CN206833250U - 一种基于激光雷达的无人驾驶侦查小车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于激光雷达的无人驾驶侦查小车，所述小车包括车体，所述车体分为上下两层结构，所述车体底部设置有车轮，所述车体上层前方设置有云台和摄像头，所述摄像头后方设置有九轴陀螺仪，所述车体上层中间设置有激光雷达，所述车体上层四个转角处设置有超声波雷达，所述车体下层前方设置有用于对土壤进行取样的钻头，所述车体下层中间设置有锂电池和Arduino单片机，所述Arduino单片机后方设置有编码器电机，所述车体下层后方设置有2.4 GHz无线通讯模块；本实用新型实现了无人驾驶、自动避障、周围障碍物的位置定位、预期路线的行驶、周围环境实时图像回传、环境温度、湿度、PM2.5的监测，以及土壤取样等功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种侦查小车，尤其涉及一种基于激光雷达的无人驾驶侦查小车。
背景技术
目前，无人侦查小车一般使用超声波对周围障碍物体的进行定位检测，采用超波进行定位误差大、定位范围小；使得侦查小车的功能单一，无法对环境全面的检测；侦查小车的周围存在许多的盲区，小车所反馈的信息不直观；且信号发出与信号接受时间间隔相对长，容易造成信号丢失；有些侦查小车运用蓝牙技术对小车进行短距离控制，但对于超出蓝牙相对距离之外的距离却显的无能为力；现有的无人小车不外乎能实现循迹、避障、摄像的功能，功能比较单一；侦查小车智能化成分少，主要依靠人的发出指令使其执行任务；无人小车在执行特殊的任务时，无法在远距离按预期路线行驶。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种基于激光雷达的无人驾驶侦查小车，实现了侦查小车无人驾驶、自动避障、周围障碍物的位置定位、预期路线的行驶、周围环境实时图像回传、环境温度、湿度、PM2.5的监测，以及土壤取样等功能。
本实用新型所采用的技术方案是：一种基于激光雷达的无人驾驶侦查小车，所述小车包括车体，所述车体分为上下两层结构，所述车体底部设置有车轮，所述车体上层前方设置有云台和摄像头，所述摄像头设置在云台上方，所述摄像头后方设置有九轴陀螺仪，所述车体上层中间设置有激光雷达，所述车体上层四个转角处设置有超声波雷达，所述车体下层前方设置有用于对土壤进行取样的钻头，所述车体下层中间设置有为小车提供能源的锂电池、对小车进行信号处理和控制小车运行的Arduino单片机，所述Arduino单片机后方设置有编码器电机，所述编码器电机主要由步进电机和步进电机编码器组成，所述车体下层后方设置有用于小车定位的GPS和用于与PC进行数据交流的2.4 GHz无线通讯模块。
优选的，所述摄像头、九轴陀螺仪、步进电机编码器、激光雷达和超声波雷达的输出端分别与所述Arduino单片机的输入端相连接，所述Arduino单片机的输出端分别与2.4GHz无线通讯模块、GPS、云台图像和步进电机的输入端相连接。
优选的，所述2.4 GHz无线通讯模块的输出端与PC端相连接。
优选的，所述小车上层中间还可设置有其他功能的传感器，所述其他功能的传感器包括温度传感器、湿度传感器和PM2.5传感器。
优选的，所述激光雷达为Neato XV-11 LIDAR 360°扫描式激光雷达。
优选的，所述九轴陀螺仪为MPU9250。
本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：
（1）本实用新型将无人驾驶技术和移动环境监测点联系在一起，实现了自动化的环境监测及实时的数据上传。
（2）本实用新型用了360°扫描式激光雷达，并结合超声波雷达进行位置的确定，两者相互补偿，对较远的物体采用激光雷达进行检测，对较近的物体采用超声波雷达进行测距，提高了工作效率，消除了雷达测绘盲区。
（3）将实用新型周边障碍物信息（距离、方向）可视化，在PC端即可通过回传的数据，实时监控小车运行状态，即小车当前所处的位置。
（4）该实用新型有多种模式可以选择，手动操控模式，自动避障模式，预设路径模式等，相对于目前的测绘小车，提供了更多的选择性。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明，
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的系统框架图。
其中，1、车体，11、云台，12、摄像头，13、九轴陀螺仪，14、激光雷达，15、超声波雷达，16、钻头，17、锂电池，18、Arduino单片机，19、编码器电机，20、GPS，21、2.4 GHz无线通讯模块，22、其他功能的传感器，3、车轮。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。
如图1和图2所示，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于激光雷达的无人驾驶侦查小车，所述小车包括车体1，所述车体1分为上下两层结构，所述车体1底部设置有车轮3，所述车体1上层前方设置有云台11和摄像头12，所述摄像头12设置在云台11上方，所述摄像头12后方设置有九轴陀螺仪13，所述车体1上层中间设置有激光雷达14，所述车体1上层四个转角处设置有超声波雷达15，所述车体1下层前方设置有用于对土壤进行取样的钻头16，所述车体1下层中间设置有为小车提供能源的锂电池17、对小车进行信号处理和控制小车运行的Arduino单片机18，所述Arduino单片机18后方设置有编码器电机19，所述编码器电机19主要由步进电机和步进电机编码器组成，所述车体1下层后方设置有用于小车定位的GPS 20和用于与PC进行数据交流的2.4 GHz无线通讯模块21。
