[发明专利]一种面向园区场景的低速无人车自动驾驶系统

说明书

本发明涉及一种面向园区场景的低速无人车自动驾驶系统，应用于结构化场景，包括传感模块、上位机模块和下位机模块，其中，传感模块与上位机模块相连接，上位机模块与下位机模块相互连接，传感模块用于实时采集外部信息，并传输至上位机模块；上位机模块用于融合处理外部信息以及从下位机模块获取的车辆状态信息，输出得到车辆轨迹规划结果，并传输至下位机模块；下位机模块根据接收的车辆轨迹规划结果，相应控制无人车的油门、刹车以及方向盘转角，实现无人车的自动驾驶。与现有技术相比，本发明通过融合车辆定位以及视觉信息，规避使用高成本的激光雷达设备，能够实现一种低成本、高可靠度的面向园区场景的低速无人车自动驾驶方案。

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其是涉及一种面向园区场景的低速无人车自动驾驶系统。

背景技术

随着智能化、信息化时代的到来，无人驾驶业务在零售配送等领域得到了广泛的应用与发展。而随着互联网时代的到来，网络购物用户的数量和比例逐年稳步增加，这也使得零售配送的需求大幅度提高。

区别于乘用车领域的无人驾驶，零售配送等领域的无人驾驶业务具有工作范围结构化、运行车速低以及成本要求高等特点。作为零售配送最常见的场景之一，结构化园区场景下的低速自动驾驶具有诸多优点，如：车道线、红绿灯信号灯道路信息清晰明确；车辆行驶速度低、安全性高，因此对传感器的配置要求也相对较低；无人驾驶可以有效节省人力成本等。因此，面向园区场景的低速无人车具有巨大的商业应用潜力，受到了业界人士的广泛关注。

然而，目前的园区低速自动驾驶车辆技术主要面临的难题有：环境感知、决策规划以及运动控制等。当前自动驾驶车辆常用的定位技术分为两类：1)基于全球卫星导航系统的定位，2)基于自主式传感器定位。

其中，全球卫星导航系统(GNSS)作为一种重要的空间信息基础设施，具备全球、全天候、高精度连续定位、导航和授时等优点，但到达地面的GNSS信号非常微弱，存在遮断、干扰和欺骗三大脆弱性问题，若是将其作为单一定位信息源，则自动驾驶车辆容易在有电磁干扰、物理遮断的环境下出错。

基于自主式传感器的定位方式则主要利用激光雷达等设备。比如现有的商业化低速驾驶方案较多应用Autoware或Apollo等自动驾驶框架，其特点便是均需要使用激光雷达，成本较高，大规模布置及后期维护较难。

为了有效解决这些缺点，国内外研究致力于促使GNSS朝着多频多系统的方向蓬勃发展，多源融合已成为当前研究热点。经检索：中国专利CN112083726B公开了一种面向园区自动驾驶的双滤波融合定位系统，提供了一种使用IMU传感器以及双滤波器的融合定位系统来提高园区环境下自动驾驶车辆的定位精度与鲁棒性。但是该方案仍不可避免地使用了激光雷达作为传感器，成本较高，且IMU传感器的导航误差随时间的增长而增大，可持续工作时间较少。

中国专利CN 114911246 A公开了一种基于园区环境的无人车智能驾驶系统，其结合第一层级的基于交通情况预测的前瞻层级以及第二层级的使用雷达数据的实时反应层对障碍物进行规避。但是该方案除了需用到激光雷达作为传感器外，对于车载网络也有着较高的要求，在信号较弱的环境中难以正常运作。

因此，随着园区无人配送小车的需求日益增加，如何使得自动驾驶小车同时具备低成本、高可靠度，已经成为当前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种面向园区场景的低速无人车自动驾驶系统，通过融合车辆定位以及视觉信息，规避使用高成本的激光雷达设备，以实现低成本、高可靠度的面向园区场景的低速无人车自动驾驶方案。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种面向园区场景的低速无人车自动驾驶系统，应用于结构化场景，包括传感模块、上位机模块和下位机模块，所述传感模块与上位机模块相连接，所述上位机模块与下位机模块相互连接，所述传感模块用于实时采集外部信息，并传输至上位机模块；