CN105629260A - 激光测距防撞报警装置 - Google Patents

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孙成林
李业秋
门志伟
范丽梅
吴金辉
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Jilin University
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

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Abstract

本发明公开了一种激光测距防撞报警装置，属于汽车安全技术领域。本发明的目的是解决现有技术中存在的激光接收器个数限制、接收位置和接收范围有限，而导致的激光接收效果在实际应用中不佳的问题。本发明所采用列阵透镜式光电接收装置(3)用于接收来自于不同方向的红外反射激光，其由一个位于中心的激光接收器(10)和位于外围多个透镜和激光接收器组构成，透镜和激光接收器组由一个透镜(9)和一个激光接收器(10)组成，每一个位于外围的透镜和激光接收器组均可接收来自于一个方向的红外反射激光，位于中心的激光接收器用于接收正方向的红外反射激光。

Description

激光测距防撞报警装置
技术领域
本发明属于汽车安全技术领域。
背景技术
随着汽车普及率的提高，和高速公路不断发展的状况，汽车行驶速度不断提高,由此引发的交通事故也不断增加。对汽车的安全设计已经成为汽车生产中的重要课题。汽车的科技技术水平、行驶道路的路况和驾驶员的技术水平和精神状态，是影响汽车交通事故的3大因素。通过对大量汽车交通事故的分析表明：大多数交通事故并非由于驾驶人员的技术水平所引起，而主要是由于驾驶员违反交通规则，如疲劳和粗心等原因而引起。
当汽车在高速公路上行驶时汽车行驶速度较高，汽车之间需要保持安全车距，尤其是在变道的时候如果左右后方有车辆行驶。如果不能正确判断出距离后侧方的车辆距离就极容易发生交通安全事故。现有的一些激光测距防撞报警装置能对汽车的防撞起到一定的预防作用。但是现有的激光测距报警装置存在一个探测范围小的缺点。这是由于激光是光束高度集中的，并且发散角很小。当用激光进行探测时，只能对某一方向上的来车进行距离探测，现有的激光测距装置只是对正后方来车进行探测，而对其侧后方来车起不到探测和预警作用。为了解决这种激光测距报警装置的缺陷，本发明提出一种大范围红外激光后向测距防撞报警装置，扩大了激光测距的范围，对左右侧后向来车也可进行报警，进一步的保证了行车安全。公开号为CN204687964U的中国专利公开了一种激光测距防撞报警装置，但该专利中通过柱透镜解决了激光测距的发射激光的范围问题，但是在接收激光时需要设置多个激光接收器以保证接收效果，设置的激光接收器个数为有限个时，其接收位置和接收范围也有限，因此其对反射红外激光的接收在实际应用中往往很难取得很好的效果。
发明内容
为了解决现有技术中存在的激光接收器个数限制、接收位置和接收范围有限，而导致的激光接收效果在实际应用中不佳的问题，本发明提出一种激光测距防撞报警装置。
该装置包括红外激光器1、透射光栅分束装置2、列阵透镜式光电接收装置3、警示模块、主控制器6、测距计算模块4和电源模块5；
其中红外激光器1、透射光栅分束装置2和列阵透镜式光电接收装置3放置在汽车尾部，并与测距计算模块4相连；
测距计算模块4用于向红外激光器1发出发射激光信号并接收列阵透镜式光电接收装置3的信号，根据发射与最快传回的接收信号的时间间隔计算出后方或侧后方的车距后将车距信号传递给主控制器6；
主控制器6用于接收测距计算模块4发出的车距信号，并判断该车距是否低于安全距离，若为是则向警示模块发出信号，警示模块接收到该信号后向汽车驾驶员发出警示；
透射光栅分束装置2与红外激光器1发射端连接；列阵透镜式光电接收装置3与红外激光器1同轴放置；
所述列阵透镜式光电接收装置3呈半球形，由一个位于列阵透镜式光电接收装置3底部中心的激光接收器10和位于列阵透镜式光电接收装置3外周的透镜列阵构成；所述透镜阵列由多个透镜9紧密连接组成；组成透镜阵列的每个透镜9的焦距都为半球的半径，且焦点正好照射到激光接收器上。透镜列阵接收来自于某一个方向的红外反射激光，并把红外激光信号聚焦到位于中心的激光接收器上。
电源模块5用于给红外激光器1、列阵透镜式光电接收装置3、测距计算模块4、主控制器6和警示模块供电。
本发明的优选方案中红外激光器1为905nm红外激光器。
本发明的优选方案中所述警示模块包括：语音警示模块和灯光警示模块，二者可放置在汽车前面板，用于向汽车驾驶员发出语音警示和灯光警示。
本发明有益效果：
本发明的大范围红外激光后向测距防撞报警装置通过透射光栅衍射分束扩大了激光探测范围，既能对正后方汽车距离进行监测，也能对左右侧后方位来车的距离进行监测。同时由列阵透镜式光电接收装置接收905nm红外激光回波信号，可以对多个方向的905nm红外激光回波信号接收，扩大了接收角度也保证了接收的准确性。同时也保证了对后方车辆距离监测的准确性，本发明在仅使用一个激光接收器的情况下接收的范围和准确性也优于公开号为CN204687964U所公开的技术方案。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
图2为列阵透镜式光电接收装置俯视图；
图3为列阵透镜式光电接收装置侧视图；
具体实施方式
下面结合说明书附图以具体实施例的方式对本发明技术方案做进一步解释和说明。
实施例1
如图1所示，一种大范围红外激光后向测距防撞报警装置，该装置包括红外激光器1、透射光栅分束装置2，列阵透镜式光电接收装置3、警示模块、主控制器6、测距计算模块4和电源模块5；
其中红外激光器1、透射光栅分束装置2和列阵透镜式光电接收装置3放置在汽车尾部，红外激光器1与测距计算模块4相连；
测距计算模块4用于向红外激光器1发出发射激光信号并接收列阵透镜式光电接收装置3的信号，根据发射与最快传回的接收信号的时间间隔计算出后方或侧后方的车距后将车距信号传递给主控制器6；
主控制器6用于接收测距计算模块4发出的车距信号，并判断该车距是否低于安全距离，若为是则向警示模块发出信号，警示模块接收到该信号后向汽车驾驶员发出警示；
透射光栅分束装置2与红外激光器1发射端连接；列阵透镜式光电接收装置3与红外激光器1同轴放置；
列阵透镜式光电接收装置3用于接收来自于不同方向的红外反射激光。
电源模块5用于给红外激光器1、列阵透镜式光电接收装置3、测距计算模块4、主控制器6和警示模块供电。电源模块可使用汽车电瓶提供的电能。
如图2和图3所示，列阵透镜式光电接收装置3呈半球形，其由一个位于装置底部中心的激光接收器10和位于外周由7个透镜9紧密连接组成的透镜列阵构成，每个组成透镜列阵的透镜9的焦距都为半球的半径，且焦点正好照射到激光接收器10上。透镜列阵接收来自于某一个方向的红外反射激光，并把红外激光信号聚焦到位于中心的激光接收器10上。本实施例中所使用的为905nm红外激光器，其他类型的红外激光器也可以达到相同或类似的效果。

