CN110171417B - 基于激光雷达的定速巡航装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于激光雷达的定速巡航装置,包括定速巡航控制器、环境因子探测器以及控制器;调整部接收环境因子探测器反馈的探测结果,将之与存储单元中对应的环境因子限值范围作比对,根据预先设定的规则对各项环境因子进行评分,继而根据预先设定的计算规则计算得出环境总评分;调整部根据计算得出的环境总评分,发送一包含有与环境总评分对应的行驶速度、激光雷达的发射功率信息的减速信号至控制器;控制器还被设置成根据所述调整部的减速信号调整汽车电机的扭矩输出以及激光雷达的发射功率。本发明能够及时探测到环境因子对激光雷达探测精度和探测距离的影响,自适应地调整激光雷达的发射功率和汽车的行驶车速,确保行驶安全。
Description
技术领域
本发明涉及定速巡航领域,属于一种基于激光雷达的定速巡航装置。
背景技术
定速巡航是驾驶员在长途驾驶时经常使用到的功能,其作用是,按司机要求的速度打开之后,不用踩油门踏板就自动保持车速,使车辆以固定的速度行驶。采用这种装置,当在高速公路上长时间行车后,司机就不用再去控制油门踏板,减轻了疲劳,同时减少了不必要的车速变化,可以节省燃料。
在定速巡航功能启用时,对路况的监测就显得无比重要,通常采用各种雷达来实现对路况的监测功能,例如激光雷达等。
而红外线波受天候和大气的影响,在一般晴朗或良好气候条件中的光衰较小,传播距离和理想值接近;若在大雨、下雪、浓雾等非晴朗气候条件下,红外线波的侦测能力会大幅衰減,感测距离亦受影响。
同时,雨、雾、烟、霾的吸收和后向散射会严重缩短激光雷达的作用距离;大气对光束的色散和折散,会影响雷达的分辨力和测量精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于激光雷达的定速巡航装置,能够及时探测到环境因子对激光雷达探测精度和探测距离的影响,自适应地调整激光雷达的发射功率和汽车的行驶车速,确保行驶安全。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种基于激光雷达的定速巡航装置,该定速巡航装置适用于装配有激光雷达的汽车,使汽车根据路况自适应地调整行驶速度和激光雷达的发射功率,所述定速巡航装置包括定速巡航控制器、环境因子探测器以及控制器;
所述定速巡航控制器,具有设定部和调整部,其中,设定部用于设定车辆巡航速度、以及激光雷达的发射功率;
所述控制器,与所述定速巡航控制器连接,被设置成根据所述设定部设定的车辆巡航速度控制汽车电机的扭矩输出、以及根据设定部设定的激光雷达的发射功率控制激光雷达的激光束输出功率;
所述环境因子探测器包括雨雪探测器、烟雾探测器、湿度探测器、二氧化碳探测器;
所述雨雪探测器设置在车顶,与调整部电连接,用以实时探测当前雨雪等级,并且将探测结果反馈至调整部;
所述烟雾探测器设置在车体表面,与调整部电连接,用以实时探测当前空气中的颗粒含量,并且将探测结果反馈至调整部;
所述湿度探测器设置在车体表面,与调整部电连接,用以实时探测当前空气中的湿度值,并且将探测结果反馈至调整部;
所述二氧化碳探测器设置在车体表面,与调整部电连接,用以实时探测当前空气中的二氧化碳含量,并且将探测结果反馈至调整部;
所述调整部具有一存储单元,内置有若干项环境因子限值范围,环境因子限值范围分别包括至少一个雨雪等级限值范围、至少一个颗粒含量限值范围、至少一个湿度值限值范围、至少一个二氧化碳限值范围;
所述调整部接收环境因子探测器反馈的探测结果,将之与存储单元中对应的环境因子限值范围作比对,根据预先设定的规则对各项环境因子进行评分,继而根据预先设定的计算规则计算得出环境总评分;
