CN111308461A - 低速车用障碍物检测系统及检测方法、检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低速车用障碍物检测系统及检测方法、检测装置，包括障碍物检测单元、环境参数检测单元和数据处理与控制单元，通过环境参数检测单元采集车辆行驶环境的环境信号，并通过数据处理与控制单元根据环境信号切换障碍物检测单元内检测模块的组合方式，对采集的数据信号和图像信号进行数据融合判定，以实现障碍物的检测；本发明的检测系统及装置适合低速车使用，成本低廉，适用环境能力强，能够有效提高行驶的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及交通工具障碍物检测技术领域，尤其涉及一种低速车用障碍物检测系统及检测方法、检测装置。
背景技术
一般来说，最大行驶速度小于70km/h的车辆被划分为低速车，低速车结构紧凑、多用电能驱动、环保性能良好、整体性价比高，是三四线城镇居民、尤其是中老年、残疾人群的首选代步运载工具。而且在景区游览、校园及广场巡逻等方面也得到广泛应用，具有很高的使用价值和市场价值。
但是由于低速车价格低廉，现有技术中的低速车还没有安装任何障碍物检测装置，而且多数低速车驾驶人员行车经验不足，很容易发生交通事故。因此，为了保证公共安全和驾驶员的人身安全，障碍物检测装置是低速车领域亟需研究的项目。
现有技术中，少数应用在汽车、轨道交通等高速交通工具上的激光雷达、毫米波雷达、机器视觉、超声波等多种检测技术需要同时对障碍物进行融合检测才能达到理想效果。
但是，此类系统的数据处理量过于庞大，对系统要求过高，多个检测模块需要分散安装，系统集成度低。而且上述的激光雷达的单价均在万元以上，导致此类检测系统成本高昂，没有考虑由于受环境参数影响的障碍物检测误判率。
因此，基于上述现有技术中检测系统的缺陷，现有技术中的检测装置难以集成在价格低廉、结构紧凑的低速车上。
所以，基于上述技术问题，本领域的技术人员亟需研发一种能够适用于低速车使用、有效检测障碍物以确保公共安全和人身安全的障碍物检测系统及检测方法、检测装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于低速车障碍物检测使用、降低成本、检测效果好、有效保障公共安全和人身安全的障碍物检测系统及检测方法、检测装置。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的低速车用障碍物检测系统，该检测系统主要包括：
障碍物检测单元，该障碍物检测单元对车辆前方进行识别、以获得车辆前方的障碍物数据信号和障碍物图像信号；
环境参数检测单元，该环境参数检测单元对车辆前方场景进行检测、并获得行驶环境检测信号；
该检测系统还包括：
数据处理与控制单元；
所述数据处理与控制单元对所述障碍物检测单元采集的障碍物数据信号和障碍物图像信号进行数据融合处理；
电子陀螺仪模块，所述电子陀螺仪模块用以检测车辆行驶是否进入弯道形式；
所述数据处理与控制单元通过电气导线连接有语音报警模块，所述数据处理与控制单元根据数据融合得出的判定控制所述语音报警模块的工作；
所述障碍物检测单元包括激光扫描测距系统、毫米波雷达、可见光CCD相机和红外光CCD相机；
所述激光扫描测距系统、毫米波雷达作为所述障碍物检测单元的障碍物数据信号采集模块；
所述可见光CCD相机、红外光CCD相机作为所述障碍物检测单元的障碍物图像信号采集模块；
所述数据处理与控制单元根据所述环境参数检测单元获取的行驶环境检测信号选取任一障碍物数据信号采集模块和任一障碍物图像信号采集模块进行组合检测。
进一步的，所述数据处理与控制单元包括：
图像处理模块，所述图像处理模块接收所述可见光CCD相机、红外光CCD相机任一障碍物图像信号采集模块获取的障碍物图像信号并对图像信号进行处理；
主控模块，所述主控模块接收所述激光扫描测距系统、毫米波雷达任一障碍物数据信号采集模块获取的障碍物数据信号并与障碍物图像信号进行数据融合处理；
所述主控模块基于贝叶斯估计或表决融合或人工神经网络对障碍物数据信号和障碍物图像信号进行数据融合判定。
进一步的，所述环境参数检测单元包括：
光温湿度一体检测模块，该光温湿度一体检测模块用以检测车辆所处环境的光照数据和温湿度数据；
空气质量检测模块，该空气质量检测模块用以检测车外环境PM2.5、PM10颗粒物浓度数据；
雨雪检测模块，该雨雪检测模块用以检测车辆所处环境的天气数据；
电子陀螺仪模块，所述电子陀螺仪模块用以检测车辆行驶是否进入弯道形式。
进一步的，所述数据处理与控制单元根据所述障碍物数据信号和障碍物图像信号选取的组合检测形式包括：