Claims (4)

1.一种激光测距防撞报警装置，包括红外激光器(1)、警示模块、主控制器(6)、测距计算模块(4)和电源模块(5)；其特征在于，该装置还包括透射光栅分束装置(2)、列阵透镜式光电接收装置(3)；
其中，红外激光器(1)、透射光栅分束装置(2)和列阵透镜式光电接收装置(3)放置在汽车尾部，并与测距计算模块(4)相连；
测距计算模块(4)用于向红外激光器(1)发出发射激光信号并接收列阵透镜式光电接收装置(3)的信号，根据发射与最快传回的接收信号的时间间隔计算出后方或侧后方的车距后将车距信号传递给主控制器(6)；
主控制器(6)用于接收测距计算模块(4)发出的车距信号，并判断该车距是否低于安全距离，若为是则向警示模块发出信号，警示模块接收到该信号后向汽车驾驶员发出警示；
透射光栅分束装置(2)与红外激光器(1)发射端连接；列阵透镜式光电接收装置(3)与红外激光器(1)同轴放置；
所述列阵透镜式光电接收装置(3)呈半球形，其由一个位于列阵透镜式光电接收装置(3)底部中心的激光接收器(10)和位于列阵透镜式光电接收装置(3)外周的透镜列阵构成；所述透镜阵列由多个透镜(9)紧密连接组成；组成透镜阵列的每个透镜(9)的焦距都为半球的半径，且焦点正好照射到激光接收器(10)上；
电源模块(5)用于给红外激光器(1)、列阵透镜式光电接收装置(3)、测距计算模块(4)、主控制器(6)和警示模块供电。
2.根据权利要求1所述的激光测距防撞报警装置，其特征在于，所述透镜阵列由7个透镜(9)紧密连接组成。
3.根据权利要求1所述的激光测距防撞报警装置，其特征在于，所述警示模块包括：语音警示模块(7)和灯光警示模块(8)，二者放置在汽车前面板，用于向汽车驾驶员发出语音警示和灯光警示。
4.根据权利要求1所述的激光测距防撞报警装置，其特征在于，红外激光器(1)为905nm红外激光器。
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