所述存储单元中还内置有与环境总评分对应的行驶速度、激光雷达的发射功率信息;
所述调整部根据计算得出的环境总评分,发送一包含有与环境总评分对应的行驶速度、激光雷达的发射功率信息的减速信号至控制器;
所述控制器还被设置成根据所述调整部的减速信号调整汽车电机的扭矩输出以及激光雷达的发射功率。
进一步的实施例中,所述雨雪探测器、烟雾探测器、湿度探测器设置在临近激光雷达处。
进一步的实施例中,所述环境因子包括雨雪因子、颗粒含量因子、湿度因子、二氧化碳因子。
进一步的实施例中,所述根据预先设定的规则对各项环境因子进行评分是指,
将每个环境因子限值范围与一分值对应;
依次判断并且识别出接收的环境因子探测器反馈的探测结果所属于的环境因子限值范围;
依次获取所有环境因子限值范围所对应的分值。
进一步的实施例中,所述根据预先设定的计算规则计算得出环境总评分是指,
为雨雪因子、颗粒含量因子、湿度因子、二氧化碳因子各设置一权重系数,所有权重系数之和为1;
将每种环境因子所对应的分值与权重系数相乘后再相加,以得到环境总评分。
进一步的实施例中,所述定速巡航装置还具有一功率监测电路;
所述功率监测电路与激光雷达电连接,与调整部电连接,功率监测电路被设置成响应于激光雷达接收到的光束的功率小于一设定功率阈值,生成一包含有设定行驶速度、设定激光雷达发射功率信息的减速信号至控制器。
进一步的实施例中,所述功率监测电路包括一HLW8012芯片。
进一步的实施例中,所述定速巡航装置还具有一车速传感器,其安装在电机和/或轮毂上,用于获取汽车的实时行驶速度。
本发明的有益效果在于:
能够及时探测到环境因子对激光雷达探测精度和探测距离的影响,自适应地调整激光雷达的发射功率和汽车的行驶车速,确保行驶安全。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明的基于激光雷达的定速巡航装置的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
由前所述,激光雷达的探测精度和探测距离受环境因子影响大,例如雨、雾、烟、霾和空气中的二氧化碳含量等等,因此在汽车启用定速巡航功能时,为了确保其能够安全行驶,当探测环境恶劣时,我们可以适当地提高激光雷达的发射功率和/或降低汽车的行驶车速。
结合图1,本发明提供一种基于激光雷达的定速巡航装置,该定速巡航装置适用于装配有激光雷达的汽车,使汽车根据路况自适应地调整行驶速度和激光雷达的发射功率。
所述定速巡航装置包括定速巡航控制器、环境因子探测器以及控制器。
所述定速巡航控制器,具有设定部和调整部,其中,设定部用于设定车辆巡航速度和激光雷达的发射功率。
所述控制器,与所述定速巡航控制器连接,被设置成根据所述设定部设定的车辆巡航速度控制汽车电机的扭矩输出、以及根据设定部设定的激光雷达的发射功率控制激光雷达的激光束输出功率。
当汽车启用定速巡航功能时,定速巡航装置启用,控制器根据设定部的设定值将当前车速控制在设定车辆巡航速度,例如90公里/小时,同时,控制器启动激光雷达,将激光束输出功率控制在设定的激光雷达的发射功率,继而启用环境因子探测器,开始实时采集环境因子参数。
在一些例子中,所述定速巡航装置还具有一车速传感器,其安装在电机和/或轮毂上,用于获取汽车的实时行驶速度,通过车速传感器以获取车速,实现精确的控制回路。
优选的,所述环境因子探测器包括雨雪探测器、烟雾探测器、湿度探测器、二氧化碳探测器。
应当理解,激光束的传输损耗不止受前述四个环境因素影响,本发明仅选取出其中四个较为常见、且具备一定代表性和影响性的环境因素来阐述本发明的技术方案,在实际应用中,可以根据定速巡航装置所使用的环境特点选取不同的环境因子探测器。
在此前提下,本实施例所提及的环境因子包括雨雪因子、颗粒含量因子、湿度因子、二氧化碳因子。