当车辆处于天气和光照良好条件时，所述数据处理与控制单元选取可见光CCD相机作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元选取激光扫描测距系统作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆处于雨、雪、雾、霾天气条件时，所述数据处理与控制单元选取可见光CCD相机作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元选取毫米波雷达作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆处于夜间或弱光条件时，所述数据处理与控制单元选取红外光CCD相机作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元选取毫米波雷达作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆进入弯道形式、且处于天气和光照良好条件时，所述数据处理与控制单元选取可见光CCD相机作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元选取激光扫描测距系统作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆进入弯道形式、且处于夜间或弱光条件时，所述数据处理与控制单元选取红外光CCD相机作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元选取激光扫描测距系统作为障碍物数据信号采集模块。
本发明公开了一种低速车用障碍物检测方法，该检测方法具体包括如下步骤：
S101、车辆启动，障碍物检测系统开始工作，首先利用环境参数检测单元检测车辆所处环境信号、并通过电子陀螺仪模块检测车辆是否进入弯道形式；
S102、如果车辆未进入弯道形式，数据处理与控制单元根据环境参数检测单元采集的环境信号自动选取障碍物图像信号采集模块和障碍物数据信号采集模块、并进行数据融合判定；
S103、数据处理与控制单元通过数据融合判定检测车辆前方范围是否有障碍物，如果有障碍物则控制语音报警模块工作。
进一步的，步骤S101中根据电子陀螺仪模块检测车辆是否进入弯道形式；
当车辆进入弯道形式、且处于天气和光照良好条件时，所述数据处理与控制单元选取可见光CCD相机作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元选取激光扫描测距系统作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆进入弯道形式、且处于夜间或弱光条件时，所述数据处理与控制单元选取红外光CCD相机作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元选取激光扫描测距系统作为障碍物数据信号采集模块。
进一步的，所述步骤S102中，当车辆处于天气和光照良好条件时，所述数据处理与控制单元选取可见光CCD相机作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元选取激光扫描测距系统作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆处于雨、雪、雾、霾天气条件时，所述数据处理与控制单元选取可见光CCD相机作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元选取毫米波雷达作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆处于夜间或弱光条件时，所述数据处理与控制单元选取红外光CCD相机作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元选取毫米波雷达作为障碍物数据信号采集模块。
本发明公开了一种低速车用检测装置，该检测装置内集成有如上所述的检测系统，该检测装置安装于低速车上。
进一步的，所述检测装置包括安装箱体；
所述安装箱体内部形成为嵌装腔；
所述嵌装腔内有安装底板，所述安装底板上集成有图像处理模块、主控模块、毫米波雷达、可见光CCD相机、红外光CCD相机、激光扫描测距系统、电子陀螺仪模块、语音报警模块、直流供电单元；
其中，可见光CCD相机和红外光CCD相机分别通过USB2.0数据线与图像处理模块相连接，所述图像处理模块通过电气导线连接以与主控模块通讯；
