[发明专利]全自主驾驶竞速小车及运行方法

说明书

本发明公开了一种全自主驾驶竞速小车及运行方法，包括车模本体，所述车模本体设置有车载计算终端、电子调速器、IMU模块、激光雷达和双目相机，所述IMU模块、激光雷达、双目相机通过USB分线器与车载计算终端相连。本发明采用了基于几何特征的点云数据，大大提高了匹配结果的准确度，把地图构建技术与粒子滤波算法以及A*算法相结合，准确定位小车，快速搜索最优路径。小车不仅能实现基于环境感知的自主避障、自主路径规划、自主路径跟随以及自动地图构建等自主驾驶功能，还能根据竞速需要动态调整车辆状态。此外，通过与手机或平板电脑连接，使得与小车交互更为方便，可实时获取和控制小车的速度、位姿等状态，也适用于竞速场景。

技术领域

本发明涉及小车及运行方法，具体涉及全自主驾驶竞速小车及运行方法。

背景技术

全自主驾驶技术是一个集自动控制、人工智能、视觉计算等众多技术于一体，是计算机科学、模式识别和智能控制技术高度发展的技术。随着现代科学技术的高速发展，全自主驾驶的智能化、动作的精准性、反应的快速性超过人类。诸多优势使全自主驾驶在智能交通、精准农业等领域有着极大的应用前景。中国专利CN207264195U公开了一种无人驾驶小车。该小车主要采用了包括卫星导航模块、惯性导航模块、磁带导航模块等模块。其中卫星导航模块检测无人驾驶小车的当前的位置信息，并把当前的位置信息传送给控制模块；惯性导航模块将计算得到的无人驾驶小车当前的位姿信息传送给控制模块；磁带导航模块将检测到的磁信号传送给控制模块；控制模块分别与卫星导航模块、惯性导航模块以及磁带导航模块连接，在室外行驶时，利用从卫星导航模块接收的无人驾驶小车的当前的位置信息和当前的位姿信息对无人驾驶小车进行闭环控制，在室内行驶时，利用从磁带导航模块接收的磁信号对无人驾驶小车进行闭环控制。该种无人驾驶小车模块较多，配合复杂，而且该车仅依靠导航模块实现自动驾驶，其精度无法达到实用水平。中国专利CN108693884A公开了一种自动载人的电动滑板车。该小车主要采用了定位模块、任务指令模块、环境感知模块、决策及控制模块、动力模块、执行模块以及乘坐模块等。其中定位模块用于确定车辆自身位置；任务指令模块用于接收使用者的任务指令，并完成路径规划；环境感知模块用于采集和处理周边环境的信息；决策及控制模块用于决策，并发出控制指令；动力模块用于提供动力；执行模块提供两种驾驶模式，当小车载人时自动切换到驾驶员操作模式。当小车未载人时，自动切换为自动驾驶模式；乘坐模块用于乘员的乘坐。通过上述方案，自动驾驶电动滑板车能够自动行驶至使用者位置，使用者乘坐后自动切换为驾驶员模式，由使用者驾驶并行驶至目的地。当其未载人时自动切换为无人驾驶方式，按照控制命令执行加减速等操作；当车辆行驶至使用者所在地点时将切换回驾驶员模式，由使用者操控。该种电动滑板车仅能在有限范围内保证其自动驾驶的功能，无法实现全自动驾驶。

上述各种已在产品上应用的或仅停留在理论层面的全自主驾驶技术均存在较多问题。而本专利所述的基于多源传感器融合的全自主驾驶竞速小车，将多种现今最前沿的技术柔性结合，不仅能实现基于环境感知的自主避障，自主路径规划、自主路径跟随以及自动地图构建等自主驾驶功能，还能根据竞速需要动态调整车辆状态。此外，通过与手机或平板电脑连接，使得与小车交互更为方便，可实时获取、控制小车的速度、位姿等状态。这是目前市面上各种自动玩具以及概念式玩具所无法达到的。而我们创造性的将包括多源传感器、惯性导航、双目相机、硬件开发平台等前沿科技运用在全自主驾驶竞速小车上，使这款玩具科技感十足，远超其他各种竞速类玩具产品。目前全自主驾驶玩具车尚未面世，可以预想，未来必将会有越来越多的人把全自主驾驶小车作为一种智能玩具。因此，我们发明的全自主驾驶竞速小车具有非常大的市场空间与研究价值。

发明内容

发明目的：本发明提供一种全自主驾驶竞速小车及运行方法，解决现有小车自动驾驶稳定性差、精度低、环境适应性弱，全自动驾驶受限的问题。

技术方案：本发明所述的全自主驾驶竞速小车，包括车模本体(含电池、舵机和电机)，所述车模本体设置有计算终端，IMU模块，激光雷达和双目相机，所述IMU模块、激光雷达、双目相机通过USB分线器与车载计算终端相连。