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基于北斗内核的室外无人车导航控制系统

2019-11-08 15:27 性质:转载 作者:云汉智能 来源:云汉智能
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1. 使用场景该系统供室外无人车、机器人使用,兼容大多数无人车、机器人平台,具备到手即用的能力。导航系统提供接口供客户二次开发,提供以下二次开发接口: ...

1. 使用场景

该系统供室外无人车、机器人使用,兼容大多数无人车、机器人平台,具备到手即用的能力。

导航系统提供接口供客户二次开发,提供以下二次开发接口: 

  • 后轮驱动前轮转向的车型底盘,例如:GEO多用途室外无人车通用平台

  • 双轮差速的机器人底盘,例如:NEO多用途服务机器人通用平台

  • 获取车辆信息包括:车辆ID;车辆在运行范围内的平面坐标和转角;速度;模式;任务进度;GPS位置;GPS定位状态;电量

  • 自动驾驶开发:包括:控制车辆前进后退;控制车辆转弯

  • 设置自动运行任务包括:设置车辆当前运行的线路

  • 指挥中心多车实时监控:能够在指挥中心提供多元、多车的实时监控与规划调度,当前车辆的剩余电量,联网状态,温度信息以及整车的各项信息可以在车载显示器上给出,便于用户使用前了解车辆的各项信息。

  • 感知和避让:能够对行人等自动感知和避让


  • 主动安全措施:通过激光雷达与红外接近等技术完成障碍物识别,超声波雷达帮助无人车进行障碍物判断等多传感器融合方式,提升鲁棒性,最终实现主动安全措施,保障车辆及行人安全。

  • 该系统可以提供最高1cm精度下的导航定位与车辆控制功能。并且可提供wifi或者4g通信信道,通过无线连接保持与远程控制的联系。

    基于差分双天线GPS+激光雷达的室外组合导航方案

    差分GPS定位导航的方案稳定可靠,需要预先测量精确的GPS电子地图或轨迹。使用GPS定位,使用ODO、IMU等手段对GPS不准确、过于离散的点进行修补,当长时间(10s以上)失去GPS精确定位的情况,应使用其他手段进行定位。

    该系统由千寻差分北斗部分、组合惯导、激光雷达、自动驾驶部分、遥控部分、通信系统组成。

    导航部分使用差分GPS导航方案,并使用车轮双码盘定位、惯导、激光雷达进行组合定位导航。同时,激光雷达和避障传感器共同实现避障和安全防护。

    平台具有障碍检测功能,支持车体周围最多16路红外开关、微动碰撞开关,保证行车安全。

    驱动可以使用直接pwm控制、正交编码器检测,也可以使用舵机信号。

    通过CAN总线连接全车传感、驱动器件,减少布线,增加可扩展性。数据量较大的模块直接连接到以太网,由主控板直接交互。

    通过在车身明显位置标识设置动力电急停按钮,在紧急情况下让人员可在现场直接停止车辆,并通过控制系统汇报给控制中心。

    4. 遥控调度功能

    无人系统不可避免需要进行遥控,所以无人车安装摄像头,并配合LED照明,通过无线链路,可选择将一路标清视频回传至远程控制端,由人工通过摇杆或键盘进行遥控。

    同时,车辆避障系统在人工遥控模式仍然有效。

    遥控调度系统可监视、遥控多辆无人车。作为系统软件,分为前台、后台,后台程序部署在Linux服务器上,具有不间断服务能力。遥控调度系统具有的功能:

  • 通过ip网络连接无人车,监控、存储、回放车辆状态

  • 接收、存储、管理、回放无人车视频

  • 通过键盘控制无人车的基本运行:前进、后退,加速减速,转向。

  • 利用车辆平台的辅助驾驶功能简化操作,实现直线定速巡航、巡线行使等功能的操作逻辑

  • 接收车辆报警信息,方便的管理报警信息与车辆参数、控制

  • 可在同一终端同时遥控多辆无人车

  • 提供载荷控制的信道接口

  • 遥控调度系统需要由服务器和控制终端计算机组成,服务器可以使用云服务。操作终端使用CS+BS两种架构,CS架构的客户端方便通过视频服务获取低延时控制视频,bs架构方便对系统进行配置、管理。

    遥控调度系统的后台分为视频服务、数据转发服务、数据库服务。

    前台分为车辆遥控界面和车辆信息统计界面。车辆遥控界面分多个屏幕显示车辆实时视频、实时数据和地理位置,并通过摇杆操作车辆行驶,或通过按钮操作车辆自动行驶。

    软件框图如下:

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