电子陀螺仪模块、语音报警模块、激光扫描测距系统、毫米波雷达和直流供电单元均通过电气导线连接以与主控模块通讯；
所述激光扫描测距系统包括与所述安装箱体装配固定的二维转台、以及集成于所述二维转台上部的激光测距模块；
所述激光测距模块通过所述二维转台能够绕二维转台的轴线沿水平方向转动、以及能够沿垂直方向摆动；
所述激光测距模块的水平方向转动的角度范围为-200°～200°，所述激光测距模块的垂直方向摆动的角度范围为-40°～40°；
光温湿度一体检测模块、空气质量检测模块、雨雪检测模块均通过电气导线连接以与所述主控模块通讯；
所述安装箱体具有音孔，语音报警模块的声音由所述音孔传播至外部；
该检测装置还集成有为装置供电的直流供电单元、以及能够为所述直流供电单元充电用的直流供电单元充电孔。
进一步的，所述激光测距模块选用KLH-01T型号的激光测距模块，该激光测距模块的测距范围为0.03～80m；
所述毫米波雷达选用MR76、77GHz的毫米波雷达，所述毫米波雷达的测距范围为0.2～100m；
所述可见光CCD相机选用HT-UBD130M的可见光CCD相机，且该可见光CCD相机配置25mm定焦镜头，所述可见光CCD相机的测距范围为0.2～80m；
所述红外光CCD相机选用TD-812的红外光CCD相机，且该红外光CCD相机配置25mm定焦镜头，所述红外光CCD相机的测距范围为0.2～80m；
所述光温湿度一体检测模块选用YDBS-3001-1-GZ的光温湿度一体检测模块，所述光温湿度一体检测模块的防水等级为IP65；
所述空气质量检测模块选用RS-PM-V05-2的空气质量检测模块，该空气质量检测模块的防水等级为IP65；
所述雨雪检测模块选用RS-YUX-N01R01-H的雨雪检测模块，该雨雪检测模块的防水等级为IP68；
所述图像处理模块选用DSPTM320系列芯片；
所述主控模块选用STM32F767系列芯片；
所述电子陀螺仪模块选用GY-521的电子陀螺仪模块；
所述语音报警模块选用的型号为JRF-930的语音报警模块，该语音报警模块用于提示驾驶人员注意前方障碍物；
所述可见光CCD相机和红外光CCD相机均采用USB2.0进行采集图像传输。
除环境参数检测单元外，上述的其它单元、系统、模块均固定在安装底板上，并用安装箱体进行封装，以提高检测系统集成化程度。安装箱体的前板处安装保护玻璃以满足检测模块工作需要。在安装箱体的后板处安装有风扇自动控制系统，用于控制检测系统箱内温度，以保证系统工作的可靠性；后板上还安装有直流供电单元充电孔、音孔、系统开关、工作指示灯。障碍物检测单元、环境参数检测单元、电子陀螺仪模块，语音报警模块等电子模块均通过电气导线连接数据处理与控制单元。
在上述技术方案中，本发明提供的一种低速车用障碍物检测系统及检测方法、检测装置，具有以下有益效果：
本发明的检测系统通过环境参数检测单元采集车辆行驶的环境信号，并利用数据处理与控制单元根据采集的环境信号切换障碍物数据信号采集模块和障碍物图像信号采集模块的组合方式，并对数据信号和图像信号进行数据融合判定，以实现障碍物的检测，该种方式能够适应多种行驶环境，控制切换灵活，检测效果好。
本发明的检测装置适用于低速车使用，通过安装箱体将功能部件集成在其内，集成度高，且成本低廉，具有语音报警模块能够适应老年人使用，提高了安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的低速车用障碍物检测系统的系统原理图；
图2为本发明实施例提供的低速车用障碍物检测方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的低速车用障碍物检测装置的结构示意图一；
图4为本发明实施例提供的低速车用障碍物检测装置的结构示意图二；
图5为本发明实施例提供的低速车用障碍物检测装置的模块布置图；
图6为本发明实施例提供的低速车用障碍物检测装置的激光扫描测距系统的结构示意图。
附图标记说明：
1、障碍物检测单元；2、环境参数检测单元；3、数据处理与控制单元；4、电子陀螺仪模块；5、语音报警模块；6、障碍物；7、安装箱体；
11、激光扫描测距系统；12、毫米波雷达；13、可见光CCD相机；14、红外光CCD相机；
21、光温湿度一体检测模块；22、空气质量检测模块；23、雨雪检测模块；
31、图像处理模块；32、主控模块；
71、电路板；72、音孔；73、直流供电单元；74、直流供电单元充电口；75、系统开关；76、工作指示灯；77、风扇自动控制系统；
1101、二维转台；1102、激光测距模块。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
