[发明专利]一种现代有轨清洁车辅助自动驾驶系统及方法

权利要求书

1.一种现代有轨清洁车辅助自动驾驶系统，其特征在于，包括：深度相机、激光雷达、惯性测量单元、GPS模块、主控板、传动控制机构、车载处理装置；

所述深度相机用于采集轨道及轨道周围环境图像数据和周围环境指示信息，所述激光雷达用于采集轨道及轨道周围环境边界点信息，所述惯性测量单元用于采集物体三轴姿态角、角速率以及加速度的，所述GPS模块用于获取轨道位置以及走向，所述主控板用于根据由深度相机、激光雷达、惯性测量单元、GPS模块获得的采集数据进行转向控制处理、基于障碍物的距离和方位进行检测障碍物，所述传动控制机构用于接收由主控板发送的转向控制指令进行传动；

所述车载处理装置分别与深度相机、激光雷达、惯性测量单元、GPS模块、主控板连接；所述主控板包括第一处理器、用于报警提示的警报器，所述第一处理器与警报器连接；

所述第一处理器设有：调整模块、数据预处理模块、行驶路径拟合模块、轨道路线循迹模块、转向控制模块、障碍物检测模块；

所述调整模块用于初始化清洁车的位置，校准深度相机和激光雷达的初始化数据、位置，校准GPS模块；

所述数据预处理模块用于坐标变换处理，基于ROS对深度图像和边界点信息进行坐标变换形成以x，y，z为坐标的三维点云图像；

所述行驶路径拟合模块，用于基于ROS对采集数据进行拟合清洁车的行驶路径和转向角度，利用激光雷达和深度相机探测到的距离数据基于ROS配合深度相机、激光雷达、惯性测量单元和主控板，通过结合轨道的RGB图像、周围环境的深度图像、三轴数据以及周围环境指示信息并采用路径评价处理方法进行拟合清洁车的行驶路径和转向角度，调整车辆方向使图像中线向引导线方向靠近至重合；

所述轨道路线循迹模块用于基于深度相机采集到的图像采用循迹算法得到轨道路线，基于RGB图像、深度图像、三轴数据结合循迹算法、栅格地图进行轨道路线的循迹，通过触摸屏显示所构建的轨道路线检查是否偏离轨道；

所述转向控制模块用于根据导航参数经过分析计算编码得到转向控制指令、将转向控制指令发送给传动控制机构进行传动，基于PID闭环控制法计算导航参数，发出转向控制指令给电机驱动器,根据导航参数经过分析计算编码得到转向控制指令、将转向控制指令发送给传动控制机构进行传动，进而实现无人驾驶的转向控制；

所述障碍物检测模块用于基于深度相机采集的深度图像判断障碍物大小和出现方位，配合激光雷达对障碍物的相对距离计算和判定，对障碍物进行精确定位，发送警报指令至警报器进行警报提示驾驶人员；

基于探测到前方路径有较大障碍物、交通信号灯或清洁车已偏离预设路径进行判定第一警报触发条件或第二警报触发条件进行警报处理，基于栅格地图进行自行绕行障碍物；

所述第一警报触发条件具体为障碍物始终存在于清洁车的行驶范围内，且该障碍物距离超过前方预设距离阈值，当该障碍物距离超过前方预设距离阈值触发所述第一警报触发条件；

所述第二警报触发条件具体为基于GPS数据中车辆位置偏离预设路径的时间是否超过预设时间阈值，当超过预设时间阈值时触发第二警报触发条件。

2.根据权利要求1所述的现代有轨清洁车辅助自动驾驶系统，其特征在于，所述车载处理装置设有第二处理器、与第二处理器连接的触摸屏，所述触摸屏用于为用户展示主控板处理结果、接收用户在屏幕的触摸操作并生成触碰指令，所述第二处理器用于基于PID闭环控制法计算导航参数并将导航参数发送至第一处理器、将所述触碰指令转发至所述主控板、将所述激光雷达采集的障碍物信息转发至所述主控板进行障碍物检测。

3.根据权利要求1所述的现代有轨清洁车辅助自动驾驶系统，其特征在于，所述传动控制机构包括方向控制装置、设置在方向控制装置上的电机和用于驱动电机的电机驱动器。

4.根据权利要求1-3任一所述的现代有轨清洁车辅助自动驾驶系统，其特征在于，所述深度相机、激光雷达安装在测试车辆的前方的前置扫盘盖板前沿，正对行驶方向。