CN102944881A - 汽车防撞激光雷达系统和汽车安全制动方法 - Google Patents

汽车防撞激光雷达系统和汽车安全制动方法 Download PDF

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阮于华
李大创
鲍文霞
廖素引
刘凯峰
杜秀全
张德祥
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阮于华
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Abstract

本发明涉及一种汽车防撞激光雷达系统和汽车安全制动方法，该系统包括LCD显示屏、激光测距模块、轮速传感模块、DSP信号处理单元、预警模块和自动制动执行机构，所述的激光测距模块、轮速传感模块一端与LCD显示屏相连接，另一端与信号处理单元相连接；所述的警告提示模块和自动制动执行机构与信号处理单元相连接。与现有技术相比，本发明具有结构简单、成本低、灵敏度高，可以减少恶性交通事故，防止驾驶员的意外操作带来的不良后果等优点。

Description

汽车防撞激光雷达系统和汽车安全制动方法
技术领域
本发明涉及一种汽车防撞激光雷达系统和汽车安全制动方法。
背景技术
汽车防撞激光雷达系统和汽车安全制动方法可以解决行进中车辆的防撞问题，在现代交通日益繁忙的复杂路况下，可以减少恶性事故、防止驾驶员的意外操作，因而具有重要意义。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、成本低、灵敏度高，可以减少恶性交通事故，防止驾驶员的意外操作的汽车防撞激光雷达系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种汽车防撞激光雷达系统，其特征是：脉冲激光测距模块分别与LCD显示屏、DSP信号处理单元电连接；轮速传感模块分别与LCD显示屏、DSP信号处理单元电连接；DSP信号处理单元与警告提示模块电连接，再与自动制动执行机构电连接。
所述的脉冲激光测距模块由激光发射系统、激光接收系统和计数系统三个基本部分组成。
优选的一个脉冲激光测距模块的具体结构是：激光发射系统包含激光器、分光镜、发射透镜和发射光电探测器，激光器由脉冲驱动电路驱动，分光镜、发射透镜依次设置在激光器的前端，对激光进行变向和传递，发射光电探测器设置在分光镜的折射位置；激光接收系统包括接收透镜、滤光片和接收光电探测器，三者依次排列安排；发射光电探测器和接收光电探测器连接至计时处理系统上。
一种基于激光雷达系统的汽车安全制动方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)激光测距模块测量本车与前方障碍物之间的距离；轮速传感模块测定本车车速；并将车速和距离在LCD显示屏上显示；(2)距离信息和车速信息被发送到DSP信号处理单元处理，计算出精确的车距，然后和预设的安全距离数值对比，从而判断是否在安全距离内；(3) 警告提示模块对于信号处理结果作出响应：如果超过安全距离范围，触发自动制动执行机构动作；(4)自动制动执行机构对汽车实施自动制动。
所述的步骤（1）的激光测距模块是利用激光器对目标发射一个或者一列很窄的光脉冲，通过测量光脉冲到达目标并由目标返回到接收机的时间计算出目标距离，具体是：设目标距离为R，光往返时间为t，光在真空中的传播速度为c，光传播介质的折射率为n，则有:
                                                