实施例一：
本实施例一主要公开了本发明的低速车用障碍物检测用的检测系统；
参见图1所示，图1示出了本实施例一的检测系统的原理框图。
具体为：本发明的低速车用障碍物检测系统，该检测系统主要包括：
障碍物检测单元1，该障碍物检测单元1对车辆前方进行识别、以获得车辆前方的障碍物数据信号和障碍物图像信号；
环境参数检测单元2，该环境参数检测单元2对车外场景进行检测、并获得行驶环境检测信号；
该检测系统还包括：
数据处理与控制单元3；
数据处理与控制单元3对障碍物检测单元1采集的障碍物数据信号和障碍物图像信号进行数据融合处理；
数据处理与控制单元3通过电气导线连接有电子陀螺仪模块4，用以检测车辆行驶是否进入弯道形式；
数据处理与控制单元3通过电气导线连接有语音报警模块5，数据处理与控制单元3根据数据融合得出的判定控制语音报警模块5的工作；
障碍物检测单元1包括激光扫描测距系统11、毫米波雷达12、可见光CCD相机13和红外光CCD相机14；
激光扫描测距系统11、毫米波雷达12作为障碍物检测单元1的障碍物数据信号采集模块；
可见光CCD相机13、红外光CCD相机14作为障碍物检测单元1的障碍物图像信号采集模块；
数据处理与控制单元3根据环境参数检测单元2获取的行驶环境检测信号选取任一障碍物数据信号采集模块和任一障碍物图像信号采集模块进行组合检测。
优选的，本实施例中数据处理与控制单元3包括：
图像处理模块31，图像处理模块31接收可见光CCD相机13、红外光CCD相机14任一障碍物图像信号采集模块获取的障碍物图像信号并对图像信号进行处理；
主控模块32，主控模块32接收激光扫描测距系统11、毫米波雷达12任一障碍物数据信号采集模块获取的障碍物数据信号并与障碍物图像信号进行数据融合处理；
主控模块32基于贝叶斯估计或表决融合或人工神经网络对障碍物数据信号和障碍物图像信号进行数据融合判定。
其中，上述的环境参数检测单元2包括：
光温湿度一体检测模块21，该光温湿度一体检测模块21用以检测车辆所处环境的光照数据和温湿度数据；
空气质量检测模块22，该空气质量检测模块22用以检测车外环境PM2.5、PM10颗粒物浓度数据；
雨雪检测模块23，该雨雪检测模块23用以检测车辆所处环境的雨、雪天气数据；
具体的，本实施例一公开的检测系统主要包括数据处理与控制单元3、环境参数检测单元2和障碍物检测单元1；其中，环境参数检测单元2利用光温湿度一体检测模块21、空气质量检测模块22、雨雪检测模块23和电子陀螺仪模块4对车辆行驶的环境信号进行采集，具体的采集信号为：
光温湿度一体检测模块21主要用以采集车外环境光照度、温度、湿度参数；
空气质量检测模块22主要用以检测车外环境PM2.5、PM10颗粒物浓度的检测；
雨雪检测模块23主要用以感应外界雨、雪环境天气，同时，内置加热单元，能够根据天气变化自动加热，避免结冰、结露。
根据上述各环境参数检测单元2的不同环境参数的检测，数据处理及控制模块3根据实际环境并对障碍物检测单元1内各检测模块进行指定组合检测，并对检测到的障碍物数据信号和障碍物图像信号进行数据融合判定，最终获得车辆前方一定范围内是否有障碍物以及障碍物的距离等数据信号，并控制语音报警模块5工作，提示驾驶员行驶。
其中，本实施例中数据处理与控制单元3根据所述障碍物数据信号和障碍物图像信号选取的组合检测形式包括：
当车辆处于天气和光照良好条件时，数据处理与控制单元3选取可见光CCD相机13作为障碍物图像信号采集模块，数据处理与控制单元3选取激光扫描测距系统11作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆处于雨、雪、雾、霾天气条件时，数据处理与控制单元3选取可见光CCD相机13作为障碍物图像信号采集模块，数据处理与控制单元3选取毫米波雷达12作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆处于夜间或弱光条件时，数据处理与控制单元3选取红外光CCD相机14作为障碍物图像信号采集模块，数据处理与控制单元3选取毫米波雷达12作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆进入弯道形式、且处于天气和光照良好条件时，数据处理与控制单元3选取可见光CCD相机13作为障碍物图像信号采集模块，数据处理与控制单元3选取激光扫描测距系统11作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆进入弯道形式、且处于夜间或弱光条件时，数据处理与控制单元3选取红外光CCD相机14作为障碍物图像信号采集模块，数据处理与控制单元3选取激光扫描测距系统11作为障碍物数据信号采集模块。
