[发明专利]无人驾驶设备用智能化空间定位和环境感知装置及方法

说明书

无人驾驶设备用智能化空间定位和环境感知装置，固定设置在所述无人驾驶设备上，所述装置包括设置为可拆卸结构的箱体，箱体外壁上固定设置有激光雷达，箱体内部固定设置有控制核心、导航模块、通信模块和电池，控制核心与激光雷达、导航模块和通信模块均电连接，电池用于向控制核心、激光雷达、导航模块和通信模块供电，箱体上还开设有线束孔。本发明提供一种无人驾驶设备用智能化空间定位和环境感知装置，能够有效提高无人驾驶设备运行的安全性，并且安装方便。

技术领域

本发明涉及无人驾驶技术领域，具体的说是一种无人驾驶设备用智能化空间定位和环境感知装置及方法。

背景技术

随着科学技术的快速进展，无人驾驶技术受到了越来越多的关注，进而产生了多种无人驾驶设备，这些无人驾驶设备可以包括无人驾驶车、无人机和小型地面移动机器人等。

一辆无人驾驶设备必须具有的重要功能是避开障碍物，以确保其安全性，防止它与物体或人碰撞。随着无人驾驶技术的发展，对环境进行三维感知和对自身进行精确定位，已经成为提高无人驾驶系统运行安全性和可靠性的核心技术和重要手段。现有技术中，该技术主要使用多线束激光雷达或者导航模块来实现。单纯利用多线束激光雷达进行三维测绘，可以获取物体的距离信息，构建三维形貌，但激光雷达有作用盲区，线束少的激光雷达角度分辨率不足，线束高的激光雷达价格昂贵，难以普及。单纯利用卫星导航模块或者惯性导航模块，只能获取自身的定位信息，而对环境感知不足，无法应对立体交通等复杂路况。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种无人驾驶设备用智能化空间定位和环境感知装置及方法，能够有效提高无人驾驶设备运行的安全性，并且安装方便。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：无人驾驶设备用智能化空间定位和环境感知装置，固定设置在所述无人驾驶设备上，其特征在于：所述装置包括设置为可拆卸结构的箱体，箱体外壁上固定设置有激光雷达，箱体内部固定设置有控制核心、导航模块、通信模块和电池，控制核心与激光雷达、导航模块和通信模块均电连接，电池用于向控制核心、激光雷达、导航模块和通信模块供电，箱体上还开设有线束孔。

所述箱体呈长方体状，箱体包括可拆卸连接的上面板、下面板、前面板、后面板和两个侧面板，所述激光雷达固定设置在所述上面板、下面板、前面板或两个侧面板上，所述线束孔开设在所述后面板的下部，所述控制核心、所述导航模块、所述通信模块和所述电池均固定设置在下面板上。

所述后面板上还开设有若干个通风孔，通风孔为条形孔，并且所有通风孔均相互平行。

所述箱体还包括四个支撑立柱，四个支撑立柱分别垂直固设在所述下面板的四个角处，所述上面板、所述前面板、所述后面板和两个所述侧面板分别通过支撑立柱与下面板固定连接。

所述支撑立柱设置为截面是正方形的四棱柱状结构，支撑立柱的上端和下端各开设有一个安装螺孔，支撑立柱的四个侧面上各开设有多个安装螺孔。

所述导航模块包括导航芯片、陀螺仪、加速度计和电子罗盘。

所述控制核心还电连接有环境感应模块，环境感应模块包括温度传感器和气压传感器。

无人驾驶设备用智能化空间定位和环境感知装置的感知方法，包括如下步骤：

步骤1、所述激光雷达进行旋转扫描，获取无人驾驶设备周围环境物体空间坐标的点云数据；

步骤2、所述控制核心从所述激光雷达获取点云数据，并基于点云数据重构实时三维地貌；

步骤3、所述导航模块获取无人驾驶设备的姿态角度，姿态角度包括俯仰角、翻滚角和偏航角；

步骤4、所述控制核心从所述导航模块获取姿态角度，利用卡尔曼滤波法进行数据融合，得到姿态信息；