一种无人驾驶车辆单向隧道通行方法及无人驾驶车辆技术

本发明专利技术涉及车辆领域，公开了一种无人驾驶车辆单向隧道通行方法及无人驾驶车辆。本发明专利技术提供的无人驾驶车辆单向隧道通行方法采用激光雷达进行测距，不受隧道内GPS信号强弱的影响及车道线条件的影响，同时无需构建离线地图，通过无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线与隧道中轴线之间的差值、预瞄距离计算期望车轮转角，再根据期望车轮转角和转向传动比计算期望方向盘转角，根据期望方向盘转角和实际方向盘转角控制无人驾驶车辆在隧道内行驶，使期望方向盘转角与实际方向盘转角之间的差值在预设转角差值范围内，算法简单，参数调节方便，可实施性强。

One way tunnel traffic method and driverless vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种无人驾驶车辆单向隧道通行方法及无人驾驶车辆
本专利技术涉及车辆领域，尤其涉及一种无人驾驶车辆单向隧道通行方法及无人驾驶车辆。
技术介绍
隧道通行是无人驾驶技术优劣的一个重要评判标准，隧道是一个非开阔场景，对卫星信号形成了遮挡，因此GPS定位技术存在很大的误差，现有技术虽然将GPS和IMU技术结合进行导航以提高定位精度，但是随着时间积累的误差仍无法保证车辆一定能够正常通过隧道。针对上述技术问题，现有技术主要提出了两种解决方案，一种方案是基于车道保持的规划方法，但是该方法要求在昏暗的条件下对车道线进行准确识别，对传感器的性能和识别算法提出了较高的要求，当隧道内无车道线或车道线不清晰时，限制了该方法的使用。另一种方案是应用匹配定位结果进行车辆无人驾驶的规划方法，其中匹配定位算法是实现通过传感器扫描环境信息，构建离线地图，再应用传感器实时扫描环境信息与该离线地图进行匹配，从而修订定位结果。该方法虽然克服了隧道遮挡对定位准确性的影响，但是需要提前构建离线地图，同时匹配定位算法复杂，对硬件结果的性能要求较高，不适合推广使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无人驾驶车辆单向隧道通行方法及无人驾驶车辆，能够保证车辆正常通过隧道。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种无人驾驶车辆单向隧道通行方法，包括以下步骤：通过激光雷达实时测距以获取无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线到隧道沿前进方向两侧边界的距离；根据所述距离计算无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线与隧道中轴线之间的差值；根据所述差值和无人驾驶车辆的预瞄距离计算无人驾驶车辆的期望车轮转角；根据期望车轮转角和无人驾驶车辆的转向传动比计算无人驾驶车辆的期望方向盘转角；根据期望方向盘转角和实际方向盘转角控制无人驾驶车辆在隧道内行驶，使期望方向盘转角与实际方向盘转角之间的差值在预设转角差值范围内。作为上述无人驾驶车辆单向隧道通行方法的一种优选技术方案，激光雷达安装于无人驾驶车辆中部，构建相对坐标系，以激光雷达中心为坐标原点，以无人驾驶车辆前进方向为x轴正向，沿前进方向向左为y轴正向，向下为z轴正向；通过激光雷达实时获取点云坐标，对点云坐标进行中值滤波，以计算无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线到隧道沿前进方向两侧边界的距离。作为上述无人驾驶车辆单向隧道通行方法的一种优选技术方案，在对点云坐标进行中值滤波之前，对点云坐标进行降噪滤波。作为上述无人驾驶车辆单向隧道通行方法的一种优选技术方案，无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线到隧道沿前进方向两侧边界的距离分别为和其中，nL和nR分别表示在预设坐标范围内提取出的位于无人驾驶车辆沿前进方向左侧和右侧的点云数量，yLi及yRi分别表示位于无人驾驶车辆沿前进方向左侧和右侧的第i个激光雷达测点的y轴坐标。作为上述无人驾驶车辆单向隧道通行方法的一种优选技术方案，在隧道为沿前进方向左右两侧同时延伸的隧道时，无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线与隧道中轴线之间的差值作为上述无人驾驶车辆单向隧道通行方法的一种优选技术方案，在隧道为沿前进方向左侧延伸的单侧隧道时，无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线与隧道中轴线之间的差值其中W表示隧道的预估宽度。作为上述无人驾驶车辆单向隧道通行方法的一种优选技术方案，在隧道为沿前进方向右侧延伸的单侧隧道时，无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线与隧道中轴线之间的差值其中W表示隧道的预估宽度。作为上述无人驾驶车辆单向隧道通行方法的一种优选技术方案，无人驾驶车辆的期望车轮转角为其中，L为无人驾驶车辆的轴距，lpred表示无人驾驶车辆的预瞄距离，R表示无人驾驶车辆的前轮转弯半径。作为上述无人驾驶车辆单向隧道通行方法的一种优选技术方案，无人驾驶车辆的期望方向盘转角为其中η表示无人驾驶车辆的转向传动比。本专利技术还提供了一种无人驾驶车辆，包括上述的无人驾驶车辆单向隧道通行方法。