上述根据数据处理与控制单元3内置的程序，介绍了几种常见的环境下组合检测单元的情况。通过数据处理与控制单元3的控制，灵活切换检测模块组合检测，适用性更好，由于能够适应多数环境检测，因此，安全性更高。
实施例二：
本实施例二主要公开了本发明的低速车用障碍物检测用的检测方法，该检测方法是基于实施例一的检测系统的检测方法；
参见图2所示，图2示出了本实施例一的检测方法的流程图。
本发明公开了一种低速车用障碍物检测方法，该检测方法具体包括如下步骤：
S101、车辆启动，障碍物检测系统开始工作，首先利用环境参数检测单元2检测车辆所处环境信号、并通过电子陀螺仪模块4检测车辆是否进入弯道形式；
S102、如果车辆未进入弯道形式，数据处理与控制单元3根据环境参数检测单元采集的环境信号自动选取障碍物图像信号采集模块和障碍物数据信号采集模块、并进行数据融合判定；
S103、数据处理与控制单元3通过数据融合判定检测车辆前方范围是否有障碍物6，如果有障碍物6则控制语音报警模块5工作。
优选的，上述步骤S101中根据电子陀螺仪模块4检测车辆是否进入弯道形式；
当车辆进入弯道形式、且处于天气和光照良好条件时，数据处理与控制单元3选取可见光CCD相机13作为障碍物图像信号采集模块，数据处理与控制单元3选取激光扫描测距系统11作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆进入弯道形式、且处于夜间或弱光条件时，数据处理与控制单元3选取红外光CCD相机14作为障碍物图像信号采集模块，数据处理与控制单元3选取激光扫描测距系统11作为障碍物数据信号采集模块。
优选的，上述步骤S102中，当车辆处于天气和光照良好条件时，数据处理与控制单元3选取可见光CCD相机13作为障碍物图像信号采集模块，数据处理与控制单元3选取激光扫描测距系统11作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆处于雨、雪、雾、霾天气条件时，数据处理与控制单元3选取可见光CCD相机13作为障碍物图像信号采集模块，数据处理与控制单元3选取毫米波雷达12作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆处于夜间或弱光条件时，数据处理与控制单元3选取红外光CCD相机14作为障碍物图像信号采集模块，数据处理与控制单元3选取毫米波雷达12作为障碍物数据信号采集模块。
实施例三：
本实施例三主要公开了本发明的低速车用检测装置，该检测装置是基于实施例一的检测系统和实施例二的检测方法的装置；
参见图3～图6所示。
本发明公开了一种低速车用检测装置，该检测装置内集成有如上所述的检测系统，该检测装置安装于低速车上。
优选的，本实施例三中检测装置包括安装箱体7；
安装箱体7内部形成为嵌装腔；
嵌装腔内有安装底板71，安装底板71上集成有图像处理模块31、主控模块32、毫米波雷达12、可见光CCD相机13、红外光CCD相机14、激光扫描测距系统11、电子陀螺仪模块4、语音报警模块5、直流供电单元73；
其中，可见光CCD相机13和红外光CCD相机14分别通过USB2.0数据线与图像处理模块31相连接，图像处理模块31通过电气导线连接以与主控模块32通讯；
电子陀螺仪模块4、语音报警模块5、激光扫描测距系统11、毫米波雷达12和直流供电单元73均通过电气导线连接以与主控模块32通讯；
激光扫描测距系统11包括与安装箱体7装配固定的二维转台1101、以及集成于二维转台1101上部的激光测距模块1102；
激光测距模块1102通过二维转台1101能够绕二维转台1101的轴线沿水平方向转动、以及能够沿垂直方向摆动；
激光测距模块1102的水平方向转动的角度范围为-200°～200°，激光测距模块1102的垂直方向摆动的角度范围为-40°～40°；
本实施例公开的二维转台1101其具有两部分结构，一部分为下部的安装结构，另一部分为活动连接于安装结构上端的活动结构；其中，安装结构与安装底板71装配固定以实现对二维转台的定位固定，而上端的活动结构主要用以装配上述的激光测距模块1102，这样活动结构能够承载着激光测距模块1102相对于安装结构沿水平方向转动和垂直方向摆动。为了实现二维转台1101的安装，安装箱体7对应位置需要开设通道，保证至少二维转台1101的活动结构能够延伸至安装箱体7的外部，以实现检测和对应方向的活动。
光温湿度一体检测模块21、空气质量检测模块22、雨雪检测模块23均通过电气导线连接以与主控模块32通讯；
安装箱体7具有音孔72，语音报警模块5的声音由音孔72传播至外部；
