基于多传感器的无人车自主导航系统设计
发布时间：2021-02-24 16:09
随着移动机器人技术的飞速发展,无人驾驶汽车正在成为机器人研究领域的热点。经过几十年的不断尝试,借助于更快的计算机、可靠的硬件传感器和新一代人工智能技术,汽车可以获得与人类相似的能力,在复杂多变的环境中独立安全地自主行驶。本课题设计了基于GPS和四线激光雷达为主的多传感器无人车平台,并对无人车自主导航技术进行了研究。首先,基于GPS、超声波传感器和IBEO四线激光雷达等传感器,设计了多传感器无人车自主导航系统,介绍了多传感器的选择、连接、系统集成方法,以及利用RS232通信协议编译上下位机的通信软件,发送控制指令实现在PC机端对无人车的控制。其次,对无人车自主导航技术进行了研究。在利用串口通信获取GPS的输出信息基础上,对无人车定位,同时根据经纬度信息,利用百度地图API的导航算法实现无人车的全局导航。在无人车的动态导航运行过程中,通过四线激光雷达获得障碍物检测信息,设计避障算法,实现避障功能;在无人车后部,利用超声传感器检测四线激光雷达的盲区,辅助无人车对后方障碍物的安全避障。最后,在分析四线激光雷达特点的基础上,介绍了根据TCP/IP以太网通信协议获取四线激光雷达的点云数据的方法;介...
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自动驾驶等级Fig.1.1Autopilotlevel
-8-1.2.3传感器在无人车中的作用及其发展现状无人驾驶的传感器主要用在无人驾驶的感知方面。感知系统需要多种传感器协同工作才会有更好的效果，图1.2为国内外部分公司开发的无人驾驶汽车使用感器情况情况以及传感器的国内外生成商，表1.1为无人驾驶汽车公司所配备主要传感器情况。图1.2无人车传感器作用及公司Fig.1.2Functionandcompanyofunmannedvehiclesensor表1.1部分公司无人驾驶车配备传感器情况Table1.1Somecompanies"driverlessvehiclesequippedwithsensors公司名称主要传感器特点／优势发展情况Waymo激光雷达毫米波雷达摄像头自主研制主要车载传感器，能有效降低成本；同时可以利用母公司Alphabet的生态系统，各种高科技技术触手可得，是行业中的领军者。测试车已经累计了900万英里的道路测试和数十亿英里的计算机模拟测试，联合其它行业公司对在菲尼克斯市的居民进行服务。特斯拉摄像头8个毫米波雷达1个超声波雷达12个特斯拉将在今后出产的车中都配备最新版本的Autopilot系统，并提供更新。目前全球已经有10万加的安装了Autopilot的车在行目前可以在高速公路上启用系统，并支持驶入使出高速。公司CEO马斯克表示适用于任何场景的自
-11-第2章无人车硬件系统设计2.1无人车平台介绍本文使用的无人车平台是集机械、电子、通信技术、信息技术和技术等理论知识的结合。它是一个高智能、多模块的复杂系统。它能在相对复杂的环境中工作，具有较强的组织性、适应性和规划能力。它装配的外部感知传感器单目摄像头，单线激光雷达，四线激光雷达，超声传感器，和一套GPS系统。本文所设计的无人车自主导航系统使用了四线激光雷达、GPS和超声传感器。其中是GPS是用来对无人车定位导航，四线激光雷达是对无人车的前方路面信息进行检测识别，同时利用后方的超声传感器防撞追尾，结合信息实现无人车的局部避障。无人车的实物图如图2.1和2.2所示，和总体结构图如图2.3所示：图2.1无人车后视图Fig.2.1Rearofunmannedvehicle图2.2无人车侧视图Fig.2.2Sideviewofunmannedvehicle
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人驾驶汽车的现状与未来发展[J]. 吴春辉. 汽车与驾驶维修(维修版). 2018(01)
[2]基于百度地图API的校园综合信息服务系统的设计与实现[J]. 潘安宁,杨昆. 电脑知识与技术. 2016(07)
[3]中国交通事故的统计分析及对策[J]. 王博宇,李杰伟. 当代经济. 2015(20)
[4]直流无级调速控制系统的设计[J]. 张劲松. 价值工程. 2015(16)
[5]国内外电动汽车发展现状、趋势及其对车用燃料的影响[J]. 罗艳托,汤湘华,胡爱君,陈剑锋. 国际石油经济. 2014(05)
[6]一种基于PKI架构的安全邮件安全性实验[J]. 王啸,刘爽. 信息安全与通信保密. 2014(01)
[7]我国汽车运输的发展与经济建设[J]. 梁霞,刘力. 科技创新与应用. 2012(01)
[8]汽车驾驶员的人为因素与交通安全[J]. 李昌吉. 疾病控制杂志. 2004(06)
博士论文
[1]用于导航的立体视觉系统[D]. 杜歆.浙江大学 2003
硕士论文
[1]基于强化学习的无人车路径规划的研究与实现[D]. 张惠.曲阜师范大学 2019
[2]无人驾驶车辆轨迹规划算法研究[D]. 杜卓洋.浙江大学 2019
[3]无人驾驶的路标识别算法研究[D]. 陈璐媛.浙江科技学院 2019
[4]无人驾驶车辆的路面信息感知技术研究[D]. 都凯悦.长春理工大学 2018
[5]农资电商平台的设计与实现[D]. 吴瑜婷.浙江农林大学 2018
