一种无人巡逻车的制作方法

1.本申请涉及交通设施技术领域，更具体地说，涉及一种无人巡逻车。


背景技术：

2.高速公路交通安全管理工作中，因恶劣天气、交通事故的原因造成的压车情况时有发生，尤其在恶劣天气和夜间情况下，因压车造成追尾事故也是屡见不鲜，当高速路上有事故发生时，由于后方来车无法及时得知前方车况，因此易出现二次事故甚至人员伤亡情况。为此，需要交警在处理事故现场情况的同时分配警力在事故点前方放置路障，或通过灯光、报警器等醒目手段来提醒后方来车，这会消耗额外的人力成本，同时高速公路上高速行驶的车辆还会因为增加警员的人身危险。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本申请提供一种无人巡逻车，用于在高速公路上发生事故时提醒前方来车及时避让，以降低额外的人力成本并同时降低警员的人身风险。
4.为了实现上述目的，现提出的方案如下：
5.一种无人巡逻车，包括运载底盘、设置在所述运载底盘上的主控设备、雷达、天线设备和警示设备，其中：
6.所述天线设备用于接收卫星定位信号、控制指令和警示信息，并将所述卫星定位信号、所述控制指令和所述警示信息发送至所述主控设备；
7.所述雷达设置在所述运载底盘的前部，用于对前方进行探测，并向所述主控设备输出雷达信号；
8.所述主控设备用于根据所述卫星定位信号解算当前位置，并根据所述当前位置和所述控制指令控制所述运载底盘运行，并在所述运载底盘运行时基于所述雷达信号控制所述运载底盘进行避障，并将所述警示信息发送至所述警示设备；
9.所述警示设备用于基于所述警示信息向前方来车发出警示信号、警报声音和/或警示内容。
10.可选的，所述天线设备包括卫星定位天线和差分信号接收天线。
11.可选的，所述运载底盘的行走部件包括主控制器和电机，其中：
12.所述电机用于驱动所述运载底盘上设置的行走轮；
13.所述主控制器用于控制所述电机运转。
14.可选的，所述雷达包括激光雷达和/或超声雷达。
15.可选的，所述警示设备包括显示屏、警示灯、警报器和扬声器中的部分或全部。
16.从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种无人巡逻车，包括运载底盘、设置在运载底盘上的主控设备、雷达、天线设备和警示设备。天线设备用于接收卫星定位信号、控制指令和警示信息，并将卫星定位信号、控制指令和警示信息发送至主控设备；雷达设置在运载底盘的前部，用于对前方进行探测，并向主控设备输出雷达信号；主控设备用于根据
卫星定位信号解算当前位置，并根据当前位置和控制指令控制运载底盘运行，并在运载底盘运行时基于雷达信号控制运载底盘进行避障，并将警示信息发送至警示设备；警示设备用于基于警示信息向前方来车发出警示信号、警报声音和/或警示内容。在高速公路上发生时，可以控制其运动到所需位置并实时发出声音、灯光或其他信息，也就无需警员前出放置路障，这样一来不仅节省了人力成本，还避免了警员发生人身危险。
附图说明
17.为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本申请实施例的一种无人巡逻车的示意图；
19.图2为本申请实施例的无人巡逻车的一种硬件连接示意图；
20.图3为本申请实施例的无人巡逻车的另一种硬件连接示意图；
21.图4为本申请实施例的无人巡逻车的控制流程图；
22.图5为本申请实施例的无人巡逻车的工作流程图。
具体实施方式
23.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
24.实施例
25.图1为本申请实施例的一种无人巡逻车的示意图。
26.如图1所示，本实施例提供的无人巡逻车包括运载底盘9，在运载底盘上设置有主控设备(未示出)、雷达8、天线设备和警示设备。运载底盘用于在主控设备的控制下沿规定路线行进，主控设备分别与雷达、天线设备、警示设备信号连接，如图2所示。
27.该天线设备用于接收卫星定位信号、控制指令和警示信息。卫星定位信号是指卫星定位系统的定位卫星从空中发送的无线电信号，控制指令是指出警的警员利用移动通信设备或者专用的遥控设备发送的无线电控制信号，警示信息是指用于向前方车辆的驾驶人员发出的提示信息。
28.天线设备至少包括卫星信号接收天线4和5，还包括用于接收差分信号的差分信号接收天线6和7，差分信号与卫星定位信号结合可以使定位设备计算得到更为精确的位置数据，可以达到厘米级或者毫米级。卫星信号接收天线和差分信号接收天线接收到卫星定位信号和差分信号后，将两者输送至该主控设备，以使主控设备基于卫星定位信号和差分信号得到该无人巡逻车的高精度的位置数据。
29.雷达设置在该运载底盘的前部，朝向该无人巡逻车的前进方向，用于向前进方向发射相应信号并接收反射信号，以此产生表征前方是否有障碍物的雷达信号，并将该雷达信号发送至主控设备。该雷达可以为激光雷达或者为超声雷达，或者两者兼备。
30.主控设备用于接收上述卫星定位信号、控制指令、警示信息和雷达信号，根据该卫星定位信号计算当前位置，并根据当前位置和接收到的控制指令控制该运载底盘运行，即控制该无人巡逻车按照警员的意愿前行或者回到出发点。另外，在控制运载底盘运行过程中，还向警示设备发送警示信息。
31.警示设备与主控设备信号连接，其安装在设置与运载底盘上的支架3上，该支架安装有包括壳体11的显示屏10，在支架顶端设置有警示灯1、报警灯2和扬声器(未示出)等设备。该警示灯和报警灯用于显示提示信号和正在工作信号；该显示屏用于实时显示提前规定好的文字内容或者显示现场警员输入的文字内容，以提示前方车辆的驾驶员进行避让或停车；扬声器则用于发出警报信号或者播放实现录制或者警员现场发出的提示声音。