该检测装置还集成有为装置供电的直流供电单元73、以及能够为直流供电单元73充电用的直流供电单元充电孔74。
本实施例中的上述所有单元、系统、模块均通过直流供电单元73进行供电。
优选的，本实施例中激光测距模块1102选用KLH-01T型号的激光测距模块1102，该激光测距模块1102的测距范围为0.03～80m；
毫米波雷达12选用MR76、77GHz的毫米波雷达12，毫米波雷达12的测距范围为0.2～100m；
可见光CCD相机13选用HT-UBD130M的可见光CCD相机13，且该可见光CCD相机13配置25mm定焦镜头，可见光CCD相机13的测距范围为0.2～80m；
红外光CCD相机14选用TD-812的红外光CCD相机14，且该红外光CCD相机14配置25mm定焦镜头，红外光CCD相机14的测距范围为0.2～80m；
光温湿度一体检测模块21选用YDBS-3001-1-GZ的光温湿度一体检测模块21，光温湿度一体检测模块21的防水等级为IP65；
空气质量检测模块22选用RS-PM-V05-2的空气质量检测模块22，该空气质量检测模块22的防水等级为IP65；
雨雪检测模块23选用RS-YUX-N01R01-H的雨雪检测模块23，该雨雪检测模块23的防水等级为IP68；
图像处理模块32选用DSPTM320系列芯片；
主控模块31选用STM32F767系列芯片；
电子陀螺仪模块4选用GY-521的电子陀螺仪模块4；
语音报警模块5选用的型号为JRF-930的语音报警模块5，该语音报警模块5用于提示驾驶人员注意前方障碍物；
可见光CCD相机13和红外光CCD相机14均采用USB2.0进行采集图像传输。
除环境参数检测单元外，上述的其它单元、系统、模块均固定在安装底板71上，并用安装箱体7进行封装，以提高检测系统集成化程度。安装箱体7的前板处安装保护玻璃以满足检测模块工作需要。在安装箱体7的后板处安装有风扇自动控制系统77，用于控制检测系统箱内温度，以保证系统工作的可靠性；后板上还安装有直流供电单元充电孔74、音孔72、系统开关75、工作指示灯76。障碍物检测单元1、环境参数检测单元2、电子陀螺仪模块4，语音报警模块5等电子模块均通过电气导线连接数据处理与控制单元3。
上述实施例具体介绍了各个检测/功能模块的选型，需要说明的是，上述选型仅仅是示范性的，并非局限于上述选型，任何功能一致，且能够等同替换的模块也可以直接替换，因此，不对其做局限性地限制。
在上述技术方案中，本发明提供的一种低速车用障碍物检测系统及检测方法、检测装置，具有以下有益效果：
本发明的检测系统通过环境参数检测单元2采集车辆行驶的环境信号，并利用数据处理与控制单元3根据采集的环境信号切换障碍物数据信号采集模块和障碍物图像信号采集模块的组合方式，并对数据信号和图像信号进行数据融合判定，以实现障碍物6的检测，该种方式能够适应多种行驶环境，控制切换灵活，检测效果好。
本发明的检测装置适用于低速车使用，通过安装箱体7将功能部件集成在其内，集成度高，且成本低廉，具有语音报警模块5能够适应老年人使用，提高了安全性。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (10)
1.低速车用障碍物检测系统，其特征在于，该检测系统主要包括：
障碍物检测单元(1)，该障碍物检测单元(1)对车辆前方进行识别、以获得车辆前方的障碍物数据信号和障碍物图像信号；
环境参数检测单元(2)，该环境参数检测单元(2)对车辆前方场景进行检测、并获得行驶环境检测信号；
该检测系统还包括：
数据处理与控制单元(3)；
所述数据处理与控制单元(3)对所述障碍物检测单元(1)采集的障碍物数据信号和障碍物图像信号进行数据融合处理；
所述数据处理与控制单元(3)通过电气导线连接有电子陀螺仪模块(4)，用以检测车辆行驶是否进入弯道形式；
所述数据处理与控制单元(3)通过电气导线连接有语音报警模块(5)，所述数据处理与控制单元(3)根据数据融合得出的判定控制所述语音报警模块(5)的工作；
所述障碍物检测单元(1)包括激光扫描测距系统(11)、毫米波雷达(12)、可见光CCD相机(13)和红外光CCD相机(14)；
所述激光扫描测距系统(11)、毫米波雷达(12)作为所述障碍物检测单元(1)的障碍物数据信号采集模块；
所述可见光CCD相机(13)、红外光CCD相机(14)作为所述障碍物检测单元(1)的障碍物图像信号采集模块；
所述数据处理与控制单元(3)根据所述环境参数检测单元(2)获取的行驶环境检测信号选取任一障碍物数据信号采集模块和任一障碍物图像信号采集模块进行组合检测。
2.根据权利要求1所述的低速车用障碍物检测系统，其特征在于，所述数据处理与控制单元(3)包括：
