[发明专利]基于固态面阵激光雷达的无人车安全防护系统及方法

权利要求书

1.一种基于固态面阵激光雷达的无人车安全防护系统，包括若干个固态面阵雷达及运动控制系统，其特征在于：

所述运动控制系统包括防护算法模块、导航控制模块和底盘控制器，所述防护算法模块分别与若干个所述固态面阵雷达建立通信，若干个所述固态面阵雷达分别安装于无人车的前部、后部及两侧，所述固态面阵雷达检测无人车四周近距离障碍物位置并上传障碍信息至所述防护算法模块，若干个所述固态面阵雷达汇总障碍信息并反馈到所述防护算法模块，

所述防护算法模块分别与所述底盘控制器和所述导航算法模块交互，所述导航算法模块与所述底盘控制器交互，所述防护算法模块直接给所述底盘控制器发送控制指令以防止指令被中间模块错误处理，所述底盘控制器优先执行防护算法模块的限制指令以防止危险，所述防护算法模块将控制指令及障碍信息发送至所述导航算法模块以规划出可行的安全绕行路线；

若干个所述固态面阵雷达分别安装于无人车的前部、后部及两侧，所述固态面阵雷达的探测方向垂直朝下，所述固态面阵雷达的视野范围的俯视图呈井字状并将无人车包围。

2.如权利要求1所述的基于固态面阵激光雷达的无人车安全防护系统，其特征在于：所述固态面阵雷达水平视场角大于90°，垂直视场角大于9°，测量距离大于3m。

3.如权利要求2所述的基于固态面阵激光雷达的无人车安全防护系统，其特征在于：所述固态面阵雷达安装于无人车的前部或后部并位于所述无人车的顶部，所述固态面阵雷达的探测方向垂直朝下。

4.如权利要求2所述的基于固态面阵激光雷达的无人车安全防护系统，其特征在于：若干个所述固态面阵雷达中，其中两个所述固态面阵雷达安装于无人车的两侧并位于所述无人车的顶部，所述固态面阵雷达的探测方向垂直朝下。

5.如权利要求2所述的基于固态面阵激光雷达的无人车安全防护系统，其特征在于：所述固态面阵雷达的数量为4个。

6.一种基于固态面阵激光雷达的无人车安全防护方法，应用于基于固态面阵激光雷达的无人车安全防护系统，包括干个固态面阵雷达及运动控制系统，所述运动控制系统包括防护算法模块、导航控制模块和底盘控制器，其特征在于，包括以下步骤：

移动步骤：无人车处于自动驾驶模式，固态面阵雷达实时识别周边环境并生成实时数据，实时数据传输至防护算法模块；

分析步骤：防护算法模块使用转换矩阵将固态面阵雷达返回的点云转换成车体坐标系下的点云，并根据点云表示的障碍物得出障碍物和车体的相对位置关系；

判断步骤：防护算法模块判断出危险方向，并形成控制指令；

运行步骤：导航算法模块根据障碍限制信息生成环境信息，规划新的安全的路径并生成运动控制指令，底盘控制器执行运动控制指令。

7.如权利要求6所述的基于固态面阵激光雷达的无人车安全防护方法，其特征在于：在所述移动步骤中，固态面阵雷达按照固定频率扫描环境，并将检测的雷达坐标系下的点云结果发送到防护算法模块。

8.如权利要求6所述的基于固态面阵激光雷达的无人车安全防护方法，其特征在于：在所述判断步骤中，控制指令的优先级为最高，防护算法模块发出限制运动指令，底盘控制器接收限制运动指令并拒绝执行其他命令。

9.如权利要求6所述的基于固态面阵激光雷达的无人车安全防护方法，其特征在于：在所述判断步骤中，当防护算法模块判断障碍消失时，防护算法模块发送接触指令到底盘控制器，解除限制运动指令。

10.如权利要求9所述的基于固态面阵激光雷达的无人车安全防护方法，其特征在于：在所述运行步骤中，防护算法模块将点云和限制运动指令的相关信息发送给导航控制模块，导航控制模块根据障碍物信息和限制运动指令，重新规划路径从其它非限制方向绕开障碍物。