所述雨雪探测器设置在车顶,与调整部电连接,用以实时探测当前雨雪等级,并且将探测结果反馈至调整部。
所述烟雾探测器设置在车体表面,与调整部电连接,用以实时探测当前空气中的颗粒含量,并且将探测结果反馈至调整部。
所述湿度探测器设置在车体表面,与调整部电连接,用以实时探测当前空气中的湿度值,并且将探测结果反馈至调整部。
所述二氧化碳探测器设置在车体表面,与调整部电连接,用以实时探测当前空气中的二氧化碳含量,并且将探测结果反馈至调整部。
优选的,所述雨雪探测器、烟雾探测器、湿度探测器设置在临近激光雷达处,以更加精确地探测激光雷达的使用环境。
所述调整部具有一存储单元,内置有若干项环境因子限值范围,环境因子限值范围分别包括至少一个雨雪等级限值范围、至少一个颗粒含量限值范围、至少一个湿度值限值范围、至少一个二氧化碳限值范围。
所述调整部接收环境因子探测器反馈的探测结果,将之与存储单元中对应的环境因子限值范围作比对,根据预先设定的规则对各项环境因子进行评分,继而根据预先设定的计算规则计算得出环境总评分。
在本发明中,所述“根据预先设定的规则对各项环境因子进行评分”包括以下步骤:
步骤1、将每个环境因子限值范围与一分值对应。
步骤2、依次判断并且识别出接收的环境因子探测器反馈的探测结果所属于的环境因子限值范围。
步骤3、依次获取所有环境因子限值范围所对应的分值。
例如,雨雪等级为1级时对应的环境分值为5分,雨雪等级为2级时对应的环境分值为3分,雨雪等级为3级时对应的环境分值为2分。
如果此时雨雪探测器反馈的探测结果属于雨雪等级2级,那么此时环境因子中的雨雪因子所得分值为3分。
其他环境因子的评分方式如前例。
当获取所有环境因子的分值后,我们根据预先设定的计算规则计算得出环境总评分。
所述根据预先设定的计算规则计算得出环境总评分包括以下步骤:
步骤1、为雨雪因子、颗粒含量因子、湿度因子、二氧化碳因子各设置一权重系数,所有权重系数之和为1。
步骤2、将每种环境因子所对应的分值与权重系数相乘后再相加,以得到环境总评分。
因为雨雪因子、颗粒含量因子、湿度因子、二氧化碳因子对激光束的传输影响程度是不一样的,考虑到这一点,本发明根据各环境因子对激光束的传输影响程度为这四个环境因子各设置一权重系数,所有权重系数之和为1。
在此前提下,将每种环境因子所对应的分值与权重系数相乘后再相加,即可得到当前的环境总评分。
所述存储单元中还内置有与环境总评分对应的行驶速度、激光雷达的发射功率信息。
不同环境总评分对应的行驶速度和激光雷达的发射功率不一样,例如,我们设定如下:环境总评分越高,当前环境越适合激光雷达使用,激光雷达的探测距离越远、探测精度越高,此时,我们可以选用较高的行驶速度和较低的激光雷达的发射功率;相反的,环境总评分越低,当前环境越不适合激光雷达使用,激光雷达的探测距离越小、探测精度越低,此时,我们可以选用较低的行驶速度和较高的激光雷达的发射功率。
所述调整部根据计算得出的环境总评分,发送一包含有与环境总评分对应的行驶速度、激光雷达的发射功率信息的减速信号至控制器。
所述控制器还被设置成根据所述调整部的减速信号调整汽车电机的扭矩输出以及激光雷达的发射功率,从而实现目标功能。
为了进一步确保定速巡航装置的安全使用,所述定速巡航装置还具有一功率监测电路。
所述功率监测电路与激光雷达电连接,与调整部电连接,功率监测电路被设置成响应于激光雷达接收到的光束的功率小于一设定功率阈值,生成一包含有设定行驶速度、设定激光雷达发射功率信息的减速信号至控制器。
通过直接监测激光雷达接收到的激光束的功率,以确保汽车的安全行驶。
