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大学生开发带GPS天线和无线通信模块的无人驾驶赛车

作者:admin来源:传感器专家网 日期:2016-3-14 15:57:32 人气: 标签:

  近期,北京理工大学无人赛车队打造出了全国第一辆无人驾驶赛车。他们即将参加今年德国大学生方程式无人车组的比赛。在开发过程中,除了一系列复杂的可胜任无人驾驶的机械配置外,赛车队还需对该赛车进行电子化改造。而GPS天线、GPS模块和无线通信模块也被应用于这一改造过程中。一起来了解一下吧。

  图为文中所述的无人驾驶赛车,资料图

  环境感知设备的布设

  在电子改造的环境感知方面,使用了双目摄像头用于行人侦测、避障这样的局部路线规划。另外,赛车队还打算用Velodyne的16线激光雷达,处于调试阶段,尚未上车。

  全局路线规划依靠GPS模块定位系统,在车前方和后方安装了各安装了GPS天线。由于赛道并不大,定位稍有差池就冲出赛道了,所以特别介绍一下他们的定位方案,主要就是GPS差分原理。

  他们在赛道周围布置了GPS基准站(精确位置已知),之后会得出基准站到卫星的改正数,基准站会把这个数据实时发送给车辆。车辆会同时接受卫星信号和基站信号,经过处理后就会得到非常高精度的定位。目前,北理工这辆车的定位精度是1厘米,可以满足赛道使用了。

  该赛车在开发过程中设计到的各类智能控制与感知技术,资料图

  赛车的控制系统

  有了环境感知设备后,就需要有个类似于人体的大脑,来思考和控制车辆了。

  在右侧电池箱上的是车辆底层控制器,用来控制车辆速度、转向动作;另外还有一个顶层控制器,接入了GPS模块和摄像头等数据,需要计算量很大的工作站才能完成,相当于一个决策层。在左侧电池箱上的是无线数据通讯的电台,用来和控制人员进行通讯。

  经过了一系列改造后,车重大大上升,达到了300公斤左右,而一般参加大学生方程式的电动车在200公斤左右,好在这辆无人驾驶车不需要赛车手。

  三种的无人驾驶的方式技术,资料图

  如何无人驾驶?

  目前来看,北理工的这辆车可以实现三种方式的无人驾驶。除了遥控驾驶和摄像头跟在人后面走之外,还可以把赛道的GPS坐标输入到赛车里,车就会按照路线行驶,主要依靠高精度定位。用他们的话说,这叫给定路径下的极限驾驶。

  作为一辆原理验证车,北理工的这辆无人驾驶赛车,可以算是前期试水,虽然很多设计并不完善,但硬件配置上该有的已经都有了。在今年3月,他们会开始造一辆尺寸更大的无人车,偏向于军工使用。

  在设计方面,还是需要改进,比如GPS模块定位系统和控制器直接布置在了车身外。或许可以通过合理的布局,把外露的硬件集成在车身内部,从而降低赛车重心,提高赛车空气动力性能。毕竟,这还是一辆赛车。

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