Figure 201210497381X100002DEST_PATH_IMAGE001
。
所述的步骤（1）的激光测距模块是利用激光器对目标发射一个或者一列很窄的光脉冲，通过测量光脉冲到达目标并由目标返回到接收机的时间计算出目标距离，具体是：设目标距离为R，光传播介质的折射率为n，在t时间内，有m个时钟脉冲进入计数器，时钟脉冲的振荡频率为f，则: 
Figure 201210497381X100002DEST_PATH_IMAGE002
 式中，L表示每一个时钟脉冲所代表的距离增量。
脉冲激光测距具有激光脉冲持续时间极短，能量在时间上相对集中，瞬时功率很大的特点，可以降低生产成本；在精度要求不是特别高的情况，所以本发明可以适用于远近测距，精度能满足使用要求。
附图说明
图1为本发明的系统结构图；
图2为本发明的防撞激光雷达系统的激光测距模块的结构图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的具体实施方式，如图1所示，本发明的汽车防撞激光雷达系统系统包括LCD显示屏3、激光测距模块1、轮速传感模块2、DSP信号处理单元4、警告提示模块5和自动制动执行机构6，所述的激光测距模块、轮速传感模块一端与LCD显示屏相连接，另一端与DSP信号处理单元相连接；所述的警告提示模块5和自动制动执行机构6与DSP信号处理单元4相连接。
脉冲激光测距模块1用于实时测量本车与前车之间的距离，轮速传感模块2测定本车的车速，激光测距的结果和本车车速将实时显示于LCD显示屏3中。然后将距离信号和本车车速信号输入到DSP信号处理单元4中进行判断，当车距小于安全距离时，启动报警；当距离接近危险距离而车主又未进行合理操作时，警告提示模块5可输入信号至自动执行机构6中对该画面进行制动。
脉冲激光测距模块1是一种半导体脉冲激光测距模块，其内部结构如图2所示，由激光发射系统、激光接收系统和计数系统10三个基本部分组成。激光发射系统发射激光脉冲，激光接收系统接收由目标反射回来激光脉冲，把它转换成电脉冲信号进行处理，计数系统10对激光脉冲往返所经时间进行计数得出所测距离，并进行数据输出。
激光发射系统包含激光器11、分光镜12、发射透镜13和发射光电探测器14，激光器由脉冲驱动电路15驱动，分光镜12、发射透镜13依次设置在激光器11的前端，对激光器11发出的激光进行变向和传递，发射光电探测器14设置在分光镜12的折射位置。由激光器11发射的脉冲激光，其中有部分能量由分光镜12直接送到发射光电探测器14，发射光电探测器14和计时系统10连接，这样提供电信号给计时系统10作为计时的起始点;另一部分激光能量经过发射透镜13后射向目标。
激光接收系统包括接收透镜16、滤光片17和接收光电探测器18，三者依次排列安排；接收光电探测器18连接至计时系统10上。由目标向后反射回来的激光能量经过接收透镜16，滤光片17，接收光电探测器18后被接收系统接收，这就是回波信号。发射信号和回波信号先后由两个光电探测器转变成电脉冲，并经过放大电路放大后，超过阈值电平的信号被送至脉冲整形电路整形送给计时系统10，计时系统10内的计时处理器在接收到发射光电探测器14传输到计时系统10内的信号中的复位信号后，相应的数字电路均处于等待状态；当设定的开门信号（可以是上次的复位信号视为这次的开门信号，也可以是其他设定的触发条件）一到，电子门打开，由晶振产生的时间振荡基准脉冲进入计数系统10进行时间间隔测量，直到回波关门脉冲（即接收光电探测器18检测到的反射激光信息）到来，电子门关闭，计数系统10停止工作，它所计的脉冲数目就对应着激光往返传播的双程时间。由光束在大气中传播的速度，即可换算出相应的目标距离来。
基于本系统的汽车安全制动方法为：(1)激光测距模块测量本车与前方障碍物之间的距离；轮速传感模块测定本车车速；并将车速和距离在LCD显示屏上显示；(2)距离信息和车速信息被发送到信号处理单元处理，计算出精确的车距，然后和预设的安全距离数值对比，从而判断是否在安全距离内；(3)预警模块对于信号处理结果作出响应：如果超过安全距离范围，触发自动制动执行机构动作；(4)自动制动执行机构对汽车实施自动制动。以下为本发明的一优选方案实施方式：
激光脉冲测距利用激光器对目标发射一个或者一列很窄的光脉冲，通过测量光脉冲到达目标并由目标返回到接收机的时间计算出目标距离。设目标距离为R，光往返时间为t，光在真空中的传播速度为c，光传播介质的折射率为n，则有: 
设在t时间内，有m个时钟脉冲进入计数器，时钟脉冲的振荡频率为f，则: 
Figure 405629DEST_PATH_IMAGE002
 式中，L表示每一个时钟脉冲所代表的距离增量。若计数器计数m个时钟脉冲，则有此可以得到目标距离R的大小决定了测距计数精度。激光测距模块实时测量本车与前车之间的距离R，轮速传感模块测定本车的车速，将距离信号和本车车速信号输入到DSP信号处理单元中，计算出精确的车距，然后和预设的安全距离数值对比，从而判断是否在安全距离内进行判断，当车距小于安全距离时，启动报警；当距离接近危险距离而车主又未进行合理操作时，预警系统可输入信号至自动执行机构中对本车进行自动制动，激光测距的结果和本车车速也将实时显示于LCD显示屏中。

Claims (6)

1.一种汽车防撞激光雷达系统，其特征是：脉冲激光测距模块（1）分别与LCD显示屏（3）、DSP信号处理单元（4）电连接；轮速传感模块（2）分别与LCD显示屏（3）、DSP信号处理单元（4）电连接，DSP信号处理单元（4）还与警告提示模块（5）和自动制动执行机构（6）电连接；所述的脉冲激光测距模块（1）由激光发射系统、激光接收系统和计数系统三个基本部分组成。
2.根据权利要求1所述的一种汽车防撞激光雷达系统，其特征是：所述的脉冲激光测距模块（1）由激光发射系统、激光接收系统和计数系统（2）三个基本部分组成。
3.根据权利要求1或2所述的一种汽车防撞激光雷达系统，其特征是：所述的脉冲激光测距模块结构：激光发射系统包含激光器（11）、分光镜（12）、发射透镜（13）和发射光电探测器（14），激光器由脉冲驱动电路（15）驱动，分光镜（12）、发射透镜（13）依次设置在激光器（11）的前端，对激光进行变向和传递，发射光电探测器（14）设置在分光镜（12）的折射位置；激光接收系统包括接收透镜（16）、滤光片（17）和接收光电探测器（18），三者依次排列安排；发射光电探测器（14）和接收光电探测器（18）连接至计时系统（10）上。
4.一种基于激光雷达系统的汽车安全制动方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）激光测距模块测量本车与前方障碍物之间的距离；轮速传感模块测定本车车速；并将车速和距离在LCD显示屏上显示；
（2）距离信息和车速信息被发送到信号处理单元处理，计算出精确的车距，然后和预设的安全距离数值对比，从而判断是否在安全距离内；
（3）预警模块对于信号处理结果作出响应：如果超过安全距离范围，触发自动制动执行机构动作；
（4）自动制动执行机构对汽车实施自动制动。
5.根据权利要求4所述的基于激光雷达系统的汽车安全制动方法，其特征在于，所述的步骤（1）的激光测距模块是利用激光器对目标发射一个或者一列很窄的光脉冲，通过测量光脉冲到达目标并由目标返回到接收机的时间计算出目标距离，具体是：设目标距离为R，光往返时间为t，光在真空中的传播速度为c，光传播介质的折射率为n，则有: 
                                                