所述功率监测电路包括一HLW8012芯片,该芯片为一专用的功率计量芯片。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种基于激光雷达的定速巡航装置,该定速巡航装置适用于装配有激光雷达的汽车,使汽车根据路况自适应地调整行驶速度和激光雷达的发射功率,其特征在于,所述定速巡航装置包括定速巡航控制器、环境因子探测器以及控制器;
所述定速巡航控制器,具有设定部和调整部,其中,设定部用于设定车辆巡航速度、以及激光雷达的发射功率;
所述控制器,与所述定速巡航控制器连接,被设置成根据所述设定部设定的车辆巡航速度控制汽车电机的扭矩输出、以及根据设定部设定的激光雷达的发射功率控制激光雷达的激光束输出功率;
所述环境因子探测器包括雨雪探测器、烟雾探测器、湿度探测器、二氧化碳探测器;
所述雨雪探测器设置在车顶,与调整部电连接,用以实时探测当前雨雪等级,并且将探测结果反馈至调整部;
所述烟雾探测器设置在车体表面,与调整部电连接,用以实时探测当前空气中的颗粒含量,并且将探测结果反馈至调整部;
所述湿度探测器设置在车体表面,与调整部电连接,用以实时探测当前空气中的湿度值,并且将探测结果反馈至调整部;
所述二氧化碳探测器设置在车体表面,与调整部电连接,用以实时探测当前空气中的二氧化碳含量,并且将探测结果反馈至调整部;
所述调整部具有一存储单元,内置有若干项环境因子限值范围,环境因子限值范围分别包括至少一个雨雪等级限值范围、至少一个颗粒含量限值范围、至少一个湿度值限值范围、至少一个二氧化碳限值范围;
所述调整部接收环境因子探测器反馈的探测结果,将之与存储单元中对应的环境因子限值范围作比对,根据预先设定的规则对各项环境因子进行评分,继而根据预先设定的计算规则计算得出环境总评分;
所述存储单元中还内置有与环境总评分对应的行驶速度、激光雷达的发射功率信息;
所述调整部根据计算得出的环境总评分,发送一包含有与环境总评分对应的行驶速度、激光雷达的发射功率信息的减速信号至控制器;
所述控制器还被设置成根据所述调整部的减速信号调整汽车电机的扭矩输出以及激光雷达的发射功率。
2.根据权利要求1所述的基于激光雷达的定速巡航装置,其特征在于,所述雨雪探测器、烟雾探测器、湿度探测器设置在临近激光雷达处。
3.根据权利要求1所述的基于激光雷达的定速巡航装置,其特征在于,所述环境因子包括雨雪因子、颗粒含量因子、湿度因子、二氧化碳因子。
4.根据权利要求3所述的基于激光雷达的定速巡航装置,其特征在于,所述根据预先设定的规则对各项环境因子进行评分是指,
将每个环境因子限值范围与一分值对应;
依次判断并且识别出接收的环境因子探测器反馈的探测结果所属于的环境因子限值范围;
依次获取所有环境因子限值范围所对应的分值。
5.根据权利要求4所述的基于激光雷达的定速巡航装置,其特征在于,所述根据预先设定的计算规则计算得出环境总评分是指,
为雨雪因子、颗粒含量因子、湿度因子、二氧化碳因子各设置一权重系数,所有权重系数之和为1;
将每种环境因子所对应的分值与权重系数相乘后再相加,以得到环境总评分。
6.根据权利要求1所述的基于激光雷达的定速巡航装置,其特征在于,所述定速巡航装置还具有一功率监测电路;
所述功率监测电路与激光雷达电连接,与调整部电连接,功率监测电路被设置成响应于激光雷达接收到的光束的功率小于一设定功率阈值,生成一包含有设定行驶速度、设定激光雷达发射功率信息的减速信号至控制器。
7.根据权利要求6所述的基于激光雷达的定速巡航装置,其特征在于,所述功率监测电路包括一HLW8012芯片。
8.根据权利要求1所述的基于激光雷达的定速巡航装置,其特征在于,所述定速巡航装置还具有一车速传感器,其安装在电机和/或轮毂上,用于获取汽车的实时行驶速度。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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