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的无人驾驶车辆单向隧道通行方法，通过激光雷达实时测距以获取无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线到隧道沿前进方向两侧边界的距离；根据所述距离计算无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线与隧道中轴线之间的差值；根据所述差值和无人驾驶车辆的预瞄距离计算无人驾驶车辆的期望车轮转角；根据期望车轮转角和无人驾驶车辆的转向传动比计算无人驾驶车辆的期望方向盘转角；根据期望方向盘转角和实际方向盘转角控制无人驾驶车辆在隧道内行驶，使期望方向盘转角与实际方向盘转角之间的差值在预设转角差值范围内。本专利技术采用激光雷达进行测距，不受隧道内GPS信号强弱的影响及车道线条件的影响，同时无需构建离线地图即可得出无人驾驶车辆的期望方向盘转角，以根据期望方向盘转角对车辆进行控制，算法简单，参数调节方便，可实施性强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本专利技术实施例的内容和这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术具体实施方式提供的无人驾驶车辆单向隧道通行方法的流程图；图2是本专利技术具体实施方式提供的单点预瞄原理图。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部。图1是本实施例提供的无人驾驶车辆单向隧道通行方法的流程图，如图1所示，本实施例提供了一种无人驾驶车辆单向隧道通行方法，包括以下步骤：S1、通过激光雷达实时测距以获取无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线到隧道沿前进方向两侧边界的距离。激光雷达安装于无人驾驶车辆中部，优选地，激光雷达安装于无人驾驶车辆的顶部，以避免低处的绿化带等对测量结果造成影响。在计算无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线到隧道沿前进方向两侧边界的距离时，构建相对坐标系，以激光雷达中心为坐标原点，以无人驾驶车辆前进方向为x轴正向，沿前进方向向左为y轴正向，向下为z轴正向。通过激光雷达沿360°方向实时测距以获取点云坐标，应用PCL库对点云坐标进行降噪滤波，以去除点云坐标中的噪点；然后对经过降噪滤波的点云坐标进行中值滤波，以计算无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线到隧道沿前进方向两侧边界的距离。通过激光雷达沿360°方向实时测距以获取点云坐标的方式、如何应用PCL库对点云坐标进行降噪滤波等均为现有技术，在此不再赘叙。无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线到隧道沿前进方向两侧边界的距离分别为和其中，nL和nR分别表示在预设坐标范围内提取出的位于无人驾驶车辆沿前进方向左侧和右侧的点云数量，yLi及yRi分别表示位于无人驾驶车辆沿前进方向左侧和右侧的第i个激光雷达本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人驾驶车辆单向隧道通行方法，其特征在于，包括以下步骤：/n通过激光雷达实时测距以获取无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线到隧道沿前进方向两侧边界的距离；/n根据所述距离计算无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线与隧道中轴线之间的差值；/n根据所述差值和无人驾驶车辆的预瞄距离计算无人驾驶车辆的期望车轮转角；/n根据期望车轮转角和无人驾驶车辆的转向传动比计算无人驾驶车辆的期望方向盘转角；/n根据期望方向盘转角和实际方向盘转角控制无人驾驶车辆在隧道内行驶，使期望方向盘转角与实际方向盘转角之间的差值在预设转角差值范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人驾驶车辆单向隧道通行方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过激光雷达实时测距以获取无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线到隧道沿前进方向两侧边界的距离；
根据所述距离计算无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线与隧道中轴线之间的差值；
根据所述差值和无人驾驶车辆的预瞄距离计算无人驾驶车辆的期望车轮转角；
根据期望车轮转角和无人驾驶车辆的转向传动比计算无人驾驶车辆的期望方向盘转角；
根据期望方向盘转角和实际方向盘转角控制无人驾驶车辆在隧道内行驶，使期望方向盘转角与实际方向盘转角之间的差值在预设转角差值范围内。


2.根据权利要求1所述的无人驾驶车辆单向隧道通行方法，其特征在于，激光雷达安装于无人驾驶车辆中部，构建相对坐标系，以激光雷达中心为坐标原点，以无人驾驶车辆前进方向为x轴正向，沿前进方向向左为y轴正向，向下为z轴正向；
通过激光雷达实时获取点云坐标，对点云坐标进行中值滤波，以计算无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线到隧道沿前进方向两侧边界的距离。


3.根据权利要求2所述的无人驾驶车辆单向隧道通行方法，其特征在于，在对点云坐标进行中值滤波之前，对点云坐标进行降噪滤波。


4.根据权利要求2所述的无人驾驶车辆单向隧道通行方法，其特征在于，无人驾驶车辆沿前进方向的中轴线到隧道沿前进方向两侧边界的距离分别为和其中，nL和nR分别表示在预设坐标范围内提取...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪峰，尚秉旭，刘洋，陈志新，李宇寂，王迪，许朝文，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22