一种无人驾驶融合感知边缘处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术为一种无人驾驶融合感知边缘处理装置，其特征在于：包括壳体、传感器组件、控制器组件、传感器补偿组件、电源接口和通信接口，传感器组件设置于壳体一侧，控制器组件设置于壳体内部，传感器补偿组件设置于传感器组件上表面，电源接口和通信接口设置于壳体侧面，电源接口和通信接口与控制器组件电连接。本技术方案集成传感器和控制器于一装置内部，装置与车辆本身可拆卸，减少了故障更换的困难程度；通过视觉和毫米波雷达两种传感器配合实现了融合感知，边缘处理装置实现了车前的180

【技术实现步骤摘要】
一种无人驾驶融合感知边缘处理装置


[0001]本技术涉及边缘计算与环境感知
，特别是涉及一种无人驾驶融合感知边缘处理装置。

技术介绍

[0002]环境探测与感知是无人驾驶的核心技术之一，需要对车辆周围的地面、动态物体和静态物体进行探测、定位和追踪。环境探测与感知主要由三个部分组成，摄像头、毫米波雷达和激光雷达等传感器，用于人工智能计算的计算设备以及探测与感知算法。
[0003]现有的环境探测与感知装置传感器，以无人农机田间作业场景深松为例，深松作业是为了保持田面平整、土壤细碎、深浅一致从而提高土壤蓄水能力使粮食增产的基本田间作业流程之一，其作业过程中往往尘土飞扬；由于要进行地块全覆盖工作，农机机头朝向往往会覆盖360
°
，这样就导致视觉传感器的失效，会在光线变化时过度曝光、在尘土飞扬时无法透过尘土检测到人、牲畜、田间车辆等障碍物或者产生误检测。
[0004]且现有的环境探测与感知系统均为整车系统，其难以实现整体检测装置的模块化，其可替换性大大降低。
[0005]针对此问题，现需一种无人驾驶融合感知边缘处理装置，通过毫米波雷达和双目摄像头互补实现作业功能同时具有小型化易于拆卸更换的优点。

