[发明专利]一种基于多传感器的汽车感知系统及感知方法

权利要求书

1.一种基于多传感器的汽车感知系统，其特征在于，包括设置在汽车车身四个面的多个超声波传感器、微控制单元MCU，设置在汽车车顶的四路伺服舵机和四路一维激光雷达；所述超声波传感器与微控制单元MCU通过I2C总线连接，四路伺服舵机和四路一维激光雷达与微控制单元MCU分别连接，伺服舵机通过转轴和四路一维激光雷达连接。

2.根据权利要求1所述的汽车感知系统，其特征在于，所述超声波传感器的设置条件为：两个传感器之间最小距离为 ,车身四个面需要传感器总个数为；其中为超声波传感器的检测盲区, 为超声波传感器的最大检测角，为车宽, 为车长。

3.根据权利要求1或2所述的汽车感知系统的感知方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据驾驶车型的体积和所能接受超声波传感器最小的检测盲区确定设置在汽车车身四个面的超声波传感器的个数，并对超声波传感器进行编号；

（2）确定多个超声波传感器组成的超声波传感器阵列的轮询检测的控制策略和控制最小时间周期；

（3）通过超声波阵列所反馈的障碍物距离信息和传感器编号确定障碍物所在的大致方位和距离；

（4）微控制单元MCU根据接收的超声波传感器反馈的方位和距离信息进行计算，根据计算结果控制伺服舵机控制激光雷达进行精确定位；

（5）对激光雷达和超声波传感器阵列返回微控制单元MCU的信息进行比较，若两者方位和距离数据相符，则显示扫描信息，否则，通过伺服舵机微调激光雷达扫描角度，转入步骤（4）；

（6）激光雷达在近距离定位完成后在各自0至90°的方位范围内进行逐度扫描，获取远距离障碍物定位信息。

4.根据权利要求3所述的感知方法，其特征在于，所述步骤(2)中确定轮询检测的控制策略和控制最小时间周期的方法为：

以车体某一面传感器个数为M计算，由于每个超声波传感器具有波束角θ，在传感器能测量的最大半径L米的地方可能有X个传感器的测量区域重叠，那么有M/X个传感器发射和接收超声波信号相互不影响，那么传感器编号为1，X+1，2X+1……的传感器可以同时工作；根据外界条件可以知道声速为V,以最大测量距离可以算出一次测量周期时间长度不短于t=2* R/V=14/V, R为测距范围，通常设为7米；那么车体这一面的传感器全部完成一次发射和接收总时间周期为T=X*t=14X/V。

5.根据权利要求4所述的感知方法，其特征在于，所述步骤(3)中确定障碍物所在的大致方位和距离的具体步骤为：

传感器进行车身周边障碍物扫描，传感器编号为n，n+1，n+2…n+m （m<X）都得到一个测量距离，其中最小测量距离为Lsmin，则其距车身周边距离为Lsmin，可以通过查表的方式确定此障碍物的方位，所述表的制定按照超声波传感器测量的某一距离和这一距离所覆盖的范围确定。

6.根据权利要求3所述的感知方法，其特征在于，所述步骤（4）中MCU通过使用数字PID控制方式改变伺服舵机PWM的脉冲宽度比，使伺服舵机迅速精确的摆到相应位置进行测量，使用的数字PID算法：

。

7.根据权利要求3所述的感知方法，其特征在于，步骤（6）中所述近距离为距车身0至7米范围，远距离为距车身7至60米范围。