图像处理模块(31)，所述图像处理模块(31)接收所述可见光CCD相机(13)、红外光CCD相机(14)任一障碍物图像信号采集模块获取的障碍物图像信号并对图像信号进行处理；
主控模块(32)，所述主控模块(32)接收所述激光扫描测距系统(11)、毫米波雷达(12)任一障碍物数据信号采集模块获取的障碍物数据信号并与障碍物图像信号进行数据融合处理；
所述主控模块(32)基于贝叶斯估计或表决融合或人工神经网络对障碍物数据信号和障碍物图像信号进行数据融合判定。
3.根据权利要求2所述的低速车用障碍物检测系统，其特征在于，所述环境参数检测单元(2)包括：
光温湿度一体检测模块(21)，该光温湿度一体检测模块(21)用以检测车辆所处环境的光照数据和温湿度数据；
空气质量检测模块(22)，该空气质量检测模块(22)用以检测车外环境PM2.5、PM10颗粒物浓度数据；
雨雪检测模块(23)，该雨雪检测模块(23)用以检测车辆所处环境的雨、雪天气数据。
4.根据权利要求1所述的低速车用障碍物检测系统，其特征在于，所述数据处理与控制单元(3)根据所述障碍物数据信号和障碍物图像信号选取的组合检测形式包括：
当车辆处于天气和光照良好条件时，所述数据处理与控制单元(3)选取可见光CCD相机(13)作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元(3)选取激光扫描测距系统(11)作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆处于雨、雪、雾、霾天气条件时，所述数据处理与控制单元(3)选取可见光CCD相机(13)作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元(3)选取毫米波雷达(12)作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆处于夜间或弱光条件时，所述数据处理与控制单元(3)选取红外光CCD相机(14)作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元(3)选取毫米波雷达(12)作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆进入弯道形式、且处于天气和光照良好条件时，所述数据处理与控制单元(3)选取可见光CCD相机(13)作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元(3)选取激光扫描测距系统(11)作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆进入弯道形式、且处于夜间或弱光条件时，所述数据处理与控制单元(3)选取红外光CCD相机(14)作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元(3)选取激光扫描测距系统(11)作为障碍物数据信号采集模块。
5.低速车用障碍物检测方法，其特征在于，该检测方法具体包括如下步骤：
S101、车辆启动，障碍物检测系统开始工作，首先利用环境参数检测单元(2)检测车辆所处环境信号、并通过电子陀螺仪模块(4)检测车辆是否进入弯道形式；
S102、如果车辆未进入弯道形式，数据处理与控制单元(3)根据环境参数检测单元采集的环境信号自动选取障碍物图像信号采集模块和障碍物数据信号采集模块、并进行数据融合判定；
S103、数据处理与控制单元(3)通过数据融合判定检测车辆前方范围是否有障碍物(6)，如果有障碍物(6)则控制语音报警模块(5)工作。
6.根据权利要求5所述的低速车用障碍物检测方法，其特征在于，步骤S101中根据电子陀螺仪模块(4)检测车辆是否进入弯道形式；
当车辆进入弯道形式、且处于天气和光照良好条件时，所述数据处理与控制单元(3)选取可见光CCD相机(13)作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元(3)选取激光扫描测距系统(11)作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆进入弯道形式、且处于夜间或弱光条件时，所述数据处理与控制单元(3)选取红外光CCD相机(14)作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元(3)选取激光扫描测距系统(11)作为障碍物数据信号采集模块。
