[发明专利]一种基于激光雷达的挂车转角估计方法

说明书

本发明涉及一种基于激光雷达的挂车转角估计方法，该方法需要在牵引车前方安装多线激光雷达，在挂车四个角块和两个轮眉处分别安装一块高反材料；然后多线激光雷达扫描高反材料以采集激光点云数据，并提取激光点云中的高反点作为车辆检测角点，对检测到的角点进行编号；最后将编号后的角点与挂车模板进行比对，以计算挂车转角。本发明的优点是无需在牵引车增加激光雷达监测挂车行驶状况，只需牵引车自带的两个主雷达即可实现挂车转角估计，计算方法更加简单，实用性更强。

技术领域

本发明属于自动驾驶技术领域，具体涉及一种基于激光雷达的挂车转角估计方法。

背景技术

随着科技的发展和进步，自动驾驶挂车能够在干线物流和港口物流时提升工作效率，同时减小因驾驶员疲劳等人为原因造成的交通事故。挂车转角是指挂车与牵引车在挂钩转轴处因转弯而产生的在前进方向上的夹角。自动驾驶挂车的行驶状态包括变道、转弯、泊车等。对于港口物流自动驾驶挂车来说，在进行泊车入库时，只有正确检测挂车与牵引车之间的转角，才能精确控制车辆实现泊车入库。另外，在车辆转弯和变道时，需要检测挂车转角能够调整车辆状态，避免车辆在转弯时出现擦碰。

公开号为CN115042797A的中国专利公开一种挂车位姿估计方法、装置及设备、存储介质，该方法通过在牵引车后端安装激光雷达来检测挂车旋转角度，进而计算挂车转角，该方法需要在牵引车增加专用激光雷达来检测挂车旋转角度，成本高，操作较为繁琐；公开号为CN114661039 A的中国专利公开了物流车及其挂车位姿确定、预碰撞检测和自动驾驶方法，该方法在拖车上安装四个激光雷达、五个超声波雷达、四个双目相机，通过将拖车的角度和速度输入到运动学模型利用卡尔曼滤波来估计挂车的位姿，计算方法繁琐；公开号为CN 108278981 A的检测无人驾驶挂车轴偏角的装置及其检测方法，该方法检测的是挂车承载轴的位置发生变动时产生的轴偏角，即转轴位置发生偏转的角度。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术所存在的问题，提出一种基于激光雷达的挂车转角估计方法，该方法主要用于自动驾驶挂车在自主泊车、转弯、变道时计算挂车转角，进而实现自动驾驶车辆对挂车的精确控制

为了达到以上目的，本发明提供一种基于激光雷达的挂车转角估计方法，包括以下步骤：

步骤1、在牵引车前方安装多线激光雷达，在挂车四个角块和两个轮眉处分别安装一块高反材料；

步骤2、多线激光雷达扫描高反材料以采集激光点云数据，并提取激光点云中的高反点作为车辆检测角点，对检测到的角点进行编号；

步骤3、将编号后的角点与挂车模板进行比对，以计算挂车转角。

本发明采用多线激光雷达采集激光点的云数据，可以准确检测挂车行驶时的转角，有利于实时监控挂车行驶状况，实现自动泊车和自动驾驶功能。

本发明进一步的采用如下技术方案：

所述步骤1中，在所述牵引车的车头两侧分别设置一多线激光雷达。

优选地，所述多线激光雷达为128线激光雷达。

所述步骤2中，采用两个多线激光雷达对自动驾驶车辆进行扫描，以采集整车激光点云数据，并对两个激光雷达所采集的点云数据进行同步处理。

所述步骤2中，提取同步处理后的激光点云中的高反点作为角点，并对角点进行编号，记为P_i，i＝1,2,3,4,5,6；在车辆不同行驶状态下，激光雷达所能检测到的角点信息不同，当车辆直行时激光雷达能够检测到左前角块、右前角块、左后角块、右后角块、左侧轮眉、右侧轮眉处的六个角点，当车辆换道时激光雷达能够检测到左前角块、右前角块、右后角块、右侧轮眉处的四个角点，当车辆直角转弯或泊车时能够检测到左前角块、右后角块、右侧轮眉处的三个角点。

本发明提出鲁棒的反光板提取以及编号方式，能够有效地提高车辆周围出现高反干扰物时，挂车高反点检测的稳定度。