无人驾驶小车导航系统及无人驾驶小车技术方案

本实用新型专利技术公开适用于室内外导航的无人驾驶小车导航系统和无人驾驶小车。该导航系统包括：卫星导航模块，检测无人驾驶小车的当前的位置信息，并该当前的位置信息传送给控制模块；惯性导航模块，将计算得到的无人驾驶小车当前的位姿信息传送给所述控制模块；磁带导航模块，将检测到的磁信号传送给所述控制模块；以及控制模块，分别与所述卫星导航模块、惯性导航模块以及磁带导航模块连接，在室外行驶时，利用从卫星导航模块接收的无人驾驶小车的当前的位置信息和当前的位姿信息对无人驾驶小车进行闭环控制，在室内行驶时，利用从磁带导航模块接收的磁信号对无人驾驶小车进行闭环控制。该无人驾驶小车包括小车主体和所述导航系统。

【技术实现步骤摘要】
无人驾驶小车导航系统及无人驾驶小车
本技术涉及车辆导航技术及车辆自动控制领域，具体涉及适用于室内外导航的无人驾驶小车导航系统及无人驾驶小车。
技术介绍
无人驾驶小车(AutomatedDrivingVehicle，简称ADV)的导航方式决定了由其组成的物流系统的柔性和系统运行时的可靠性，随着科学技术的发展，ADV的导航方式也多种多样，根据ADV导航线路的形式，可分为固定路径导航方式和自由路径导航方式。固定路径导航方式其成本较低，定位精度较高，也比较稳定可靠，但路径被限制，对现场环境要求较高；自由路径导航方式其路径变换灵活，柔性好，对现场环境的要求较低，但其定位精度受所用设备及导航控制算法的影响，致使在得到与固定路径导航方式同等定位精度的情况下，其ADV的造价更高。目前，无人驾驶小车常用的导航方式为激光导航方式、光学导航方式、磁带导航方式、视觉导航方式和电磁感应导航方式。电磁感应导航方式的优势在于导航线隐蔽，不易污染和破损，原理简单可靠，成本低，然而其导航路径的复杂度有限，且扩充或更改战线十分麻烦，缺少灵活性。光学导航方式是通过在行走路径上涂漆或粘贴色带，由光学传感器采入色带图像信号进行简单识别和处理来实现导航，其导航路径设置较为灵活，但对色带污染与损害很敏感，易受现场环境限制。磁带导航方式的优势在于其磁带铺设相对简单，更改导航路径也比较容易，但易被污染，易受外界环境的限制，适用于环境较好的条件。激光导航方式得优势在于柔性好，无需对地面进行任何处理，路径变换灵活方便，适用于各种现场环境，能够方便快捷的修改运动参数及行驶路径，但其控制及导航算法最为复杂，定位精度取决于激光头及算法，致使ADV的造价成本较高。视觉导航方式得典型优势在于ADV造价低，获取的信息量大，可构建全景的三维地图，可实现全自动导航，然而其受现场光线影响较大，信息处理量大，当前硬件设备难于满足其实时性要求，且图像处理算法尚未成熟。另外，专利文献1(公开号：CN101387522A)公开了一种基于电感线圈的电磁循迹方法，其控制及导航算法虽简单，成本低廉，但导航精度受感应线圈的数量及布局影响，外观较大，不便用于小型的ADV，且对于不同的环境需重新设计线圈数量与布局，过于麻烦。再有，专利文献2(公开号：CN103048996A)公开了基于激光扫描测距仪的自动引导车、系统及导航方法，虽采用激光扫描环境构建地图而后进行导航，相对于传统的基于反射板激光导航方式，其对环境的要求进一步降低；但其定位精度严重依赖于编码角、陀螺仪、激光头以及算法，且需要两个以上的激光头，致使导航及控制算法较为复杂，以及ADV的造价较高。专利文献3(CN103777637A)公开了一种无反射激光自主导航ADV小车及其导航方法，采用单激光扫描环境构建地图的方法进行导航，对比于传统基于反射板激光导航方式与多激光导航而言，其对现场环境的要求及算法进一步降低，但其路径规划严重依赖于马达编码器与陀螺仪，而且该导航方法的计算量过大，导航及控制算法的复杂度过高，致使ADV的造价也高。
技术实现思路
本技术是鉴于现有技术中存在的上述问题而做出的，其目的在于提供一种路径变换灵活、柔性好、造价低且可适用于室内外环境的无人驾驶小车导航系统以及无人驾驶小车。用于实现上述目的的本技术的适用于室内外导航的无人驾驶小车导航系统，包括：卫星导航模块，在无人驾驶小车在室内行驶时关闭而在无人驾驶小车在室外行驶时启动，检测无人驾驶小车的当前的位置信息，并将检测到的无人驾驶小车的当前的位置信息传送给控制模块；惯性导航模块，在无人驾驶小车在室内行驶时关闭而在无人驾驶小车在室外行驶时启动，将计算得到的无人驾驶小车当前的位姿信息传送给所述控制模块；磁带导航模块，在无人驾驶小车在室外行驶时关闭而在无人驾驶小车在室内行驶时启动，将检测到的磁信号传送给所述控制模块；以及所述控制模块，分别与所述卫星导航模块、惯性导航模块以及磁带导航模块连接，在无人驾驶小车在室外行驶时，利用从卫星导航模块接收的无人驾驶小车的当前的位置信息和当前的位姿信息对无人驾驶小车进行闭环控制，在无人驾驶小车在室内行驶时，利用从磁带导航模块接收的所述磁信号对无人驾驶小车进行闭环控制。进一步，上述无人驾驶小车导航系统还包括自动充电模块，该自动充电模块在无人驾驶小车的电量不足时，将电量信息及充电指令发送给所述控制模块，所述控制模块根据无人驾驶小车的当前的位置信息、当前的位姿信息或磁信号引导无人驾驶小车行驶到充电目标位置进行充电。进一步，上述无人驾驶小车导航系统还包括防撞模块，该防撞模块用于检测障碍物的存在与否，并在检测到障碍物的存在时，向所述控制模块发送障碍物的位置信息，所述控制模块根据无人驾驶小车的当前的位置信息、当前的位姿信息或磁信号以及所述障碍物的位置信息对无人驾驶小车进行闭环控制。用于实现上述目的的本技术的适用于室内外导航的无人驾驶小车，包括小车主体和上述适用于室内外导航的无人驾驶小车导航系统。进一步，上述无人驾驶小车，还包括无线通信模块，用于无线通信，该无线通信模块与所述控制模块连接。进一步，上述无人驾驶小车，还包括电量显示模块，用于表示电量信息，该电量显示模块与所述控制模块连接。进一步，上述无人驾驶小车，还包括语音提示模块，用于进行语音提示，该语音提示模块与所述控制模块连接。专利技术效果本技术的无人驾驶小车导航系统和无人驾驶小车，由于混合采用卫星导航模块、惯性导航模块、磁带导航方式，且在室内和室外时导航方式可自由切换，因此可满足室内及室外导航的双重需求，且造价不高。此外，本技术通过采用卫星导航和惯性导航进行双重定位，利用融合算法得到车辆实时位置信息，提高了定位精度。此外，本技术定位精度高、控制稳定可靠、结构简单、无全限定路径要求、导航路径修改方便。附图说明图1是示出第一实施例的无人驾驶小车导航系统的框图。图2是示出第二实施例的无人驾驶小车导航系统的框图。图3是示出第三实施例的无人驾驶小车导航系统的框图。图4是示出第四实施例的无人驾驶小车导航系统的框图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的适用于室内外的无人驾驶小车包括小车主体和无人驾驶小车导航系统。另外，无人驾驶小车还可以选择性地包括与控制模块连接的以下模块(未图示)中的任一种以上：用于无线通信的无线通信模块，与所述控制模块连接；用于表示电量信息的电量显示模块，与所述控制模块连接；开关按钮；作为电源的蓄电池；和/或与所述控制模块连接的用于进行语音提示的语音提示模块等。下面，具体说明无人驾驶小车导航系统及其导航方法的几个优选实施例。图1是示出第一实施例的无人驾驶小车导航系统的框图。如图1所示，第一实施例的无人驾驶小车导航系统100包括控制模块140、卫星导航模块110、惯性导航模块120以及磁带导航模块130。其中，卫星导航模块110可以是全球卫星定位系统(GPS)导航模块，也可以是其他卫星定本文档来自技高网...

