[发明专利]组合点-线激光雷达的四向穿梭车主动防撞系统和方法

权利要求书

1.组合点-线激光雷达的四向穿梭车主动防撞系统，其特征在于，包括有车载单元、组合点-线激光雷达装置、横向通道（101）、纵向通道（102）、四向穿梭车（2）；车载计算单元中的车载控制器（5）的数据接收端均与4个单点激光雷达、2个单线激光雷达相连接。

2.根据权利要求1所述的组合点-线激光雷达的四向穿梭车主动防撞系统，其特征在于，所述的4个单点激光雷达包括单点激光雷达一（301）、单点激光雷达二（302）、单点激光雷达三（303）和单点激光雷达四（304）；2个单线激光雷达包括单线激光雷达一（401）、单线激光雷达二（402）。

3.根据权利要求1所述的组合点-线激光雷达的四向穿梭车主动防撞系统，其特征在于，所述的四向穿梭车（2）在横向通道（101）上横向行驶，四向穿梭车2在纵向通道（102）上纵向行驶。

4.根据权利要求2所述的组合点-线激光雷达的四向穿梭车主动防撞系统，其特征在于，所述的单点激光雷达一（301）、单点激光雷达二（302）、单点激光雷达三（303）和单点激光雷达四（304）分别安装于四向穿梭车（2）的前后左右，分别朝前后左右四个方向进行测距，且4个单点激光雷达在垂直平面内的倾斜角度为10°～30°；单线激光雷达一（401）、单线激光雷达二（402）斜对角安装，分别安装于四向穿梭车（2）的左前角和右后角，分别在水平面上进行测距。

5.根据权利要求2所述的组合点-线激光雷达的四向穿梭车主动防撞系统，其特征在于，所述的单线激光雷达一（401）在横向通道（101）上的探测区域一（4011），在纵向通道（102）上的探测区域二（4012）；单线激光雷达二（402）在横向通道（101）上的探测区域三（4021），在纵向通道（102）上的探测区域四（4022）；探测区域一（4011）、探测区域二（4012）、探测区域三（4021）探测区域四（4022）分别为四向穿梭车前后左右四个行驶方向上的可行驶的矩形区域。

6.根据权利要求1所述的组合点-线激光雷达的四向穿梭车主动防撞系统，其特征在于，所述的车载控制器（5）中的数据接收端接收4个单点激光雷达和2个单线激光雷达发送过来的障碍物扫描数据，算法程序读取数据并进行数据处理，获得四向穿梭车（2）的行驶方向上的障碍物距离和相对速度，主动防撞程序通过计算，获得四向穿梭车（2）的制动加速度并输出。

7.利用组合点-线激光雷达的四向穿梭车主动防撞系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，四向穿梭车（2）的前后左右分别设置单点激光雷达一（301）、单点激光雷达二（302）、单点激光雷达三（303）和单点激光雷达四（304）；四向穿梭车（2）的左前角和右后角分别安装单线激光雷达一（401）、单线激光雷达二（402）；单线激光雷达一（401）与单线激光雷达二（402）斜对角安装；

步骤二，四向穿梭车（2）的车载控制器（5）接收到4个单点激光雷达的测距结果分别为、、和，通过历史测距结果和滤波算法，计算出前后左右四个方向上的障碍物与四向穿梭车（2）之间的相对速度分别为、、和；四向穿梭车（2）的车载控制器（5）通过2个单线激光雷达获取的障碍物距离信息分别为、、和，通过历史测距结果和滤波算法，计算出前后左右四个方向上的障碍物与四向穿梭车（2）之间的相对速度分别为、、、；

步骤三，当四向穿梭车（2）向前方行驶时，令，，，；当四向穿梭车（2）向后方行驶时，令，，，；当四向穿梭车（2）向左方行驶时，令，，，；当四向穿梭车（2）向右方行驶时，令，，，，记四向穿梭车（2）的防撞缓冲距离为，由单点激光器计算出的制动加速度为，由单线激光器计算出的制动加速度为；为四向穿梭车（2）行驶方向上的单点激光雷达获取的障碍物距离信息；为四向穿梭车（2）行驶方向上的单点激光雷达获取的障碍物与四向穿梭车（2）之间的相对速度；为四向穿梭车（2）行驶方向上的单线激光雷达获取的障碍物距离信息；为四向穿梭车（2）行驶方向上的单线激光雷达获取的障碍物与四向穿梭车（2）之间的相对速度；

当四向穿梭车（2）为空载状态时，单点激光雷达一（301）、单点激光雷达二（302）、单点激光雷达三（303）和单点激光雷达四（304）的测距结果不参与防撞制动，此时系统输出的制动加速度为，当四向穿梭车（2）为载货状态时，单点激光雷达一（301）、单点激光雷达二（302）、单点激光雷达三（303）和单点激光雷达四（304）的测距结果参与防撞制动，此时系统输出的制动加速度为；

所述的车载控制器（5），对通过单线激光雷达获取障碍物距离信息的处理方法，包括以下步骤：

首先，综合获取接收到的单线激光雷达一（401）和单线激光雷达二（402）的点云数据为；然后将点云数据转换到车体坐标系下为点云；继而将在探测区域一（4011）、探测区域三（4021）、探测区域二（4012）、探测区域四（4022）中的点云数据进行滤波处理，得到各区域中的新点云数据、、和；最后获取四向穿梭车前后左右四个方向上的测距结果、、和，并输出，其中，表示横坐标，表示纵坐标，表示点云中的坐标点个数，为四向车的车身长，为四向车的车身宽，输出公式为：

，。