[发明专利]一种车载移动高精度采集装置

说明书

本发明提供了一种车载移动高精度采集装置，包括平台本体、相机采集模块、GPS信息采集模块、雷达模块、惯性测量单元及数据处理与采集模块，相机采集模块包括前相机及后相机，前相机与后相机分别设置在平台本体的前、后两侧，GPS信息采集模块及雷达模块分别设置在平台本体的顶部，惯性测量单元及数据处理与采集模块设置在平台本体内部。本发明的车载移动高精度采集装置，采用一体化结构安装方式，将采集关键部件等安装在一块完整的结构体上，增强了结构的强度，并保证了各部分的杆臂值稳定，采用前后相机与激光雷达分开的方式兼顾车道前后的地理特征采集，其防水级别达到IP68等级，保证了雨水天气采集设备能够照常采集，大大提升了采集效率。

技术领域

本发明涉及一种车载移动高精度采集装置。

背景技术

近年来，随着社会发展和科技不断进步，城市交通智能化、人工智能技术的发展，无人驾驶技术逐渐成为国内外研究的热点，而高精度空间数据的准确获取作为无人驾驶的基础，数据的采集、测量和分析就显得尤为重要。

传统的地图采集一般采用测绘的方式通过常规工程测量和摄影测量与遥感获取，前者主要通过全球卫星导航系统，(Global Navigation Satellite System，GNSS)、全站仪以及其他常规地面测量方式采用逐点采集空间坐标及属性信息。后者则利用航空航天遥感大范围影像信息，通过一定的方法提取几何信息和物理特性信息。传统地图采集模式虽然精度高，但是周期长、耗费的人力、物力成本大，不适应当今数据更新速度的要求。

目前，国内外均采用普通车辆作为移动测量的载体，将GNSS、激光雷达、摄像头、GPS天线安装于车的顶部进行移动采集，可以提供连续的位置和姿态信息，通过复杂的后处理过程对点云数据和影像数据进行直接的分析，从而获得目标地物的空间信息和属性信息。

目前的移动车载采集装置普遍采用的技术主要有以下几种：

(1)利用高杆支撑起摄像头、激光雷达、IMU(有的放在车顶)，激光雷达有倾斜和水平放置，仅仅依靠三根小圆柱支撑，激光雷达为了记录车前后左右360度角度的地理三维信息，倾斜放置是为了记录前上方或者后下方的地理三维信息；雷达和相机采用高杆支撑是为了避开车头和车尾，并能记录更远距离的车道或者其他要素信息，IMU放置在车顶行李架上，用于感知车辆姿态和位置。

(2)GPS天线通过磁铁吸附在车顶后部，确保在GPS天线周围120°仰角空间内无遮挡。

(3)摄像头的固定、激光雷达的固定均采用直接螺钉固定的方式，通过杠杆螺钉连接形式，摄像头没有滤镜做保护，IMU直接裸露在外。

现有技术中的移动车载采集装置主要存在以下缺陷，

(1)结构上没有一体化设计，模块安装会导致杆臂误差以及重复性不好，例如相机安装的时候采用压接，如果没压紧可能会导致相机撞击损坏，螺钉固定会产生一定的杆臂值误差对数据的后解算产生影响，对精度有影响。

(2)大部分采用杠杆连接，如雷达的安装和相机的安装固定均采用杠杆，在车辆快速加速或减速过程可能会产生震荡，也就是悬臂梁效应，导致杆臂出现相对运动，GPS通过磁铁吸附在车顶，没考虑到车顶在车经过凹凸不平的道路时会上下左右颠簸，如果车顶不是特别厚的铁质材料会使GPS产生相对振动，如果磁铁吸力在经过雨水浸透后会降低吸力使GPS产生相对滑动，对后解算数据影响很大。

(3)防水做不到IP68，雨天不可以采集，也影响采集效率；另外防水做不好，雨水会渗透螺钉，导致螺钉变松，如果有铁质金属则会生锈，影响设备的紧固性，最终导致设备出现故障及损坏，以及数据不可用。

(4)另外国内大部分采集装置只考虑了车前或者车后的地理信息，一次采集无法将车道周围所有的标志物采集进去，必须在车道来回进行采集，影响采集效率。

因此，需要一种新型的车载移动高精度采集装置以解决或至少减轻一种或几种上述缺陷。