无人车辆自动驾驶精确定位装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置及方法涉及无人车自动定位领域。其目的是为了提供一种安装周期短、维护方便、成本低的无人车辆自动驾驶精确定位装置及方法。本发明专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置包括路标毫米波发射器、毫米波阵列接收天线、天线阵列基板、集卡和安装在集卡上的自驾控制系统，路标毫米波发射器在地面上设置有多个，毫米波阵列接收天线固定在天线阵列基板上，毫米波阵列接收天线在天线阵列基板上采用两行交错排列布局，天线阵列基板安装在集卡的两端车头的下方。基板安装在集卡的两端车头的下方。基板安装在集卡的两端车头的下方。

【技术实现步骤摘要】
无人车辆自动驾驶精确定位装置及方法


[0001]本专利技术涉及无人车自动定位
，特别是涉及一种无人车辆自动驾驶精确定位装置及方法。

技术介绍

[0002]AGV(Automated Guided Vehicle)是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶的具有安全保护功能的运载工具。目前得到实际应用的是通过在指定地面铺设大量磁钉，实现无人车辆的精确定位。
[0003]但是基于磁钉技术的AGV组合导航系统，需要在指定路段地下埋设几万枚磁钉，并且磁钉安装方式繁琐；磁钉布设密度大，价格高；导致施工周期长，投入成本巨大。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种安装周期短、维护方便、成本低的无人车辆自动驾驶精确定位装置及方法。
[0005]本专利技术提供的一个技术方案，无人车辆自动驾驶精确定位装置，包括路标毫米波发射器、毫米波阵列接收天线、天线阵列基板、集卡和安装在集卡上的自驾控制系统，路标毫米波发射器在地面上设置有多个，毫米波阵列接收天线固定在天线阵列基板上，毫米波阵列接收天线在天线阵列基板上采用两行交错排列布局，天线阵列基板安装在集卡的两端车头的下方。
[0006]本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置，其中所述路标毫米波发射器内含有信号发生器。
[0007]本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置，其中所述路标毫米波发射器的天线方向角垂直向上，并能够调整天线方向角的大小。
[0008]本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置，其中所述毫米波阵列接收天线的定位精度为相邻两个天线单元水平间距的一半。
[0009]本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置，其中所述集卡能够沿着路标毫米波发射器水平方向、垂直方向，以及相对于水平以及垂直方向45
°
方向行驶。
[0010]本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置，其中所述自驾控制系统包含毫米波信号处理器和整车控制器，毫米波信号处理器与整车控制器连接，能够向整车控制器发送信号。
[0011]本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置，其中所述毫米波信号处理器包括依次连接的接收电路、带通滤波器、混频器、信号放大器、峰值检测电路、模数转换器和数字信号处理器。
[0012]本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置，其中所述毫米波信号处理器包括依次连接的接收电路、带通滤波器、混频器、信号放大器、峰值检测电路、模数转换器和微控制单元。
[0013]本专利技术提供的另一个技术方案，无人车辆自动驾驶精确定位方法，包括以下步骤：
[0014]S10，在指定路面上，根据精密地图部署要求，安装路标毫米波发射器，配置信号频率，实时广播发射单频连续波信号；
[0015]S20，自驾控制系统中的毫米波信号处理器中的接收电路，通过选择开关依次轮流选通毫米波阵列接收天线的每个天线单元，获得每个天线单元接收到路标毫米波发射器信号后，处理获得数字信号；
[0016]S30，数字信号处理器依次逐行读取每行天线单元的峰值电压；再将读取到天线单元峰值缓存，经过排序算法计算出接收信号强度最强的天线单元；
[0017]S40，通过路标毫米波发射器的参数，计算出接收峰值的单元天线到路标毫米波发射器之间的距离；
[0018]S50，根据接收功率最大的天线单元相对阵列天线中心距离，通过序号差值乘以天线单元间距计算出集卡的偏移距离；
[0019]S60，根据信号处理器中的接收电路读取路标毫米波发射器的发射频率，再根据路标部署频率和距离的编码关系，以及集卡与路标毫米波发射器之间的距离，计算出集卡在运行精密地图中的实际位置；
[0020]S70，利用两行交错的毫米波阵列接收天线，计算出集卡的运动速度和方向；
[0021]S80，自驾控制系统的毫米波信号处理器将实际获取集卡的在精密地图中的位置坐标，发送给整车控制器，实现集卡沿规定的导引路径行驶。
