智能网联ROS智能驾驶小车开发平台

产品简介

该平台基于目前主流的ROS系统平台为基础进行研发，以自动驾驶主流传感器激光雷达、超声波雷达、深度相机等部件作为环境感知系统; 以树莓派主控作为决策控制系统，以车身底盘和STM32主控板作为系统执行部分来实现激光雷达建图与导航、视觉建图与导航、多点巡航、激光雷达跟随、深度视觉跟随，视觉巡线、超声波雷达避障、自主导航避障、APP图传、 PS2无线手柄控制、语音召唤与控制，语音导航、身源定位等多传感器感知融合和车辆智能驾驶控制; 使小车达到低速自动驾驶，实现自动驾驶核心教学功能；适用于中高等职业技术院校、普通教育类学院和培训机构对智能网络汽车技术系统理论研究和调试实训的教学需要。

功能特点

1.智能驾驶小车车身结构∶ 小车车身结构采用金属框喷涂工艺，转向系统采用目前主流的阿克曼转向结构，车身控制系统采用当前主流的STM32主控板控制，电机控制方式采用直流AB编码电机PID调速控制。

2.底层控制系统。 接收ROS系统，APP，PS2手柄，CAN.串 口，语音模块等 F层控制系统发送的控制指令。控制车辆执行加速，减速，刹车，转向等控制，同时回传当前车辆车速，转向角度，里程和当前位置信息，并对油门、制动、转向、转向灯、档位等进行自动控制。

3.车辆数据采集系统∶采集与自动驾驶和车辆行驶相关的数据信息回传到显示屏和APP中进行显示。

4.语音识别系统∶ 智能识别语音指令并生成底层控制命令，控制车辆实现语音自主导航，生源定位，语音召唤与控制功能。

5.紧急停车系统∶ 紧急情况下可手动按钮触发退出自动驾驶模式，并紧急停车。

6.视觉处理∶ 集成双目摄像头和RGB摄像头组成的深度相机实时采集小车运行前方障环境情况，并通过深度学习算法处理，实现小车视觉建图导航，深度视觉跟随，RGB视觉巡线，视觉目标跟随，红绿灯及行人识别和避障功能;摄像头安装高度和角度可动态调节。

7.激光雷达处理∶激光雷达感知系统由激光雷达360度扫描周围环境障碍物情况，并根据扫描的数据在电脑上自动生成激光雷达点云图和2D导航地图，同时控制小车实现激光雷达多点定位导航，动态避障等自动驾驶控制。

8.定位∶ 小车底盘控制集成九轴姿态传感器，可实时采集小车当前位置及加速度变化并回传至ROS系统处理和APP进行显示，实现小车精准定位。

9.超声波雷达避障∶ 小车前后左右各集成超声波雷达传感器，可实时采集小车周围障碍物，当靠近障碍物时，可根据当前运动状况进行主动刹车，转向避障等功能。

10.决策规划∶ 小车通过环境感知传感器检测周围障碍物情况，经上层算法分析后，自动比较规划轨迹和障碍物关系（远离、较近、交叉），对每个障碍物进行决策（忽略、绕行、停车），然后综合这些决策，给出速度规划所需要的预瞄距离和速度。

11.人机交互界面显示智能小车通过蓝牙或WIFl连接手机app实时显示小车运行时方向盘转角、小车运行速度，电池电量，PID参数调节，摄像头视频画面等信息，并可通过APP控制小车移动，控制方式有，重力感应控制，摇杆控制、 按键控制、调速控制等多种方式，并以曲线图的方式展现控制模块发出以及执行到位的油门刹车量的变化曲线。

12.提供ROS智能小车完整开发源码和控制器原理图，提供接口详细通讯协议、开发资料和视频，提供智能小车实训指导书。

技术参数

1、车身底盘部分

车身结构∶铝合金车身

转向结构∶阿克曼电控转向

制动方式∶电机编码制动

电池∶24V20AH

电机∶100W直流AB编码电机

充电机∶便携式全智能充电机，充满自动断电

充电输入电压∶220V

规格尺寸∶不小于465*365*125mm 长*宽*高

制动距离∶≤0.5m

整车装备质量∶大于等于20kg

整车载荷∶≤45kg

最大行驶速度∶≤12km/h

轮子尺寸∶180m m橡胶轮

电控方式∶手机APP，PS2无线手柄，CAN，串口，语音，ROS

底层主控芯片∶STM32F103VET6

2、自动驾驶ROS控制部分

硬件平台∶ 树莓派4B

CPU:ARM Cortex-A72

GPU:Broadcom VideaCore VI(32bit)

操作系统∶Ubuntu18.04+ROS melodic

内存∶ 4GB

USB:3*USB3.0+2*USB2.0

GPIO引脚数∶40

额定功率∶15W

输入电压∶5v

3、环境感知部分

3.1.激光雷达∶

品牌∶思岚

测量范围∶0.15~12米测量半径

扫描角度：0~360度

单次扫描时间∶0.25毫秒

扫描频率∶ 10HZ

测量频率∶ 8000HZ

外形尺寸∶φ76MM*41MM

重量∶ 190g

3.2.深度相机∶

品牌∶乐视

RGB像素∶ 1080P

深度分辨率∶1280*1024mm

深度视场∶58.4*45.5cm

可视范围∶0.6M~8M

产品尺寸∶165*40*30mm

接口类型∶USB2.0

输入电压：5V

基本配置

车身底盘（阿克曼转向机构）1套，直流减速电机2个，舵机1个，STM32主板1件，24V动力电池（带电池管理器）1套，树莓派ROS主板1套，激光雷达1件，深度相机1件，语音控制模块1件，超声波雷达主机1件，超声波雷达探头4件，PS2无线遥控器 1件，连接线束一套，U盘1件（内含完整开发资料），蓝牙模块1件，CAN分析仪1套，24V充电器1个。