[發明專利]一種車輛行駛區域地形高度快速掃描系統

在審

• 申請號: 201810203631.1
• 申請日: 2018-03-13
• 公開（公告）號: CN108459319A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 劉爽;林振軍;趙丁選
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01S13/86
• 分類號: G01S13/86
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 李合印

本發明公開了一種車輛行駛區域地形高度快速掃描系統，包括四個毫米波雷達、車載激光雷達、五個點云處理器、顯示模塊和總控制器；四個毫米波雷達分別放置于車輛底盤的四個邊角位置，分別掃描車輛行進方向對應區域的路障和坡起；車載激光雷達放置于車輛正上方50?80cm位置處；四個毫米波雷達和車載激光雷達分別與各自的點云處理器通過以太網進行通訊連接，點云處理器對毫米波雷達和車載激光雷達初始數據點云進行一級點云粗處理；總控制器通過以太網與各點云處理器通訊連接，總控制器通過以太網獲取點云處理器一級粗處理后的點云數據并根據毫米波雷達信息對激光雷達相應區域點云進行二級精處理；總控制器與顯示器相連。本發明具有穩定性高、可全天候工作等優點。

技術領域

本發明涉及車輛工程探測領域，尤其是一種車輛行駛區域地形高度快速掃描系統

背景技術

目前，車輛主動懸架技術解決了車輛的平順性問題，但是它做出調控有一定的滯后性，無法快速做出調整。另外，在車輛輔助駕駛上單獨使用毫米波雷達雖然在塵埃、煙塵和雨雪條件下的具有良好檢測能力，但是在采集精度上有很大不足。單獨激光雷達的采集精度高，但其對惡劣天氣的適應能力太差。還有一些國家將毫米波和激光雷達結合使用，但是處理數據的方法太慢，大大的降低了數據采集的速度。

發明內容

本發明目的在于提供一種穩定性高、可全天候工作的車輛行駛區域地形高度快速掃描系統。

為實現上述目的，采用了以下技術方案：本發明所述系統包括四個毫米波雷達、車載激光雷達、五個點云處理器、顯示模塊和總控制器；四個毫米波雷達分別放置于車輛底盤的四個邊角位置，分別掃描車輛行進方向對應區域的路障和坡起；車載激光雷達放置于車輛正上方50-80cm位置處并實現360°旋轉掃描，采集車輛周邊的地形信息；四個毫米波雷達和車載激光雷達分別與各自的點云處理器通過以太網進行通訊連接，點云處理器對毫米波雷達和車載激光雷達初始數據點云進行一級點云粗處理；總控制器通過以太網與各點云處理器通訊連接，總控制器通過以太網獲取點云處理器一級粗處理后的點云數據并根據毫米波雷達信息對激光雷達相應區域點云進行二級精處理；總控制器與顯示器相連，將道路高程變化狀況上傳給顯示器。

進一步的，所述車載激光雷達一級點云粗處理包括點云濾波、點云空洞插值、點云壓縮，將原始數據點云轉化成精簡數據點云。

進一步的，所述毫米波雷達一級點云粗處理包括點云濾波和點云特征提取，將車輛行進區域的地形特征粗略的進行模擬計算，計算出車輛行進區域的地形變化曲線和突出的路障大小、坐標。

進一步的，所述點云濾波，采用高斯濾波和平均曲率流濾波相結合的方式，兩種濾波分別對有序點雜波和散亂點雜波進行濾除。

進一步的，采取基于曲面擬合的方法對點云數據進行插補。

進一步的，精簡點云數據用區域合并法壓縮導出。

進一步的，二級精處理是根據車輪前進直線以及車輛將來經過的區域的點云數據進行點云配準，將五個不同坐標系下的點云換到同一坐標系之下，提升測量精度。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

1、毫米波雷達和激光雷達配合使用，可以適應任何的惡劣天氣，提高了系統的可靠性。

2、在點云數據處理上分為兩級，毫米波雷達數據作為依據剔除激光雷達的數據，只保留行駛區域的點云，大大減少了冗余點云的數量，提高了系統的掃描效率。

3、本發明控制部分由5個點云處理器和一個總控制器組成，通過以太網連接在一起，各點云控制器分工處理，總控制器將精準數據融合，再一次提升了數據處理的速度。

附圖說明

圖1為本發明的整體布局結構圖。

圖2為本發明的快速掃描方法工作流程圖。