[发明专利]一种基于全景视觉与激光雷达融合SLAM系统的智能车

说明书

本发明属于智能驾驶技术领域，具体为一种基于全景视觉与激光雷达融合SLAM系统的智能车。本发明智能车搭载有全景相机和激光雷达等模块；全景相机能够采集智能车周围的场景的图像信息，并传输至计算机使用全景视觉与激光雷达融合SLAM系统进行处理，生成智能车的位姿和稀疏场景地图；激光雷达对前方的场景进行实时的扫描，然后将点云信息传输到计算机中。所述基于全景视觉与激光雷达融合SLAM智能车通过融合相机和激光雷达的数据，能进行更精确定位和建图。使用全景相机能实现反向闭环检测，当智能车快速拐弯时，也能稳定地进行跟踪。同时实现测距和避障等功能，保障了智能车在行驶过程中的安全性。

技术领域

本发明属于智能驾驶技术领域，具体涉及一种基于全景视觉与激光雷达融合SLAM系统的智能车。

背景技术

随着智能驾驶技术的兴起，同步定位和地图构建（Simultaneous Localizationand Mapping，SLAM）已经成了行业内的研究热点。其中视觉SLAM使用相机传感器提取环境中的丰富特征，从而估计车辆的位姿，并重建周围场景的稀疏地图。然而传统的针孔相机由于视场角有限，因此在车辆拐弯以及快速运动时系统的鲁棒性较差。而全景相机能够对周围360°场景成像，因此能够更高效地提供丰富的场景特征，这保证了视觉SLAM在复杂场景中的精度和鲁棒性。全景视觉与激光雷达融合SLAM系统可以实现智能车的定位，使用基于PAL的全景相机对周围场景进行高清成像，然后输入到计算机中进行一系列的处理。将采集的图像信息与激光雷达生成的点云进行数据融合，能进行更精确定位和建图，同时实现测距和避障等功能。要在智能车上安装这些设备，需要在有限的空间内合理地布局，才能并更好地保障这些功能的正常运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现车辆定位、场景地图构建以及测距和避障等功能的基于全景视觉与激光雷达融合SLAM系统的智能车。

本发明提供的基于全景视觉与激光雷达融合SLAM系统的智能车，包括上铝合金板和下铝合金板，全景相机，激光雷达，相机遮光罩，相机支架，计算机，锂电池，电机驱动模块，电机和轮子等；其中：

所述上铝合金板和下铝合金板之间通过多个铝型材固定连接，铝型材的高度可根据实际需要进行选择；

所述电机有四个，分别安装在下铝合金板的四个角的下方，电机的输出轴连接智能车四个轮子，通过控制四个轮子转动,以实现智能车的在不同方向的行驶。

所述锂电池和电机驱动模块置于一收纳盒中，该收纳盒放置于下铝合金板上表面中间；所述锂电池用来给智能车供电，保证各模块的正常运行；所述电机驱动模块中装有无线网络及蓝牙模块等，可连接计算机或者手机APP，以及无线遥控器等，实现对四个电机的控制。

所述相机支架安装在上铝合金板上表面的中间，所述相机遮光罩和全景相机放置在相机支架上方，进行固定，防止其晃动造成拍摄的图像模糊不清；相机支架可根据全景相机的视场角调整高度，以避免智能车上其他装置遮挡其视野。相机遮光罩用于减少杂散光的干扰，提高成像效果。

所述计算机设置于上铝合金板上表面的后方，用于接收全景相机拍摄的图像序列，并进行处理。亦可使用树莓派等平台，在此不作限制。

所述激光雷达安装于上铝合金板上表面的前方，并与计算机连接，用于检测智能车前方某一视野内的物体，并生成点云图。

所述计算机装载有全景视觉与激光雷达融合SLAM系统，全景相机采集到的全景图像序列与激光雷达生成的点云图在SLAM系统进行数据融合，并估计车辆的位姿、重建场景地图；同时实现测距和避障等功能。全景视觉与激光雷达融合SLAM系统运作过程如下：