Figure 201210497381X100001DEST_PATH_IMAGE001
。
6.根据权利要求4所述的基于激光雷达系统的汽车安全制动方法，其特征在于，所述的步骤（1）的激光测距模块是利用激光器对目标发射一个或者一列很窄的光脉冲，通过测量光脉冲到达目标并由目标返回到接收机的时间计算出目标距离，具体是：设目标距离为R，光传播介质的折射率为n，在t时间内，有m个时钟脉冲进入计数器，时钟脉冲的振荡频率f，则：
Figure 708691DEST_PATH_IMAGE002
式中，L表示每一个时钟脉冲所代表的距离增量。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104199034A (zh) * 2014-09-19 2014-12-10 黄国鹏 基于雷达传感器的汽车防撞方法和装置
CN104656087A (zh) * 2015-02-12 2015-05-27 无锡市崇安区科技创业服务中心 一种采用脉冲计数的超声波汽车防撞系统
CN104670022A (zh) * 2015-02-13 2015-06-03 长安大学 一种营运客车行驶速度安全性提示装置及其提示方法
CN105513161A (zh) * 2015-11-24 2016-04-20 大连楼兰科技股份有限公司 一种带测距功能的行车记录仪及其测距方法
CN107356937A (zh) * 2017-08-25 2017-11-17 长春德信光电技术有限公司 一种基于激光探测技术的行走机器人碰撞预警装置
CN108163721A (zh) * 2017-12-29 2018-06-15 江苏中科大港激光科技有限公司 一种集装箱正面吊倒车主动安全预警装置
JP2018156051A (ja) * 2017-03-21 2018-10-04 株式会社 オルタステクノロジー レーザ走査装置
CN110888135A (zh) * 2018-08-15 2020-03-17 比亚迪股份有限公司 目标识别的方法、装置以及存储介质和车辆

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100265049A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 Honda Motor Co., Ltd. Obstacle detection apparatus for vehicle
CN101927745A (zh) * 2009-06-18 2010-12-29 日产自动车株式会社 车辆操作支持装置和车辆操作支持方法
CN102227612A (zh) * 2008-10-24 2011-10-26 格瑞股份公司 自主驾驶车辆的控制和系统
CN102582556A (zh) * 2011-01-07 2012-07-18 华东交通大学 一种汽车主动防碰撞系统
CN202975326U (zh) * 2012-11-29 2013-06-05 阮于华 一种汽车防撞激光雷达系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102227612A (zh) * 2008-10-24 2011-10-26 格瑞股份公司 自主驾驶车辆的控制和系统
US20100265049A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 Honda Motor Co., Ltd. Obstacle detection apparatus for vehicle
CN101927745A (zh) * 2009-06-18 2010-12-29 日产自动车株式会社 车辆操作支持装置和车辆操作支持方法
CN102582556A (zh) * 2011-01-07 2012-07-18 华东交通大学 一种汽车主动防碰撞系统
CN202975326U (zh) * 2012-11-29 2013-06-05 阮于华 一种汽车防撞激光雷达系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吕刚: "汽车智能控制关键技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》, 31 July 2012 (2012-07-31) *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104199034A (zh) * 2014-09-19 2014-12-10 黄国鹏 基于雷达传感器的汽车防撞方法和装置
CN104656087A (zh) * 2015-02-12 2015-05-27 无锡市崇安区科技创业服务中心 一种采用脉冲计数的超声波汽车防撞系统
CN104670022A (zh) * 2015-02-13 2015-06-03 长安大学 一种营运客车行驶速度安全性提示装置及其提示方法
CN104670022B (zh) * 2015-02-13 2020-05-05 长安大学 一种营运客车行驶速度安全性提示装置及其提示方法
CN105513161A (zh) * 2015-11-24 2016-04-20 大连楼兰科技股份有限公司 一种带测距功能的行车记录仪及其测距方法
JP2018156051A (ja) * 2017-03-21 2018-10-04 株式会社 オルタステクノロジー レーザ走査装置
CN107356937A (zh) * 2017-08-25 2017-11-17 长春德信光电技术有限公司 一种基于激光探测技术的行走机器人碰撞预警装置
CN108163721A (zh) * 2017-12-29 2018-06-15 江苏中科大港激光科技有限公司 一种集装箱正面吊倒车主动安全预警装置
CN110888135A (zh) * 2018-08-15 2020-03-17 比亚迪股份有限公司 目标识别的方法、装置以及存储介质和车辆

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