[6]基于激光雷达的智能车横向避障研究[D]. 李勇.湖南大学 2017
[7]基于GNSS与WiFi室内外无缝定位算法的研究[D]. 吕皓.桂林理工大学 2017
[8]模块化外系统等效测试设备的设计与实现[D]. 陈德沅.中北大学 2016
[9]基于XPE平台的实船训练系统实时数据库的设计与实现[D]. 姜茜.大连海事大学 2015
[10]一种无人驾驶车辆路径跟踪控制方式研究[D]. 龚毅.南京理工大学 2014
本文编号：3049620
【文章来源】：沈阳理工大学辽宁省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自动驾驶等级Fig.1.1Autopilotlevel
-8-1.2.3传感器在无人车中的作用及其发展现状无人驾驶的传感器主要用在无人驾驶的感知方面。感知系统需要多种传感器协同工作才会有更好的效果，图1.2为国内外部分公司开发的无人驾驶汽车使用感器情况情况以及传感器的国内外生成商，表1.1为无人驾驶汽车公司所配备主要传感器情况。图1.2无人车传感器作用及公司Fig.1.2Functionandcompanyofunmannedvehiclesensor表1.1部分公司无人驾驶车配备传感器情况Table1.1Somecompanies"driverlessvehiclesequippedwithsensors公司名称主要传感器特点／优势发展情况Waymo激光雷达毫米波雷达摄像头自主研制主要车载传感器，能有效降低成本；同时可以利用母公司Alphabet的生态系统，各种高科技技术触手可得，是行业中的领军者。测试车已经累计了900万英里的道路测试和数十亿英里的计算机模拟测试，联合其它行业公司对在菲尼克斯市的居民进行服务。特斯拉摄像头8个毫米波雷达1个超声波雷达12个特斯拉将在今后出产的车中都配备最新版本的Autopilot系统，并提供更新。目前全球已经有10万加的安装了Autopilot的车在行目前可以在高速公路上启用系统，并支持驶入使出高速。公司CEO马斯克表示适用于任何场景的自
-11-第2章无人车硬件系统设计2.1无人车平台介绍本文使用的无人车平台是集机械、电子、通信技术、信息技术和技术等理论知识的结合。它是一个高智能、多模块的复杂系统。它能在相对复杂的环境中工作，具有较强的组织性、适应性和规划能力。它装配的外部感知传感器单目摄像头，单线激光雷达，四线激光雷达，超声传感器，和一套GPS系统。本文所设计的无人车自主导航系统使用了四线激光雷达、GPS和超声传感器。其中是GPS是用来对无人车定位导航，四线激光雷达是对无人车的前方路面信息进行检测识别，同时利用后方的超声传感器防撞追尾，结合信息实现无人车的局部避障。无人车的实物图如图2.1和2.2所示，和总体结构图如图2.3所示：图2.1无人车后视图Fig.2.1Rearofunmannedvehicle图2.2无人车侧视图Fig.2.2Sideviewofunmannedvehicle
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人驾驶汽车的现状与未来发展[J]. 吴春辉. 汽车与驾驶维修(维修版). 2018(01)
[2]基于百度地图API的校园综合信息服务系统的设计与实现[J]. 潘安宁,杨昆. 电脑知识与技术. 2016(07)
[3]中国交通事故的统计分析及对策[J]. 王博宇,李杰伟. 当代经济. 2015(20)
[4]直流无级调速控制系统的设计[J]. 张劲松. 价值工程. 2015(16)
[5]国内外电动汽车发展现状、趋势及其对车用燃料的影响[J]. 罗艳托,汤湘华,胡爱君,陈剑锋. 国际石油经济. 2014(05)
[6]一种基于PKI架构的安全邮件安全性实验[J]. 王啸,刘爽. 信息安全与通信保密. 2014(01)
[7]我国汽车运输的发展与经济建设[J]. 梁霞,刘力. 科技创新与应用. 2012(01)
[8]汽车驾驶员的人为因素与交通安全[J]. 李昌吉. 疾病控制杂志. 2004(06)
博士论文
[1]用于导航的立体视觉系统[D]. 杜歆.浙江大学 2003
硕士论文
[1]基于强化学习的无人车路径规划的研究与实现[D]. 张惠.曲阜师范大学 2019
[2]无人驾驶车辆轨迹规划算法研究[D]. 杜卓洋.浙江大学 2019
[3]无人驾驶的路标识别算法研究[D]. 陈璐媛.浙江科技学院 2019
[4]无人驾驶车辆的路面信息感知技术研究[D]. 都凯悦.长春理工大学 2018
[5]农资电商平台的设计与实现[D]. 吴瑜婷.浙江农林大学 2018
[6]基于激光雷达的智能车横向避障研究[D]. 李勇.湖南大学 2017
[7]基于GNSS与WiFi室内外无缝定位算法的研究[D]. 吕皓.桂林理工大学 2017
[8]模块化外系统等效测试设备的设计与实现[D]. 陈德沅.中北大学 2016
[9]基于XPE平台的实船训练系统实时数据库的设计与实现[D]. 姜茜.大连海事大学 2015
[10]一种无人驾驶车辆路径跟踪控制方式研究[D]. 龚毅.南京理工大学 2014
本文编号：3049620
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