[发明专利]应用于封闭场地无人驾驶货运车辆上的自动引导系统及方法

权利要求书

1.一种应用于封闭场地无人驾驶货运车辆上的自动引导系统，其特征在于：所述的自动引导系统包括定位系统、感知系统、决策系统和控制系统，

定位系统，采用GPS和惯导作为主定位系统，并采用车载传感器组以及路侧传感器组的组合作为辅助定位系统，用于将主定位系统和辅助定位系统实时获得的车辆中心点的位姿信息上传给决策系统；

感知系统，采用激光雷达、毫米波雷达、视觉摄像头组合，用于对车道进行监测，对障碍物进行检测、识别分类以及运行速度的判断，并将判断出的信息上传给决策系统；

决策系统，结合定位系统与感知系统上传的数据信息对车辆进行决策，用于进行局部路径规划，其中，局部路径规划是采用螺旋曲线生成轨迹的方法。

2.根据权利要求1所述的应用于封闭场地无人驾驶货运车辆上的自动引导系统，其特征在于：所述定位系统中，主定位系统包括在货运车辆的车头、车尾的箱体顶部各设置的一个GPS天线，在车身中部选用安装陀螺仪惯导作为主定位系统；并且辅助定位系统的车载传感器组包括在车头、车尾分别设置的3个激光雷达、4个摄像头、3个毫米波雷达的组合作为辅助定位系统，车头或车尾分别设置一个箱体，箱体的顶面设置4个摄像头，且4个摄像头均匀排布成一条直线，箱体外侧面中部设置3个激光雷达，且3个激光雷达均匀排布成一条水平直线，箱体外侧面下部设置3个毫米波雷达，且3个毫米波雷达均匀排布成一条水平直线；辅助定位系统的路测传感器组为安装在场地内的激光雷达；

通过主动定位系统和辅助定位系统共同提供稳定准确的位姿信息和速度信息；在码头空旷的环境情况下，利用GPS的定位结果并结合传感器组的组合定位结果，输出定位结果；当GPS信号有遮挡的位置，如岸桥下面、轨道吊下面、堆场附近等特殊区域，通过路侧传感器组进行车辆的辅助定位，保证无人驾驶车辆在整个码头场景中都能够有一个稳定准确的位姿信息，将确定的定位信息上传给决策系统。

3.根据权利要求2所述的应用于封闭场地无人驾驶货运车辆上的自动引导系统，其特征在于：所述的感知系统，利用车头、车尾的激光雷达组对障碍物的距离进行测量，并估算出障碍物的运行速度；利用车载摄像头组对障碍物进行检测、识别分类以及车道检测，利用毫米波雷达组对障碍物的运行速度信息进行准确测量；通过多传感器的融合对障碍物的检测及分类，然后输出检测到的障碍物距离，障碍物的速度信息及尺寸信息，将得到的障碍物信息上传给决策系统。

4.根据权利要求3所述的应用于封闭场地无人驾驶货运车辆上的自动引导系统，其特征在于：所述的决策系统采用带有GPU的工业控制器进行决策。

5.根据权利要求4所述的应用于封闭场地无人驾驶货运车辆上的自动引导系统，其特征在于：所述的控制系统采用带有GPU的工业控制器进行决策，

首先，接收决策系统下发的路径点作为参考点，将这些参考点信息转换成实际的控制命令，即车轮的转角和速度；

然后，将控制命令下发给实际执行机构的控制器，控制系统不断地对路径偏差、速度偏差以及车辆的转角进行矫正，完成对车辆的控制，实现轨迹的跟踪，使得车辆能够正确的按照决策系统给出的目标轨迹运行，并正常到达目标点。

6.一种利用上述权利要求的系统进行应用于封闭场地无人驾驶货运车辆上的自动引导方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：

步骤一、通过定位系统将主定位系统和辅助定位系统实时获得的车辆中心点的位姿信息，并上传给决策系统；其中，定位系统包括主定位系统个辅助定位系统，采用GPS和惯导作为定位系统主定位系统，并采用车载传感器组以及路侧传感器组的组合作为辅助定位系统；

步骤二、通过感知系统对车道进行监测，对障碍物进行检测、识别分类以及运行速度的判断，并将判断出的信息上传给决策系统；其中，感知系统采用激光雷达、毫米波雷达、视觉摄像头组合的形式；

步骤三、通过决策系统接收定位系统与感知系统上传的数据信息对车辆进行决策，进行局部路径规划；

步骤四、通过控制系统根据决策系统规划的局部路径参考点信息计算出控制命令，将控制命令下发给执行机构，控制命令包括车轮的目标角度和目标速度。