基于DSP的激光雷达数据智能接口卡设计

发送给激光雷达。

3.3 车体避撞模块

车辆在自动驾驶时需要实时检测车前方一定范围内的障碍物，一旦发现有障碍物就必须控制车辆紧急制动以免发生事故，这个障碍物检测是由安装在车前部的激光雷达完成的。

当UART接收到激光雷达一楨数据732个字节后，进行CRC校验，数据校验无误后，去掉楨头和楨尾，将距离数据的高位字节和低位字节合并，然后存放在数组Laser_Range[361]里。智能车辆的宽度为1.4米，我们设置了一个障碍物检测区域，是以激光雷达为中心的一个2×2米的方形区域，只要在这个区域内有障碍物我们就认为车的前方有障碍物，需要紧急制动。一桢激光雷达数据是361个距离值，在判断时将这361个数据分为三个部分，三个区域内的数据分别有各自的判断条件，条件如果成立则认为该区域内有障碍物。当检测完361个数据以后，如果没发现障碍物则认为是安全的，如果发现了障碍物则认为有危险，这时直接通过I/O发送命令给底层控制器让车辆紧急刹车。

4 试验结果

本文对上述接口卡进行了试验验证。试验平台为上海交通大学研制的无人自动驾驶车辆，测距传感器为LMS291激光雷达，安装在车辆前方。在车载笔记本电脑的VC++平台上对CAN接口进行配置，接收激光雷达在500kbps下发送的连续数据，对每一个测量的距离数据用一个小圆圈表示，在实验室外的车道上进行了实际演示，结果如下

随着前方障碍物的变化，图像会实时地跟着变化。由于采集速率高，激光雷达数据完全没有丢失。数据传输实时性也很好，笔记本电脑接收激光雷达一桢732个字节数据的时间为27.2毫秒，比激光雷达实际的时间周期只延迟了0.6毫秒，达到了车辆精确定位导航算法的要求。

5 结论

本文针对无人自动驾驶车辆的激光雷达避撞和导航的要求，设计了基于DSP的激光雷达智能接口卡，对PC机中获得的数据进行检验的结果表明，数据传输的实时性和可靠性都很好。而且根据车辆实际演示的效果来看，避撞很可靠。

本文创新点：1. 本文设计的接口卡采用处理速度较高的DSP系统和外扩高速UART TL16C152B，使得接口卡采集数据的速度能够达到500Kbps，目前市场上的接口卡一般都不能达到这一速度要求。2. 由于采用了高速的DSP系统，所以在数据采集传输的同时，还可以进行数据处理实现车辆的自动避撞。3. 本文的接口卡和上位机接口选择了CAN总线传输，使得数据传输的实时性很高，试验数据表明一桢732个字节的数据只延迟了0.6毫秒，满足了笔记本电脑进行精确定位导航算法的要求。此接口卡已成功应用在上海交通大学研制的无人自动驾驶车辆上，取得了良好的效果。