技术实现思路

[0006]本技术是为了解决现有技术中环境探测与感知系统均为整车系统，其难以实现整体检测装置的模块化，其可替换性大大降低；同时视觉传感器检测失效，会在光线变化时过度曝光、在尘土飞扬时无法透过尘土检测到人、牲畜、田间车辆等障碍物或者产生误检测的问题，提供了一种无人驾驶融合感知边缘处理装置，通过整合传感器与控制器，使用毫米波雷达和双目摄像头同时传感，解决了上述问题。
[0007]本技术提供了一种无人驾驶融合感知边缘处理装置，包括壳体、传感器组件、控制器组件、传感器补偿组件、电源接口和通信接口，传感器组件设置于壳体一侧，控制器组件设置于壳体内部，传感器补偿组件设置于传感器组件上表面，电源接口和通信接口设置于壳体侧面，电源接口与控制器组件、通信接口与控制器组件电连接；
[0008]传感器组件包括至少一个的摄像装置和传感器壳，摄像装置镜头设置于传感器壳一侧面，摄像装置与控制器组件电连接，传感器壳固定于壳体一侧面；
[0009]传感器补偿组件包括第一雷达和第二雷达，第一雷达和第二雷达均设置于传感器壳设置有摄像装置镜头一侧的上表面，第一雷达和第二雷达呈开口向内侧的U型排布且第一雷达和第二雷达重合的功能区中线投影与摄像装置功能区中线投影重合。
[0010]毫米波雷达的波瓣范围更大，距离等检测结果更稳定，但是没有语义信息。双目摄像头检测范围稍窄，但是可以实现语义分割，目标识别，距离探测等。将二者的优势结合，毫米波以一定的角度放置在双目两侧。这样设计的结果是，该融合感知边缘处理装置实现了
车前的180
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范围内的完全覆盖。同时，对于车前进方向的重点区域内，实现了毫米波和双目的多重冗余检测，互为校验，并包含语义信息。
[0011]本技术的一种无人驾驶融合感知边缘处理装置，作为优选方式，控制器组件包括控制器本体、电源模块、扩展接口和控制器壳，控制器本体连接电源模块，扩展接口连接控制器本体，电源模块连接电源接口，控制器本体、电源模块和扩展接口均设置于控制器壳内部，控制器壳设置于壳体内部。
[0012]本技术的一种无人驾驶融合感知边缘处理装置，作为优选方式，控制器本体包括处理器和边缘计算单元核心，处理器和边缘计算单元核心电连接，电源模块与处理器和边缘计算单元核心分别连接，通信接口连接处理器，处理器用于接收和预处理传感器组件和传感器补偿组件的信息，预处理后的传感器信息传送至所述边缘计算单元核心，进行周边的障碍物识别。
[0013]边缘计算单元核心采用低功耗算力比的边缘计算设备，负责自动驾驶任务中消耗算力最高的环境感知部分，多个传感器与该边缘计算设备相连，实现融合感知。用以解决传统技术方案中使用IPC造成的性能过剩，防护等级低，体积大，不便布置，线束过多的问题。
[0014]本技术的一种无人驾驶融合感知边缘处理装置，作为优选方式，摄像装置为双目摄像机，双目摄像机两摄像镜头设置于壳体一侧面同一高度。
[0015]本技术的一种无人驾驶融合感知边缘处理装置，作为优选方式，第一雷达包括第一雷达本体和第一雷达支架，第二雷达包括第二雷达本体和第二雷达支架，第一雷达支架和第二雷达支架为L形杆状结构，第一雷达支架和第二雷达支架分别于传感器壳上表面左右两侧相对设置，第一雷达支架另一端设置第一雷达本体，第二雷达支架另一端设置第二雷达本体，第一雷达本体和第二雷达本体功能区投影的并集为钝角扇形。
[0016]本技术的一种无人驾驶融合感知边缘处理装置，作为优选方式，传感器组件还包括惯性测量仪，惯性测量仪设置于传感器壳内部，惯性测量仪连接控制器组件。
[0017]本技术的一种无人驾驶融合感知边缘处理装置，作为优选方式，壳体外表面设置有防水层，壳体与传感器壳之间设置有防水垫圈和硅胶。
[0018]双目等传感器对于信号传输距离，信号线材质要求极高，越短的传输距离，越少的信号线延长和转接，连通及识别效果越好，这是将算力从中央计算单元中分离出来，放置于边缘的重要原因。但是目前市面上尚无工业级和车规级双目感知产品，实际使用面临恶劣环境和可靠性的双重考验。本技术方案重点考虑故障更换的难易程度，将传感器的外壳直接连接在计算单元的外壳上，两个外壳之间通过防水垫圈和硅胶等进行了防水处理。同时分离式的外壳设计，也使得替换、维修损坏部件等更加简单方便。
[0019]本技术有益效果如下：
[0020](1)双目相机具有人脸、物体识别能力强，抗自然光干扰、可室外全天候工作等特点，而毫米波雷达具有穿透雾、烟、灰尘能力，且不易受目标物体形状、颜色等干扰的特性也使其和视觉传感器互补，实现视觉传感器短时失效时的稳定目标检测；
[0021](2)本技术方案集成传感器和控制器于一装置内部，装置与车辆本身可拆卸，减少了故障更换的困难程度；
[0022](3)通过视觉和毫米波两种传感器配合实现了融合感知，边缘处理装置实现了车前的180
°
范围内的完全覆盖；
[0023](4)对于车前进方向的重点区域内，实现了毫米波和双目的多重冗余检测，互为校验；
[0024](5)采用边缘计算单元核心，降低集中式算力的需求，提升信号传输稳定性，简化整车电气架构设计、线束设计及线束布置。
附图说明
[0025]图1为一种无人驾驶融合感知边缘处理装置俯视示意图；
[0026]图2为一种无人驾驶融合感知边缘处理装置传感器组件主视示意图；
[0027]图3为一种无人驾驶融合感知边缘处理装置传感器补偿组件示意图；
[0028]图4为一种无人驾驶融合感知边缘处理装置控制器组件示意图；
[0029]图5为一种无人驾驶融合感知边缘处理装置控制器本体示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人驾驶融合感知边缘处理装置，其特征在于：包括壳体(1)、传感器组件(2)、控制器组件(3)、传感器补偿组件(4)、电源接口(5)和通信接口(6)，所述传感器组件(2)设置于所述壳体(1)一侧，所述控制器组件(3)设置于所述壳体(1)内部，所述传感器补偿组件(4)设置于所述传感器组件(2)上表面，所述电源接口(5)和所述通信接口(6)设置于所述壳体(1)侧面，所述电源接口(5)和所述通信接口(6)与所述控制器组件(3)电连接；所述传感器组件(2)包括至少一个的摄像装置(21)和传感器壳(22)，所述摄像装置(21)镜头设置于所述传感器壳(22)一侧面，所述摄像装置(21)与所述控制器组件(3)电连接，所述传感器壳(22)固定于所述壳体(1)一侧面；所述传感器补偿组件(4)包括第一雷达(41)和第二雷达(42)，所述第一雷达(41)和所述第二雷达(42)均设置于传感器壳(22)设置有摄像装置(21)镜头一侧的上表面，所述第一雷达(41)和所述第二雷达(42)呈开口向内侧的U型排布且所述第一雷达(41)和所述第二雷达(42)重合的功能区中线投影与所述摄像装置(21)功能区中线投影重合。2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶融合感知边缘处理装置，其特征在于：所述控制器组件(3)包括控制器本体(31)、电源模块(32)、扩展接口(33)和控制器壳(34)，所述控制器本体(31)连接所述电源模块(32)，所述扩展接口(33)连接所述控制器本体(31)，所述电源模块(32)连接所述电源接口(5)，所述控制器本体(31)、所述电源模块(32)和所述扩展接口(33)均设置于所述控制器壳(34)内部，所述控制器壳(34)设置于所述壳体(1)内部。3.根据权利要求2所述的一种无人驾驶融合感知边缘处理装置，其特征在于：所述控制器本体(31)...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁野，韩威，国大伟，杨顺，郑思仪，刘继凯，刘凯，史志坚，
申请(专利权)人：北京中科原动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：