提示灯18、显示屏20可以在装置识别分析并确定为遇到不可越障碍时给出声音、视觉方面的提示，GPS天线26可以增强GPS16接收和传输信号的能，WIFI天线27可以增强5G移动路由器17接收和传输信号的能力。

Claims

1.一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置，包括底盘（1），其特征在于，所述底盘（1）的后部设有传动轴（2），所述传动轴（2）从左到右贯穿底盘（1）且两端均转动连接有后车轮（3），所述底盘（1）的前部两侧均安装有转向机构（4），所述转向机构（4）均连接有前车轮（5），所述底盘（1）的顶侧后部开有长方形槽口且槽口内固定连接有电池（21），所述底盘（1）的顶侧四角均固定连接有空气弹簧（6），所述空气弹簧（6）的顶侧均固定连接同一个车身（7），所述车身（7）的前部从下到上依次固定连接有充电触点（8）、摄像头（10）、补光灯（11）。

2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置，其特征在于，所述车身（7）的顶侧中心开有正方形槽口且槽口内固定连接有工控机（14）、CAN卡（15）、GPS（16）及5G移动路由器（17），所述车身（7）顶侧槽口的上方通过阻尼转轴（23）转动连接有检修盖（24），所述车身（7）的顶侧四角均固定连接有提示灯（18），所述车身（7）的顶侧还固定连接有激光雷达（9）、GPS天线（26）、两个WIFI天线（27）、光线传感器（13）及显示屏（20），所述检修盖（24）的顶侧固定连接有太阳能板（19）。

3.根据权利要求1所述的一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置，其特征在于，所述车身（7）的左右两侧均固定连接有扬声器（12）且两个扬声器（12）对称分布，所述车身（7）的左右两侧和后侧均固定连接有多个雷达（25）。

4.根据权利要求1所述的一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置，其特征在于，所述电池（21）的输入端与充电触点（8）、太阳能板（19）电性连接，所述电池（21）的输出端与激光雷达（9）、摄像头（10）、补光灯（11）、扬声器（12）、工控机（14）、CAN卡（15）、GPS（16）、提示灯（18）、显示屏（20）电性连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置，其特征在于，所述工控机（14）与CAN卡（15）通信连接，所述CAN卡（15）与传动轴（2）、转向机构（4）通信连接，所述转向机构（4）由固定在底盘（1）侧面的两个电机以及固定连接在电机输出端的两个转轴组成且转轴均固定连接有前车轮（5），所述CAN卡（15）与转向机构（4）中的电机均通信连接。

6.根据权利要求2所述的一种基于多传感器融合slam的自主行驶小车装置，其特征在于，所述工控机（14）与激光雷达（9）、摄像头（10）、补光灯（11）、扬声器（12）、光线传感器（13）、GPS（16）、5G移动路由器（17）、提示灯（18）、显示屏（20）、压力传感器（22）、雷达（25）电性连接，所述GPS（16）与GPS天线（26）电性连接，所述5G移动路由器（17）与WIFI天线（27）电性连接。