[0022]本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位方法，其中在步骤S40中，所述参数包括发射功率、发射天线增益、接收天线单元功率和接收天线的增益。
[0023]本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置及方法与现有技术不同之处在于，本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置及方法采用路标发射器采用单频进行连续毫米波进行广播发射，代替了磁钉导航，且路标发射器的天线发射方向角可以调整；通过采用两排交错排列方式的毫米波阵列接收天线，计算车速和车向；通过联合调整路标之间的间距、路标发射器天线方向角以及接收阵列天线排列间距，调节定位精度；通过路标发射的频率与相应位置信息编码，部署构建精密地图。
[0024]相比传统的磁钉导航技术，本专利技术采用的路标发射器相比磁钉来说，具有成本低、非常容易安装、维护简单且施工工期短等优点。同时满足酒店、游乐场、矿山以及港口等活动范围相对有限的场所，具备很好的推广价值以及应用前景。
[0025]下面结合附图对本专利技术的本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置及方法作进一步说明。
附图说明
[0026]图1为本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置的俯视图；
[0028]图3为本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置中毫米波天线接收器的结构示意图；
[0029]图中标记示意为：1
‑
路标毫米波发射器；2
‑
毫米波阵列接收天线；3
‑
天线阵列基板；4
‑
自驾控制系统；5
‑
集卡。
具体实施方式
[0030]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0031]如图1
‑
图3所示，本专利技术无人车辆自动驾驶精确定位装置包括路标毫米波发射器1、毫米波阵列接收天线2、天线阵列基板3、自驾控制系统4和集卡5。
[0032]路标毫米波发射器1在地面上设置有多个，路标毫米波发射器1的天线方向角垂直向上，能够实时广播发射单频连续波信号，根据实际定位精度，可以调整天线方向角大小。路标毫米波发射器1内含有信号发生器。在路标毫米波发射器1在部署时，建立路标毫米波发射器1发射的频率与相应位置坐标编码的对应关系，因此在建立路标毫米波发射器1安装完成后，可以构建出精密的地图。
[0033]毫米波阵列接收天线2固定在天线阵列基板3上，共同组成毫米波天线接收器。毫米波阵列接收天线2在天线阵列基板3上采用两行交错排列布局，天线单元的水平间距为d1，纵向间距为d2；定位精度为0.5
×
d1。毫米波天线接收器安装在集卡5的两端车头的下方。
[0034]集卡5可以沿着路标毫米波发射器1水平方向、垂直方向，以及相对于水平以及垂直方向45
°
方向行驶。
[0035]自驾控制系统4安装在集卡5上，自驾控制系统4包含毫米波信号处理器和整车控制器VCU(Vehicular Communication本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人车辆自动驾驶精确定位装置，其特征在于：包括路标毫米波发射器、毫米波阵列接收天线、天线阵列基板、集卡和安装在集卡上的自驾控制系统，路标毫米波发射器在地面上设置有多个，毫米波阵列接收天线固定在天线阵列基板上，毫米波阵列接收天线在天线阵列基板上采用两行交错排列布局，天线阵列基板安装在集卡的两端车头的下方。2.根据权利要求1所述的无人车辆自动驾驶精确定位装置，其特征在于：所述路标毫米波发射器内含有信号发生器。3.根据权利要求1所述的无人车辆自动驾驶精确定位装置，其特征在于：所述路标毫米波发射器的天线方向角垂直向上，并能够调整天线方向角的大小。4.根据权利要求1所述的无人车辆自动驾驶精确定位装置，其特征在于：所述毫米波阵列接收天线的定位精度为相邻两个天线单元水平间距的一半。5.根据权利要求1所述的无人车辆自动驾驶精确定位装置，其特征在于：所述集卡能够沿着路标毫米波发射器水平方向、垂直方向，以及相对于水平以及垂直方向45
°
方向行驶。6.根据权利要求1所述的无人车辆自动驾驶精确定位装置，其特征在于：所述自驾控制系统包含毫米波信号处理器和整车控制器，毫米波信号处理器与整车控制器连接，能够向整车控制器发送信号。7.根据权利要求6所述的无人车辆自动驾驶精确定位装置，其特征在于：所述毫米波信号处理器包括依次连接的接收电路、带通滤波器、混频器、信号放大器、峰值检测电路、模数转换器和数字信号处理器。8.根据权利要求6所述的无人车辆自动驾驶精确定位装置，其特征在于：所述毫米波信号处理器包括依次连接的接收电路、带通滤波器、混频器、信号放...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏景松，甘程元，刘芳，闻婷，唐旭，
申请(专利权)人：北京特种机械研究所，
类型：发明
国别省市：