优选的方案是，所述摄像头12、九轴陀螺仪13、步进电机编码器、激光雷达14和超声波雷达15的输出端分别与所述Arduino单片机18的输入端相连接，所述Arduino单片机18的输出端分别与2.4 GHz无线通讯模块21、GPS 20、云台图像和步进电机的输入端相连接。
优选的方案是，所述2.4 GHz无线通讯模块21的输出端与PC端相连接。
优选的方案是，所述小车上层中间还可设置有其他功能的传感器22，所述其他功能的传感器包括温度传感器、湿度传感器和PM2.5传感器。
优选的方案是，所述激光雷达14为Neato XV-11 LIDAR 360°扫描式激光雷达。
优选的方案是，所述九轴陀螺仪13为MPU9250。
在本实用新型中，所述车体1为一切零部件的载体；所述摄像头12设置在云台11上方，用于对周围环境进行实时拍摄，其中云台11可沿水平和垂直两个方向转动，扩大了摄像头12的视野，所述摄像头12采集宽视野的图像通过GHz传送到PC端；所述九轴陀螺仪MPU9250 13为判断装置，用来判断小车的行驶方向与其速度的大小，与GPS 20共同作用实现小车的无人驾驶；所述激光雷达14以160转/min的速度对周围环境进行扫描，将扫描出的结果以点阵的形式回传到电脑端，同时电脑对点阵图进行数据处理后，对小车发出相关指令，指导小车行驶；所述超声波雷达15可以测出障碍物距小车的距离，使小车实现避障功能；所述钻头16可用来对目的地土壤进行取样；所述锂电池17为供能装置，为所有电子元件提供电源；所述Arduino单片机18是控制与处理装置，一方面将各传感器传来的电信号进行处理，转换为直观的数字信号，另一方面，将由PC端发来的信号转为执行信号，来驱动步进电机做出相应的动作；所述编码器电机19可以进行精确控制，当单片机发出脉冲时，编码器电机19可转动相应的角度数；所述GPS 20用来对小车位置及运动状态进行定位，实现小车的远程控制，小车与电脑终端的数据传输通过2.4 GHz无线通讯模块21来实现，并且通过GPS 20可以使小车实现按预期路径自动行驶；所述2.4 GHz无线通讯模块21用于实现小车与PC的数据交流，所述2.4 GHz无线通讯模块21将拍摄好的图像回传到PC端，给人小车周围直观的实时环境，2.4 GHz无线通讯模块21能够在远距离进行数据传播，从而实现小车的远程控制；最后，小车上还安装有多种传感器22，如温度、湿度、PM2.5等传感器，实现了对环境全面、立体的检测。
以上是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于实用新型技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种基于激光雷达的无人驾驶侦查小车，其特征在于，所述小车包括车体，所述车体分为上下两层结构，所述车体底部设置有车轮，所述车体上层前方设置有云台和摄像头，所述摄像头设置在云台上方，所述摄像头后方设置有九轴陀螺仪，所述车体上层中间设置有激光雷达，所述车体上层四个转角处设置有超声波雷达，所述车体下层前方设置有用于对土壤进行取样的钻头，所述车体下层中间设置有为小车提供能源的锂电池、对小车进行信号处理和控制小车运行的Arduino单片机，所述Arduino单片机后方设置有编码器电机，所述编码器电机主要由步进电机和步进电机编码器组成，所述车体下层后方设置有用于小车定位的GPS和用于与PC进行数据交流的2.4 GHz无线通讯模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的无人驾驶侦查小车，其特征在于，所述摄像头、九轴陀螺仪、步进电机编码器、激光雷达和超声波雷达的输出端分别与所述Arduino单片机的输入端相连接，所述Arduino单片机的输出端分别与2.4 GHz无线通讯模块、GPS、云台图像和步进电机的输入端相连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的无人驾驶侦查小车，其特征在于，所述2.4 GHz无线通讯模块的输出端与PC端相连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的无人驾驶侦查小车，其特征在于，所述小车上层中间还可设置有其他功能的传感器，所述其他功能的传感器包括温度传感器、湿度传感器和PM2.5传感器。
5.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的无人驾驶侦查小车，其特征在于，所述激光雷达为Neato XV-11 LIDAR 360°扫描式激光雷达。
6.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的无人驾驶侦查小车，其特征在于，所述九轴陀螺仪为MPU9250。
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