[发明专利]一种基于数字孪生技术的非公开道路用自动驾驶系统

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生技术的非公开道路用自动驾驶系统，包括自动驾驶云服务器和自动驾驶车辆，所述自动驾驶云服务器和自动驾驶车辆通过高速无线通讯链路进行数据交互，传输车辆位置/姿态信息和车辆控制信息，所述自动驾驶云服务器内部设有数字孪生车辆、地图模块和车辆自动驾驶算法，自动驾驶车辆包括车辆定位单元、车辆运动控制器和障碍物探测模块，本发明能够以一个低廉的成本，实现一个可靠的、可全天候工作的非公开道路低速车辆的完全自主式自动驾驶系统。同时还提供了一种简单、灵活的车辆管控和远程接管手段。

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，具体是一种基于数字孪生技术的非公开道路用自动驾驶系统。

背景技术

运行在非公开道路的低速车辆（时速小于30 公里/小时）是当前自动驾驶技术落地的主要场景之一，这些低速车辆包括但不限于在园区内或者交通枢纽内使用的接驳车、物流车，变电站或者电厂所使用的巡检车辆，智能化工厂所使用的AGV等等。

非公开道路自动驾驶车辆当前所使用的自动驾驶系统都可以归类为以下两种技术之一：

1）循迹式

事先在行驶的道路上布置好可供自动驾驶车辆识别的标志，如磁钉、磁条、航路标记等。自动驾驶车辆通过安装在车辆上的传感器识别（如磁感应传感器、视觉传感器）这些标志并控制车辆沿着标志所指定的航路运动。在工厂内所使用AGV很多属于此种类型。

循迹式自动驾驶车辆优点是自动驾驶的算法简单可靠，成本低廉。缺点也是显而易见的：

只能沿固定路径移动，重新规划路径时候，需要重新布置路径标志；

需要事先布置路径标志，适用场合有限

2）自主导航式

这是当前主流的非公开道路低速车辆所使用的自动驾驶算法，主要采用了当前应用于乘用车的自动驾驶技术。包括一整套用于定位和感知的传感器，如组合惯导系统（IMU+GNSS），视觉传感器、激光雷达，同时还包括一个昂贵的高性能自动驾驶计算平台用于进行环境感知、车辆定位、路径规划和车辆控制。

自主导航式的优点是车辆的运动是完全自主的，仅需指定目标位置，车辆就可自主运动，自主规划路径，实时避障。

自主导航式车辆的缺点主要在以下两个方面：

成本昂贵，为了达到高可靠性，必须使用昂贵的激光雷达、组合惯导系统和高性能计算平台；

感知传感器极易受到天气因素的影响，不能全天候工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于数字孪生技术的非公开道路用自动驾驶系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于数字孪生技术的非公开道路用自动驾驶系统，包括自动驾驶云服务器和自动驾驶车辆，所述自动驾驶云服务器和自动驾驶车辆通过高速无线通讯链路进行数据交互，传输车辆位置/姿态信息和车辆控制信息，所述自动驾驶云服务器内部设有数字孪生车辆、地图模块和车辆自动驾驶算法，自动驾驶车辆包括车辆定位单元、车辆运动控制器和障碍物探测模块。

作为本发明的进一步方案：所述地图模块内部存储有自动驾驶车辆所要运行区域的三维高精地图及语义数据，事先使用测绘手段，现场测绘等方式获取，精确到厘米级。

作为本发明的进一步方案：所述测绘手段为SLAM（同步定位和建图）技术或者空中三维倾斜摄影。

作为本发明的进一步方案：所述无线通讯链路包括5G通讯系统和高速数传电台。