[發(fā)明專利]一種基于激光雷達的無人車避障方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810909624.3 | 申請日： | 2018-08-10 |
| 公開（公告）號： | CN108958267A | 公開（公告）日： | 2018-12-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 胡曉星;張玉成;萬忠政;李瑩玉 | 申請（專利權(quán)）人： | 洛陽中科龍網(wǎng)創(chuàng)新科技有限公司 |
| 主分類號： | G05D1/02 | 分類號： | G05D1/02 |
| 代理公司： | 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務所(普通合伙) 41120 | 代理人： | 魏新培 |
| 地址： | 471000 河南省洛陽市*** | 國省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 激光雷達 無人車 避障 障礙物 全局路徑 障礙物信息 控制策略 掃描請求 點集 前置 經(jīng)緯度信息 實時監(jiān)測 行進過程 控制器 方向角 遍歷 算法 車速 刪除 雷達 掃描 行進 發(fā)送 行駛 返回 響應 規(guī)劃 | ||
1.一種基于激光雷達的無人車避障方法，無人車的前部設(shè)置有激光雷達，無人車上還設(shè)置有控制器，其特征在于：該無人車避障方法包括依次進行的準備階段和執(zhí)行階段：
準備階段的方法為：規(guī)劃全局路徑，并在全局路徑上選取若干個序列點構(gòu)成序列點集，序列點集格式為WGS84大地坐標；
執(zhí)行階段的方法為：無人車按照全局路徑行進，行進過程中執(zhí)行如下步驟：
步驟1、使用R60定位設(shè)備獲取無人車實時經(jīng)緯度信息和方向角，靠近序列點時降低車速，到達序列點后從序列點集中將其刪除，然后向下一個序列點行駛，直到遍歷序列點集；
步驟2、控制器發(fā)送障礙物掃描請求給激光雷達，激光雷達響應障礙物掃描請求，進而獲取障礙物信息；
步驟3、當掃描到障礙物時，執(zhí)行控制策略，具體控制策略為：
(1)、設(shè)定安全距離閾值1和安全距離閾值2，當障礙物距離無人車激光雷達中心點大于安全距離閾值1且小于安全距離閾值2時，在行進的過程中同時避障，具體避障方法為：
控制器使用PID的P控制算法控制無人車避障，具體控制算法為：
其中，V1為轉(zhuǎn)彎路徑上內(nèi)側(cè)輪速度，v2為轉(zhuǎn)彎路徑上外側(cè)輪速度，obs_err為激光雷達獲得的障礙物信息，Kd為距離的P參數(shù)，Ka為角度的P控制參數(shù)，Ko為障礙物信息的的P控制參數(shù)。
(2)、根據(jù)車身外廓尺寸設(shè)定危險距離閾值，當障礙物距離小于危險距離閾值時，執(zhí)行強制右轉(zhuǎn)，以尋找可行駛方向。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于激光雷達的無人車避障方法，其特征在于：在準備階段，規(guī)劃全局路徑的具體方法為：在地圖上選取目標地塊，之后根據(jù)車寬和當前位置點進行往返式路徑規(guī)劃，得到路徑的序列點，保存為TXT文檔。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于激光雷達的無人車避障方法，其特征在于：所述激光雷達為單線激光雷達。
4.如權(quán)利要求3所述的一種基于激光雷達的無人車避障方法，其特征在于：步驟2采用單線激光雷達的基本通訊協(xié)議，控制器與單線激光雷達進行的通訊采用非文本形式的二進制數(shù)據(jù)報文進行，且每個數(shù)據(jù)報文具有統(tǒng)一的報頭數(shù)據(jù)格式。
5.如權(quán)利要求4所述的一種基于激光雷達的無人車避障方法，其特征在于：單線激光雷達包括三種不同的請求-應答模式：單次請求-單次應答模式、單次請求-多次應答模式和單次請求-無應答模式。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于激光雷達的無人車避障方法，其特征在于：步驟2中，控制器發(fā)送障礙物掃描請求給激光雷達的請求報文格式包括起始標志、請求命令、負載數(shù)據(jù)長度信息、負載數(shù)據(jù)本身和校驗和，每個請求報文起始標志均為0xA5，所有請求報文都必須包含一個字節(jié)長度的請求命令字段，如果該請求命令需要額外附帶有其他數(shù)據(jù)，則請求報文還需要附帶一個字節(jié)的負載數(shù)據(jù)長度信息、負載數(shù)據(jù)本身以及一個字節(jié)的校驗和作為結(jié)尾，校驗和按照如下公式計算得出：
其中，CmdType為請求命令，PayloadSize為負載數(shù)據(jù)長度信息，PayLoad[0],…,PayLoad[n]為負載數(shù)據(jù)本身，Checksum為校驗和。
7.如權(quán)利要求6所述的一種基于激光雷達的無人車避障方法，其特征在于：一個完整的請求報文發(fā)送時間不超過5s，如果當前正在發(fā)送的請求報文發(fā)送時間超過5s，該請求報文將被強制丟棄。
8.如權(quán)利要求1所述的一種基于激光雷達的無人車避障方法，其特征在于：步驟2中，激光雷達響應障礙物掃描請求的應答報文格式包括始應答報文和數(shù)據(jù)應答報文；如果當前接收到的請求報文需要發(fā)送應答報文，則激光雷達響應首先發(fā)送起始應答報文，隨后按照通訊模式，發(fā)送一次或多次數(shù)據(jù)應答報文。
9.如權(quán)利要求8所述的一種基于激光雷達的無人車避障方法，其特征在于：在一次請求或者應答的通訊過程中，起始應答報文僅發(fā)送一次。
10.如權(quán)利要求8所述的一種基于激光雷達的無人車避障方法，其特征在于：起始應答報文包括起始標志1、起始標志2、數(shù)據(jù)應答報文長度、應答模式和數(shù)據(jù)類型。
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