32.从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种无人巡逻车，包括运载底盘、设置在运载底盘上的主控设备、雷达、天线设备和警示设备。天线设备用于接收卫星定位信号、控制指令和警示信息，并将卫星定位信号、控制指令和警示信息发送至主控设备；雷达设置在运载底盘的前部，用于对前方进行探测，并向主控设备输出雷达信号；主控设备用于根据卫星定位信号解算当前位置，并根据当前位置和控制指令控制运载底盘运行，并在运载底盘运行时基于雷达信号控制运载底盘进行避障，并将警示信息发送至警示设备；警示设备用于基于警示信息向前方来车发出警示信号、警报声音和/或警示内容。在高速公路上发生时，可以控制其运动到所需位置并实时发出声音、灯光或其他信息，也就无需警员前出放置路障，这样一来不仅节省了人力成本，还避免了警员发生人身危险。
33.在本申请实施例的具体实施方式中，该运载底盘的行走部件包括主控制器和电机，电机用于驱动运载底盘的行走轮前行、转向或后退。主控制器则用于控制电机运转。
34.本申请中的硬件部分包括控制、运动、通讯、导航、警示、避障六个主要部分，分别由工控机、主控制器、gnss接收机、4g无线路由、电机、各类指示灯、超声波传感器及激光雷达组成，具体的连接方案如下图3所示。
35.基于上述的硬件部分，用户可以实时如下的控制方法，如图4所示。
36.1、主控制器从gnss接收机中接收原始数据，通过扩展卡尔曼滤波算法对数据进行处理，解算得到车辆当前位置、姿态信息，从激光雷达中获取原始点云数据，通过数据滤波聚类等算法得到障碍物信息并决定是否紧急停车避障；
37.2、主控制器从遥控器和云平台中接收控制命令，同时将车辆当前的运动情况、传感器信息及硬件设备状态等发送到云平台，实现信息的交互；
38.3、主控制器根据控制命令及当前位姿状态计算出车辆的运行方向及速度的差值，进而通过pid控制算法计算出相应的pwm控制量，然后将控制信号分别发送到转向舵机与后驱电机的驱动器，带动车辆运动，同时将车载设备的开关命令发送到继电器控制器，实现车载设备的远程启停。根据所设定的任务条件控制执行器工作。
39.本申请提供的无人巡逻车可以采用北斗差分定位导航，技术成熟，精度可达到厘米级，差分原理是：设置一个固定基站，固定基站校准位置，再将信号传递给车载设备，车载设备在接收到基站信号和gps信号后差分算法获得自身精确的位置。导航控制器获得车体的精确位置以后，根据具体的任务，设定具体的运行路线，完成导航任务。差分技术的应用，很大程度的提高了产品的可靠性。
40.该无人巡逻车还可以采用激光雷达+超声的避障方案，达到无盲区探测障碍。激光
雷达工作原理是：向目标发射探测信号(激光束),然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。超声波测距通过超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为v,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差
△
t,就可以计算出发射点距障碍物的距离s。由于激光雷达在近距离测距上的缺陷，我们再加以超声波模块来弥补测距的盲区，所以，二者的结合使得我们产品没有了避障盲区。当车体前方有障碍，距离大于0.5m，小于1m时，车体自主减速，距离小于0.5m时，会在安全距离内会自主做出停车的动作。达到了智能化设计。
41.主控制器的处理器中将传感器(惯性测量单元、磁力计、陀螺仪等)信息进行融合处理，得到车辆的当前位置与姿态信息，然后根据路径点、遥控器信号和具体的环境信息控制车体的前进、后退、转弯、加速、减速以及刹车。
42.本申请采用led显示屏+爆闪灯+激光射灯多重预警措施的方案，在执勤过程中根据现场环境来选择不同的警示方案，以最醒目的方式来对过往车辆进行提示。
43.在无人车跟随一线警员外出任务时，警员首先从路径库中选择出警地点的路径点上传至车辆控制器，随后在手动模式下将车辆通过轨道从运送车上转移到地面，完成任务准备工作。
44.根据现场路况，警员可自行切换车辆的运行模式：
45.手动模式：适用于现场情况复杂，对车辆自由度要求较高的工作环境，通过手动模式操作车辆的警示灯及喊话器开关，操作车辆按需要自由行驶到目标地点，此时若人车距离较大，可以从遥控器自带的视频app中查看车辆前方的第一视角信息。
46.自动模式：适用于需要车辆自主行驶较远距离的工作环境，首先将车辆手动控制移动到应急车道，令车辆正面朝向来车方向，检查gps信号是否良好，随后在云平台中选择需要车辆巡航的最远距离，或指定某一目标点，最后启动任务模式，车辆即将以恒定速度沿着目标点自动行驶，在自动行驶期间可以通过云平台操作车辆启停、模式切换及车载设备开关，待警员工作完成，在云平台点击一键返航，完成出警任务。具体工作过程如图5所示。
47.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
48.本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
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rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
49.本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中
指定的功能的装置。
50.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
51.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
52.尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
53.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
54.以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。