7.根据权利要求5所述的低速车用障碍物检测方法，其特征在于，所述步骤S102中，当车辆处于天气和光照良好条件时，所述数据处理与控制单元(3)选取可见光CCD相机(13)作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元(3)选取激光扫描测距系统(11)作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆处于雨、雪、雾、霾天气条件时，所述数据处理与控制单元(3)选取可见光CCD相机(13)作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元(3)选取毫米波雷达(12)作为障碍物数据信号采集模块；
当车辆处于夜间或弱光条件时，所述数据处理与控制单元(3)选取红外光CCD相机(14)作为障碍物图像信号采集模块，所述数据处理与控制单元(3)选取毫米波雷达(12)作为障碍物数据信号采集模块。
8.低速车用检测装置，其特征在于，该检测装置内集成有如权利要求1至4中任一项所述的检测系统，该检测装置安装于低速车上。
9.根据权利要求8所述的低速车用检测装置，其特征在于，所述检测装置包括安装箱体(7)；
所述安装箱体(7)内部形成为嵌装腔；
所述嵌装腔内有安装底板(71)，所述安装底板(71)上集成有图像处理模块(31)、主控模块(32)、毫米波雷达(12)、可见光CCD相机(13)、红外光CCD相机(14)、激光扫描测距系统(11)、电子陀螺仪模块(4)、语音报警模块(5)、直流供电单元(73)；
其中，可见光CCD相机(13)和红外光CCD相机(14)分别通过USB2.0数据线与图像处理模块(31)相连接，所述图像处理模块(31)通过电气导线连接以与主控模块(32)通讯；
电子陀螺仪模块(4)、语音报警模块(5)、激光扫描测距系统(11)、毫米波雷达(12)和直流供电单元(73)均通过电气导线连接以与主控模块(32)通讯；
所述激光扫描测距系统(11)包括与所述安装箱体(7)装配固定的二维转台(1101)、以及集成于所述二维转台(1101)上部的激光测距模块(1102)；
所述激光测距模块(1102)通过所述二维转台(1101)能够绕二维转台(1101)的轴线沿水平方向转动、以及能够沿垂直方向摆动；
所述激光测距模块(1102)的水平方向转动的角度范围为-200°～200°，所述激光测距模块(1102)的垂直方向摆动的角度范围为-40°～40°；
光温湿度一体检测模块(21)、空气质量检测模块(22)、雨雪检测模块(23)均通过电气导线连接以与所述主控模块(32)通讯；
所述安装箱体(7)具有音孔(72)，语音报警模块(5)的声音由所述音孔(72)传播至外部；
该检测装置还集成有为直流供电单元(73)充电用的直流供电单元充电孔(74)。
10.根据权利要求9所述的低速车用检测装置，其特征在于，所述激光测距模块(1102)选用KLH-01T型号的激光测距模块(1102)，该激光测距模块(1102)的测距范围为0.03～80m；
所述毫米波雷达(12)选用MR76、77GHz的毫米波雷达(12)，所述毫米波雷达(12)的测距范围为0.2～100m；
所述可见光CCD相机(13)选用HT-UBD130M的可见光CCD相机(13)，且该可见光CCD相机(13)配置25mm定焦镜头，所述可见光CCD相机(13)的测距范围为0.2～80m；
所述红外光CCD相机(14)选用TD-812的红外光CCD相机(14)，且该红外光CCD相机(14)配置25mm定焦镜头，所述红外光CCD相机(14)的测距范围为0.2～80m；
所述光温湿度一体检测模块(21)选用YDBS-3001-1-GZ的光温湿度一体检测模块(21)，所述光温湿度一体检测模块(21)的防水等级为IP65；
所述空气质量检测模块(22)选用RS-PM-V05-2的空气质量检测模块(22)，该空气质量检测模块(22)的防水等级为IP65；
所述雨雪检测模块(23)选用RS-YUX-N01R01-H的雨雪检测模块(23)，该雨雪检测模块(23)的防水等级为IP68；
所述图像处理模块(32)选用DSPTM320系列芯片；
所述主控模块(31)选用STM32F767系列芯片；
所述电子陀螺仪模块(4)选用GY-521的电子陀螺仪模块(4)；
所述语音报警模块(5)选用型号为JRF-930的语音报警模块(5)，该语音报警模块(5)用于提示驾驶人员注意前方障碍物；
所述可见光CCD相机(13)和红外光CCD相机(14)均采用USB2.0进行采集图像传输。
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