(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210818536.9 (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 东风悦享科技有限公司 地址 430000 湖北省武汉市武汉经济技 术 开发区全力二路101号经开智造2045 创新谷智能制造创新中心D240 (72)发明人 郭义　梁飞　王泽凯　 (74)专利代理 机构 武汉智嘉联合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 42231 专利代理师 周伟 (51)Int.Cl. G01S 19/42(2010.01) G01C 21/16(2006.01) G01S 17/86(2020.01) H04N 5/225(2006.01) (54)发明名称 一种多传感器融合感知无人巡逻车系统及 工作方法 (57)摘要 本发明涉及一种多传感器融合感知无人巡 逻车系统及工作方法。 该系统包括主控制器、 中 央处理模块、 惯性导航模块、 识别模块、 卫星 导航 模块、 无线 通讯模块、 激光雷达及摄像头， 所述摄 像头和激光雷达与所述识别模块电性连接， 所述 识别模块、 卫星导航模块、 无线通讯模块及惯性 导航模块与所述中央处理模块连接， 所述中央处 理模块对所述主控制器进行实时反馈和控制。 本 发明不仅提高了巡逻车对周边感知识别的可靠 性， 而且通过多传感器信息的优化融合， 无人巡 逻车定位精确 和识别精度高。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115097504 A 2022.09.23 CN 115097504 A 1.一种多传感器融合感知无 人巡逻车的工作方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一： 基于无人巡逻车的卫星导航模块、 惯性导航模块、 激光雷达及摄像头， 根据预 设道路的起 点为坐标原点， 将上述传感器建立在统一的坐标系上； 步骤二： 数据的获取， 基于无人巡逻车的卫星导航模块， 获取无人巡逻车的实时位置信 息， 基于无人巡逻车的惯性导航模块， 获取无人巡逻车的位置、 速度、 加速度、 航向角及姿态 角信息， 基于无人巡逻车的激光雷达， 获取目标的点云数据， 基于无人巡逻车 的摄像头， 获 取目标的态姿、 纹 理及色彩信息； 步骤三： 数据 预处理， 基于卡尔曼滤波算法， 对步骤二中的无人巡逻车的位置、 速度、 加 速度、 航向角及姿态角的数据进 行降噪处理， 同时对目标的点云数据进 行处理， 剔除杂乱 点 云； 步骤四： 特征提取， 依据步骤二中获取的目标的态姿、 纹理及色彩信息， 进行目标的特 征提取， 得到目标的特 征数据； 步骤五： 数据融合， 将处理后的目标的点云数据根据统一的坐标系， 投影到二维平面， 结合目标的特征数据进 行数据融合， 得到目标的状态信息， 基于神经元优化算法， 将目标状 态信息和无人巡逻车位置、 速度、 加速度、 航向角及姿态角信息进行融合， 得出最优化的综 合数据； 步骤六： 结果输出， 将最优化的综合数据输出到无人巡逻车的中央处理模块， 对无人巡 逻车进行控制。 2.根据权利要求1所述的多传感器融合感知无人巡逻车的工作 方法， 其特征在于： 在步 骤三中， 所述 卡尔曼滤波算法， 包括以下步骤： 1)获取无人巡逻车的位置信息X、 速度v、 航向角 α 、 姿态角 β 及加速度a； 2)建立无 人巡逻车的位置X、 速度v、 航向角 α 及姿态角 β 的状态 矩阵T， 即 建立无人巡逻车加速度a的控制矩阵U， 即U＝[a]； 3 ) 基 于 无 人 巡 逻 车 的 实 时 真 实 状 态 数 据 ，建 立 系 数 矩 阵 M 和 N ，即 其中h为时间 间隔； 4)基于步骤2)和3)的数据， 得到无人巡逻车的状态优化矩阵Tt： Tt＝MTt‑1+NUt‑1， 其中 Tt‑1为第t‑1时刻无人巡逻车的真实状态数据， Ut‑1为第t‑1时刻无人巡逻车的加速度数据， 进一步得到无 人巡逻车的状态优化方程 为： Zt＝HTt， 其中， Zt表示t时刻无人巡逻车的观测矩阵， 矩阵H表示状态矩阵T和状态优化矩阵Tt之 间的转化矩阵。 3.根据权利要求1所述的多传感器融合感知无人巡逻车的工作 方法， 其特征在于： 在步权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115097504 A 2骤五中， 所述神经元优化算法的优化方程为： 其中θi为无人巡逻车状态 数据的权值， zi为无人巡逻车各个状态量的观测矩阵， ψi为目标状态数据的权值， Ti为目标 的状态矩阵， z表示无 人巡逻车最优化的综合数据矩阵。 4.一种实现权利要求1—3任意一种方法的多传感器融合感知无人巡逻车系统， 其特征 在于， 所述系统包括主控制器、 中央处理模块、 惯性导航模块、 识别模块、 卫星导航模块、 无 线通讯模块、 激光雷达及摄像头， 所述摄像头和激光雷达与所述识别模块电性连接， 所述识 别模块、 卫星导航模块、 无线通讯模块及惯性导航模块与所述中央处理模块连接， 所述中央 处理模块对所述主控制器进行实时反馈和控制。 5.根据权利要求4所述的多传感器融合感知无人巡逻车系统， 其特征在于： 所述系统还 包括自动充电模块， 所述自动充电模块在无人驾驶巡逻车 的电量不足时， 将电量信息及当 前任务状态反馈给所述中央处理模块， 所述中央处理模块将充电导航路径和充电指示传送 给所述主控制器， 所述主控制器根据充电导航路径和充电指示控制无人驾驶巡逻车行驶到 充电目标位置进行充电。 6.根据权利要求4所述的多传感器融合感知无人巡逻车系统， 其特征在于： 所述系统还 包括防撞模块， 所述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 所述中央处理模块发送障碍物的位置信息， 所述中央处理模块根据所述障碍物的位置信息 生成指示用的定位信息， 并将该指示用的定位信息与避开障碍物的导航路径传送给所述主 控制器， 所述主控制器根据指示用的定位信息与避开障碍物的导航路径对 无人驾驶巡逻车 进行闭环控制。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115097504 A 3