[发明专利]一种无人驾驶汽车

权利要求书

1.一种无人驾驶汽车，其特征在于，包括传感系统、车辆定位系统和无人驾驶控制器，所述传感系统用于感知汽车周围的环境信息，并将环境信息发送至无人驾驶控制器，所述车辆定位系统用于获取汽车的定位，并将定位信息发送至无人驾驶控制器，所述无人驾驶控制器用于根据汽车周围的环境信息和汽车的定位控制汽车的启动、速度变化、方向变换和停车。

2.根据权利要求1所述的无人驾驶汽车，其特征在于，所述车辆定位系统包括一次定位模块、二次定位模块、三次定位模块和精度评价模块，所述一次定位模块基于全球定位系统获取汽车的第一位置，所述二次定位模块基于激光测距仪获取汽车的第二位置，所述三次定位模块用于根据第一位置和第二位置确定汽车的定位，所述精度评价模块用于对定位精度进行评价。

3.根据权利要求2所述的无人驾驶汽车，其特征在于，所述二次定位模块包括第一数据获取模块、第二数据处理模块、第三特征提取模块和第四地图匹配模块，所述第一数据获取模块用于激光测距仪获取周围环境的激光扫描数据，所述第二数据处理模块用于剔除错误的激光扫描数据，所述第三特征提取模块用于根据处理后的激光扫描数据提取周围环境的线段特征信息，所述第四地图匹配模块用于将线段特征信息和地图进行匹配，获取汽车第二位置信息。

4.根据权利要求3所述的无人驾驶汽车，其特征在于，所述第三特征提取模块包括第一建模子模块和第二提取子模块，所述第一建模子模块用于建立环境模型，所述第二提取子模块用于根据环境模型提取线段特征信息；

所述第一建模子模块用于建立环境模型：将环境中的平面在地图中用线段表示，地图中线段P₁P₂对应环境中的一个平面，从坐标原点O向P₁P₂作垂线，交于点P，假定A(x,y)为线段P₁P₂上的一点，则线段P₁P₂在全局坐标系中表示为：xcosβ+ysinβ-ρ＝0，上述式子中，β表示OP和全局坐标系X轴正方向的夹角，ρ表示向量在单位向量的投影；

汽车的局部坐标系和激光测距仪的局部坐标系重合，设某个激光扫描数据为(ρ_i,α_i)，ρ_i表示测量的距离，α_i表示激光束相对于汽车局部坐标系x轴正方向的角度，则该扫描数据在汽车局部坐标系中的坐标(x_i,y_i)为：

所述第二提取子模块用于根据环境模型提取线段特征信息：将汽车在k时刻的位置用向量X(k)＝[x(k),y(k),θ(k)]^T表示，激光测距仪在该时刻对汽车周围环境进行一次扫描,获得n个离散的激光扫描数据，这些数据以极坐标形式表述，在汽车局部坐标系中以(x_L(i),y_L(i))(1≤i≤n)表示，在全局坐标系中对应的坐标为(x_G(i),y_G(i))(1≤i≤n)。

5.根据权利要求4所述的无人驾驶汽车，其特征在于，所述第四地图匹配模块用于将线段特征信息和地图进行匹配，具体为：

对于环境中的某个平面在地图中对应的线段P₁P₂，如果激光束打在该平面上并且返回数据用极坐标表示为(ρ_i,α_i)，则全局坐标为(x_G(i),y_G(i))；

采用下式计算匹配因子：

EH＝|x_G(i)cosβ+y_G(i)sinβ-ρ|+|x_G(i)cosβ+y_G(i)sinβ-ρ|²

若满足EH≤D，D∈[150mm,250mm]，则点(x_G(i),y_G(i))与线段P₁P₂匹配；

从n个激光数据中找到与线段P₁P₂匹配的数据，完成线段特征信息和地图匹配。