[發明專利]一種基于激光雷達的無人車避障方法

在審

• 申請號: 201810909624.3
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108958267A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 胡曉星;張玉成;萬忠政;李瑩玉
• 申請（專利權）人: 洛陽中科龍網創新科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 魏新培

一種基于激光雷達的無人車避障方法，首先，規劃全局路徑，并在全局路徑上選取若干個序列點構成序列點集；其次，無人車按照全局路徑行進，行進過程中執行如下步驟：使用R60獲取無人車實時經緯度信息和方向角，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；控制器發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；當掃描到障礙物時，執行控制策略。本發明通過前置激光雷達實時監測障礙物，通過控制策略和PID?P算法相結合進行避障，使用該方法根據前置雷達返回的障礙物信息完成不同距離內的避障，簡單高效，性能穩定，大大降低了無人車的避障成本。

技術領域

本發明涉及無人車障礙規避領域，具體的說是一種基于激光雷達的無人車避障方法。

背景技術

科技的快速發展，使得人們對交通工具的智能化需求越來越高，設計出更加安全、便捷的交通工具是未來發展趨勢，其中，避障能力的高低是反映智能機器人智能化的一個關鍵因素。無人駕駛汽車是通過車載傳感系統感知道路環境，自動規劃行車路線并控制車輛到達預定目標的智能汽車。它是利用車載傳感器來感知車周圍環境，并根據感知所獲得的道路、車輛位置和障礙物信息，控制車輛的轉向和速度，從而使車輛能夠安全、可靠地在道路上行駛。無人駕駛汽車集自動控制、體系結構、人工智能、視覺計算等眾多技術于一體，是計算機科學、模式識別和智能控制技術高度發展的產物，也是衡量一個國家科研實力和工業水平的一個重要標志，在國防和國民經濟領域具有廣闊的應用前景。

目前，無人車發展還處于起步階段，各國都相繼開始了智能無人駕駛汽車的研究。如德國的Ibeo公司利用先進的激光傳感技術實現汽車的無人駕駛。無論是何種程度的智能駕駛，第一步都是感知，也就是感知車輛周邊復雜的路況環境，在這個基礎上才能做出相應的路徑規劃和駕駛行為決策，所以傳感器的選擇是無人車成功避障的前提，常用的測距感知傳感器有：超聲波測距傳感器、紅外測距傳感器、CCD視覺系統、毫米波雷達、微波雷達和激光雷達等等。利用視覺傳感器的移動機器人避障方法具有探測范圍廣的特點。然而，單目視覺則只能獲取環境的二維圖像信息，無法獲取環境障礙物的深度信息，雙目視覺，則存在實時性差、計算復雜等缺點。依靠超聲波或紅外測距傳感器的移動機器人避障方法，則存在探測范圍有限，探測點數據量不夠多，影響無人車避障控制的精確度等缺陷。

發明內容

為了解決現有技術中的不足，本發明提供一種基于激光雷達的無人車避障方法，該無人車避障方法采用單線激光雷達，掃描周期短，探測范圍廣，能提供大量環境掃描點距離信息，為控制決策提供方便。

為了實現上述目的，本發明采用的具體方案為：一種基于激光雷達的無人車避障方法，無人車的前部設置有激光雷達，無人車上還設置有控制器，該無人車避障方法包括依次進行的準備階段和執行階段：

準備階段的方法為：規劃全局路徑，并在全局路徑上選取若干個序列點構成序列點集，序列點集格式為WGS84(World Geodetic System 1984)大地坐標，WGS84是為GPS全球定位系統使用而建立的坐標系統；

執行階段的方法為：無人車按照全局路徑行進，行進過程中執行如下步驟：

步驟1、使用R60定位設備獲取無人車實時經緯度信息和方向角，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，執行控制策略，具體控制策略為：

(1)、設定安全距離閾值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：