【技术保护点】
无人驾驶小车导航系统，其特征在于，包括：卫星导航模块，在无人驾驶小车在室内行驶时关闭而在无人驾驶小车在室外行驶时启动，检测无人驾驶小车的当前的位置信息，并将检测到的无人驾驶小车的当前的位置信息传送给控制模块；惯性导航模块，在无人驾驶小车在室内行驶时关闭而在无人驾驶小车在室外行驶时启动，将计算得到的无人驾驶小车当前的位姿信息传送给所述控制模块；磁带导航模块，在无人驾驶小车在室外行驶时关闭而在无人驾驶小车在室内行驶时启动，将检测到的磁信号传送给所述控制模块；以及所述控制模块，分别与所述卫星导航模块、惯性导航模块以及磁带导航模块连接，在无人驾驶小车在室外行驶时，利用从卫星导航模块接收的无人驾驶小车的当前的位置信息和从所述惯性导航模块接收的当前的位姿信息对无人驾驶小车进行闭环控制，在无人驾驶小车在室内行驶时，利用从磁带导航模块接收的所述磁信号对无人驾驶小车进行闭环控制。

【技术特征摘要】
1.无人驾驶小车导航系统，其特征在于，包括：卫星导航模块，在无人驾驶小车在室内行驶时关闭而在无人驾驶小车在室外行驶时启动，检测无人驾驶小车的当前的位置信息，并将检测到的无人驾驶小车的当前的位置信息传送给控制模块；惯性导航模块，在无人驾驶小车在室内行驶时关闭而在无人驾驶小车在室外行驶时启动，将计算得到的无人驾驶小车当前的位姿信息传送给所述控制模块；磁带导航模块，在无人驾驶小车在室外行驶时关闭而在无人驾驶小车在室内行驶时启动，将检测到的磁信号传送给所述控制模块；以及所述控制模块，分别与所述卫星导航模块、惯性导航模块以及磁带导航模块连接，在无人驾驶小车在室外行驶时，利用从卫星导航模块接收的无人驾驶小车的当前的位置信息和从所述惯性导航模块接收的当前的位姿信息对无人驾驶小车进行闭环控制，在无人驾驶小车在室内行驶时，利用从磁带导航模块接收的所述磁信号对无人驾驶小车进行闭环控制。2.根据权利要求1所述的无人驾驶小车导航系统，其特征在于，还包括自动充电模块，该自动充电模块在无人驾驶小车的电量不足时，将电量信息及充电指令发送给所述控制模块，所述控制模块根据无人驾驶小车的当前的位置信息、当前的位姿信息或磁信号引导无人驾驶小车行驶到充电目标位置进行充电。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘建栋，周勇，张枭勇，孟柳，
申请(专利权)人：深圳市城市交通规划设计研究中心有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44