[实用新型]一种紧耦合的自动驾驶感知系统

说明书

本实用新型公开了一种紧耦合的自动驾驶感知系统，包括：双目直接方法的立体视觉图像处理模块、卫星导航模块、惯性导航模块及系统紧耦合模块；惯性导航模块，采用惯性传感器获取惯性测量数据；立体视觉图像处理模块，采用双目摄像头获取图像数据；卫星导航模块，通过接收机获取导航卫星的原始测量数据；系统紧耦合模块，用于将惯性传感器测量数据、图像数据及卫星导航原始测量数据进行紧耦合处理。本实用新型通过紧耦合对惯性导航模块的漂移误差进行修正，从而提高定位精度，不再借助激光扫描雷达，降低自动驾驶汽车成本。

技术领域

本实用新型涉及计算机应用的技术领域，特别涉及一种紧耦合的自动驾驶感知系统。

背景技术

近年来，随着人们对汽车安全意识的增强以尽信息技术的发展，自动驾驶领域越来越受关注，世界上许多公司和科研机构都开始投入研发自动驾驶相关产品，预计2021年自动驾驶车辆将进入市场，给汽车行业带来巨大的变革。相关研究表明自动驾驶技术的发展将会在多种领域带来颠覆性的发展，例如其发展可以增强公路的交通安全、缓解交通拥堵状况和减少环境污染等方面，同时自动驾驶技术也是衡量一个国家科研实力和工业水平的一个重要标志，在国防和国民经济领域具有广阔的应用前景。

自动驾驶是指汽车通过车载传感系统来对道路环境进行感知，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息等控制车辆的转向和速度，进而自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的技术。

如今在自动驾驶方面，各大公司都有自己的技术方向，现有技术已有双目直接方法的视觉系统和惯性导航系统的组合系统，但是组合系统中视觉系统和惯性导航系统产生的误差不能有效限制，组合系统在长时间无图像梯度情况下误差会无限制增长，导致组合系统感知失败。

现有技术也有单目特征点方法的视觉系统、惯性导航系统及卫星导航的紧耦合自动驾驶感知系统，但是单目摄像头无法探测到无特征障碍物，比如高速路的隔离护栏、自行车或动物等。而现有视觉系统也有采用双目立体视觉系统进行耦合，但是仍然采用特征点法，计算量大，且对硬件性能要求高。

为此，我们提出了一种基于双目直接方法的立体视觉图像处理模块、惯性导航模块和卫星导航模块紧耦合的自动驾驶感知系统。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供了一种紧耦合的自动驾驶感知系统，具有最大限度地提高自动驾驶感知系统的定位精度、提高计算效率和可靠性的优点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种紧耦合的自动驾驶感知系统，所述系统包括：双目直接方法的立体视觉图像处理模块、卫星导航模块、惯性导航模块及系统紧耦合模块；

惯性导航模块，用于采用惯性传感器获取惯性测量数据；立体视觉图像处理模块，用于采用双目摄像头获取立体视觉模块的图像数据；卫星导航模块，用于通过接收机获取卫星导航原始测量数据；系统紧耦合模块，用于将所述惯性传感器测量数据、所述立体视觉模块的图像数据及所述卫星导航原始测量数据进行紧耦合处理；

所述立体视觉图像处理模块、所述卫星导航模块及所述惯性导航模块均与所述系统紧耦合模块连接。

优选的，所述惯性导航模块具体包含：

惯性传感器，用于测量自动驾驶车辆在固定坐标系下的3轴加速度和3轴角速度；

车辆数据计算单元，用于将所述加速度和所述角速度转动到导航坐标系下,求解惯性导航机械编排方程并计算出自动驾驶车辆的位置和姿态角。

优选的，所述立体视觉图像处理模块具体包含：

双目摄像头，用于拍摄自动驾驶车辆周围物体的图像；

光度误差计算单元，用于根据所述拍摄图像，计算出光度测量误差。

优选的，所述卫星导航模块具体包含：