[发明专利]用于港口无人物流车的自动建图与自动地图更新系统

说明书

本发明提供一种用于港口无人物流车的自动建图与自动地图更新系统，包括软件和硬件，软件包括车载数据采集单元、数据传输单元、数据存储单元、计算单元和矢量地图绘制单元，硬件包括激光雷达、GPS、IMU，车联网模块和建图服务器，通过定时或人工触发完成港口先验地图的自动更新，解决了港口卸货区环境缓慢变化导致无人车辆定位失败的问题。

技术领域

本发明涉及自动驾驶与地图数据处理技术领域，具体涉及一种用于港口无人物流车的自动建图与自动地图更新系统。

背景技术

随着无人驾驶技术的日趋成熟，无人驾驶技术率先在物流园区，集装箱港口卸货区这类封闭无人场景落地。

在港口卸货区这个封闭场景下，由于存在着车道线不完整以及部分行车区域没有车道线的情况，传统的依靠车道线识别和车道线保持的的自动驾驶解决方案无法完成任务。目前主流的港口无人驾驶解决方案是通过车辆当前的准确位置和期望目的地计算油门开度和方向盘转角的形式，控制车辆向目的地移动。目前无人驾驶车辆获得当前准确位置的方式主要有两种，第一种是使用高精度GPS（厘米级精度），另一种是使用精光雷达当前的扫描帧在先验地图中匹配出当前车辆的位置。第一种方式依赖于价格高昂的组合导航设备，而且需要在使用过程中持续购买高精度RTK服务，但是第一种方式获取当前位置的方式简单，第一种方式使用的设备可以直接输出无人车辆的当前位置，不需要消耗额外的算力来计算无人车辆的位置。第二种方式使用的主要设备是激光雷达，激光雷达的价格低廉，经过车载电脑的计算就可以输出无人车辆当前的准确位置，位置的精度与第一种方式相当，但是第二种方式依赖于准确的先验地图，如果先验地图错误，那么无人驾驶车辆将无法通过计算得到准确的当前位置。

从成本的角度出发，越来越多的港口卸货区无人驾驶解决方案开始采用第二种方式获取无人驾驶车辆的准确位置。但是，港口卸货区大多数时间环境都在发生缓慢变化（如：集装箱堆码位置的改变，码头吊装机的移动）。这些位置缓慢变化的物体短时间内并不会影响激光雷达的定位精度，但是当时间积累的足够久导致卸货区环境与先验地图产生了较大的出入时，车载电脑将无法计算出准确的无人车辆位置（也就是无人车辆定位失败）。

发明内容

发明目的：为了解决港口卸货区环境缓慢变化导致无人车辆定位失败这个问题，本发明提出了一种无人值守自动建图与自动地图更新系统，通过定时或人工触发完成港口先验地图的自动更新。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的用于港口无人物流车的自动建图与自动地图更新系统，包括软件和硬件，所述软件包括车载数据采集单元、数据传输单元、数据存储单元、计算单元和矢量地图绘制单元，所述硬件包括激光雷达、GPS、IMU，车联网模块和建图服务器。

具体地，所述车载数据采集单元部署在建图数据采集车上，用于采集数据，所述数据包括激光雷达点云帧、车辆速度、GPS坐标，以及IMU的方向角、加速度和角速度。

具体地，所述数据传输单元同时部署在建图数据采集车和建图服务器上，用于将车载数据采集单元采集到的数据传输到数据存储单元，将计算单元下发的建图指令和建图路径传输到建图数据采集车，向现场的港口无人物流车传输更新后的高精度点云地图。

所述数据存储输单元部署在建图服务器上，用于存储计算单元生成的高精度点云地图，存储数据传输单元传输的数据供计算单元取用。

所述计算单元部署在建图服务器上，用于生成高精度点云地图，根据预设触发地图更新功能。

所述矢量地图绘制单元部署在建图服务器上，为操作员提供绘制矢量地图的软件平台。

所述激光雷达是水平安装在采集车顶的32线激光雷达，所述GPS是安装在车顶的米级精度的消费级GPS，所述IMU水平安装在车身上，所述车联网模块安装在车顶。

具体地，该系统的实施包括以下步骤：