多功能无人送餐车的设计研究

王秀旭 李川鹏 王耀福

随着人们生活水平的逐渐提高，催生了很多新型行业，其中，外卖行业给用户生活带来了极大的便利。通过对无人驾驶技术和智能线控底盘的研究，提出一款多功能无人送餐车的设计方案，定位于末端物流，解决商家与用户的最后一公里，用户线上下单，所定产品即可送到身边。

人们生活水平的逐渐提高，催生了很多新型行业，外卖行业就是近几年最明显的例子，人们通过手机APP下单，外卖人员会到店取餐，并送到楼下或社区门口，人们再下楼取餐，给人们生活带来了很大的便利。近几年随着外卖人员的增加，也暴露了很多社会问题，怎么样更好地保护用户个人隐私？又能方便快捷地将产品送到用户手中成为目前研究的重点？本文将通过对无人驾驶技术和智能线控底盘车技术进行研究，设计一款多功能无人送餐车，定位于末端物流，解决商家与用户的最后一公里配送问题。

随着无人驾驶技术的不断发展，低速无人驾驶车将在未来出行场景中率先落地，通过和配送行业进行结合，无人送餐车将成为无人驾驶技术落地的重要应用场景，同样对智慧城市、智慧社区的构建具有重要的意义。无人送餐车由车身、自动驾驶传感器模块、存储模块和底盘模块组成，通过车身自动驾驶多传感器及融合算法，可实现自定义行驶路线，实现车辆直行、转弯、掉头的自动驾驶，同时根据道路情况可实现智能停障、避障等功能。

用户通过APP一键下单，无人送餐车可自动到店取餐或同外卖人员进行餐品交接，存储模块手机可遥控远程开锁，无人送餐车通过激光Slam定位技术可实现楼宇内行驶，并可实现送餐上楼，实现最后一公里送餐的愿望，很好地解决了目前配送的社会问题。提出的这款无人送餐车不仅可以送餐，还可配送各种小型物流商品，具有功能多、實用性强、造型新颖等特点。

（一）无人送餐车设计

无人驾驶技术和智能线控底盘技术进行结合，运用激光slam实现室内定位，并可在室内进行路线的智能规划识别。通过8通道超声波雷达和智能双目摄像头，可实现在楼宇内自行行驶，加装的智能语音设备可同闸机、电梯进行智能交互。送餐车后部设置有餐物储藏空间和饮料支架，并配备智能锁，可通过无线遥控控制。解决商家与用户的最后一公里，用户线上下单，所定产品即可送到身边。

（二）设计方案

为实现上述目的，提出自动驾驶解决方案，包括车身、自动驾驶传感器模块、存储模块和底盘模块。车身安装在底盘模块上，自动驾驶传感器模块安装在车身上，存储模块位于车身内部，可通过车壳盖板打开。

车身包括主体壳、盖板、后尾灯、行车灯、充电头、电源开关、急停按钮、雷达支架组成，所述后尾灯、行车灯、充电头、电源开关、急停按钮和雷达支架都安装在主体壳上，盖板和主体壳通过合页连接，后尾灯分为左右两个尾灯，安装在车辆后部；行车灯也分为左右两个行车灯，安装在车辆前部靠下位置，充电头安装固定在车辆主体壳后部，电源开关安装固定在充电头的下方，和主体壳固定连接；急停按钮安装在电源开关的下方，同样和主体壳固定连接。雷达支架安装在车辆顶部靠前的位置，可以和主体壳固定连接。

自动驾驶传感器模块包括：激光雷达、双目摄像头、工业显示屏、超声波雷达组成，所述激光雷达、双目摄像头、工业显示屏、超声波雷达设备和中央处理器电性连接，所述激光雷达安装在车辆顶部雷达支架上，同雷达支架固定连接；双目摄像头安装固定在主体壳的前端，工业显示屏安装在双目摄像头的下方，和主体壳固定连接；超声波雷达为8通道，车辆前、后、左、右四个方向分别设置两个超声波雷达和主体壳固定连接。

存储模块包括智能远程遥控锁模块和液压模块。智能远程遥控锁模块由智能锁芯、智能锁头、锁头卡槽、卡槽块组成，所述智能锁芯固定在外壳盖板上，智能锁头和智能锁芯滑动连接，智能锁头可通过手机APP控制开和关，锁头卡槽位于卡槽块内部，卡槽块和主体壳固定连接，智能锁头位于锁头卡槽内时，盖板为闭锁的状态，智能锁头从锁头卡槽内出来到智能锁芯内，盖板为开锁的状态。

底盘模块由四个独立悬架系统、车轮和电池管理系统构成。包括底盘外壳、充气轮、麦克纳姆轮、BMS系统、电池模块、第一支撑杆、第二支撑杆、动力模块、减速器、悬架模块、可调式减震模块组成。BMS系统、电池模块、第一支撑杆分别固定在底盘外壳上，BMS系统和中央处理器、电池模块为电性连接；所述第一支撑杆和第二支撑杆固定连接，所述动力模块包括电机、电机固定块、减速器和传动轴组成，电机和中央处理器为电性连接。第二支撑杆通过电机固定块和电机旋转固定连接，传动轴一端固定在电机上，传动轴另一端和车轮固定连接，车轮包括充气轮和麦克纳姆轮组成，充气轮为车辆前轮，麦克纳姆轮为车辆后轮；所述减速器固定在传动轴上，所述悬架模块由悬架连接杆、第一连接轴、第二连接轴、第三连接轴和第四连接轴组成，每个独立悬架系统包括四个悬架连接杆，分为上部悬架连接杆和下部悬架连接杆，上部悬架连接杆一端和第二支撑杆通过第三连接轴旋转固定连接，上部悬架连接杆另一端和减速器上部通过第一连接轴旋转固定连接，下部悬架连接杆一端和第二支撑杆通过第四连接轴旋转固定连接，下部悬架连接杆另一端和减速器下部通过第三连接轴旋转固定连接。所述可调式减震模块由减震弹簧、第三固定、第四固定块、可调式减震块组成，第三固定块固定在第一支撑杆上，第四固定块固定在可调式减震块上，可调式减震块和减速器滑动固定连接，减震弹簧两端分别固定在第三固定块和第四固定块上。

1、系统融合

自动驾驶传感器模块和中央处理器进行技术融合，依据自动驾驶传感器模块中激光雷达通过激光Slam深度学习算法可实现车辆定位，结合双目摄像头和8通道超声波雷达可实现对车辆周围环境的识别，并通过自动驾驶程序可实现车辆的自动行驶，并能实现车辆智能停障、避障和自助循迹等功能。超声波雷达分布在车壳的前、后、左、右各两个，通过深度学习算法可实现对车辆四周障碍物监测，实现车辆四周360°，全方位、无死角识别。

双目摄像头通过视觉算法可与激光算法进行融合，同时可利用人脸识别技术和智能远程遥控锁结合，实现车辆人脸识别开锁功能。双目摄像头通过中央处理器的通信模块可将实时视频传回到监控端，同时监控端可对视频进行存储，方便监控视频回放调用。电池模块和BMS系统相连，BMS系统可对电池模块进行管理，实现对车辆充电时间、电量、当前电压、当前温度、自定义报警信息等参数监控。

通过对无人驾驶技术和智能线控底盘的系统进行研究，以解决目前商品配送突出问题，提出一种无人送餐车的设计方案，具有多功能、实用性强、造型新颖等特点。同时运用激光slam可实现室内定位，并可实现在室内智能规划路线，解决了用户最后一公里的配送，对构建智慧城市和智慧社区具有重要意义。

作者单位：中国汽车技术研究中心有限公司天津