CN204044362U - 一种多接收的激光车辆检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多接收的激光车辆检测装置，该装置包括：扫描式激光测距单元，用于在车辆行驶方向垂直的断面上，进行扫描式激光测距，获取各点的距离信息；辅助接收测距单元，在扫描式激光测距装置较远处，在激光扫描较大角度下，用于聚焦、接收并放大激光打到被测车辆上产生的漫反射回波能量，获取远距离大角度下的测量距离信息中控单元，利用所述各点的距离信息，计算地面各点高度值，获取道路行车信息。本实用新型增加多个大角度、远距离接收单元，避免激光测距系统由于角度过大距离太远而导致回波能量的不足，并且可以降低电机负载，提高电机寿命。

Description

一种多接收的激光车辆检测装置

技术领域

本实用新型涉及激光应用技术领域，尤其涉及一种多接收的激光车辆检测装置。 

背景技术

作为公路交通重要信息资源，交通情况调查是交通运输行业宏观管理和决策的基础，是实现公路交通加快转变发展的信息支撑。智能交通领域涉及到交通情况调查，需要对公路上车辆进行车信息进行获取。 

近几年来，激光测距技术广泛应用于交通情况调查领域。目前市面上基于激光测距原理的交调装置，能够在车辆行驶断面上形成一个扫描检测断面，车辆通过时，通过检测该断面各点信息，得到车辆的宽高信息。 

现阶段，这种基于激光测距原理的动态扫描方式广泛应用于交通调查领域，激光测距应用于交通调查领域，有诸多优势：比如采用无接触的测量方式，可以采用不破坏路面的方式实现交通流量调查，激光测距原理的交通情况调查方式车型车速的识别更加精确等。 

但是现阶段的激光测距交调方案受扫描角度限制比较严重，在扫描方向与地面入射角度过大时，激光测距的回波能量过于微弱，以至于没有办法成功获取到回波能量。 

此外，在激光扫描测距方案中，常见的激光测距仪需要利用一台电机带动反光转镜旋转实现激光扫描测距。由于反光转镜的体积较大，电机的寿命也因此受到了较大的制约。因此，扫描式激光测距仪的方案虽然被广泛应用，但也会受到上述等客观技术条件的影响巨大。 

实用新型内容

现阶段激光扫描测距装置基于激光测距原理，激光测距的回波能量跟入射角的余弦值成正比，在测量的入射角较大、距离较远时，回波能量过于微弱严重影响测距精度，甚至可能导致，因此，针对大角度远距离的测距能力，一直是困扰扫描式激光测距应用于道路交通的一个严重的瓶颈问题。 

本实用新型实施例提供一种多接收的激光车辆检测装置，该装置基于现阶段的扫描式 激光测距原理，利用增加接收模块的方式，可以有效解决大角度扫描方向的回波能量和减轻电机负载质量，以提高电机寿命。有利于激光测距的车辆检测装置的广泛推广，该装置包括： 

扫描式激光测距单元，包括：激光发射二极管、激光准直透镜、45°反射镜、直流无刷电机、聚焦接收透镜、雪崩光电二极管APD、计时芯片，用于在垂直于车辆行驶方向上形成一个二维扫描面，实现扫描式激光测距功能； 

辅助接收测距单元，用于辅助接收激光发射产生的大角度、远距离的回波信号； 

所述辅助接收测距单元包括同步计时信号线、聚焦接收透镜、雪崩光电二极管APD、放大电路、计时芯片； 

同步计时信号，用于将所述扫描式激光测距单元产生的激光发射时间信号同步给所述辅助接收单元的计时芯片； 

聚焦接收透镜，用于在所述扫描式激光测距的二维扫描面内，激光发射产生大角度反射面且距离较远的情况下，聚焦、接收激光打到被测区域上产生的漫反射回波能量； 

雪崩光电二极管APD，用于将经过聚焦后的回波能量转换为电信号； 

放大电路，用于将所述电信号放大，并触发后级的计时芯片； 

计时芯片，用于通过所述的激光发射时间与所述的激光接收时间完成计时，得到各点的距离信息； 

中控单元，利用所述各点的距离信息，计算地面各点高度值，获取道路行车信息； 

一个实施例中，所述扫描式激光测距单元包括：激光发射二极管、激光准直透镜、45°反射镜、直流无刷电机、聚焦接收透镜、雪崩光电二极管APD、计时芯片； 

一个实施例中，所述激光发射二极管模块，采用驱动模块驱动激光二极管，产生一束脉冲式激光； 

一个实施例中，所述激光准直透镜，用于将所述出射的脉冲式激光进行准直，平行射出； 

一个实施例中，所述45°反射镜，用于将所述激光垂直反射打到被测物上； 

一个实施例中，直流无刷电机，用于带动光学元器件旋转，实现单束激光对于目标区域的动态扫描测距； 

一个实施例中，所述聚焦接收透镜，用于将打到被测物上的产生的漫反射回波能量进行聚焦接收； 

一个实施例中，所述雪崩光电二极管APD，用于将所述聚焦后的光信号转换为电信号 

一个实施例中，所述的放大电路，用于将所述APD产生的电信号进行放大，并触发计时芯片； 

一个实施例中，所述的计时芯片，可以根据计时单元测量得到的计时信号，获取激光飞行时间，根据所述飞行时间计算各点距离； 

一个实施例中，所述辅助接收测距单元，可以由多个彼此相互独立分离的聚光接收模块组成，进一步的，用于接收激光发射打到地面产生的入射角度范围在45°和90°之间的测量区域内产生的回波信号； 

一个实施例中，所述辅助接收测距单元的具体数目，可以是1～11个； 

一个实施例中，所述辅助接收测距单元，又包括，同步计时信号线、聚焦透镜、光电转换器件、计时芯片； 

一个实施例中，所述的同步计时信号线，可以用屏蔽信号线实现，进一步的，用于将所述扫描式激光测距单元中，激光发射的时间信号传输给计时芯片； 

一个实施例中，所述聚光接收透镜，可以用特定尺寸的聚焦凸透镜实现； 

一个实施例中，所述的光电转换器件，可以采用雪崩光电二极管实现； 

一个实施例中，所述的计时芯片，可以根据计时单元测量得到的计时信号，获取激光飞行时间，根据所述飞行时间计算各点距离，进一步的，用于采集所述扫描式激光测距单元中的激光发射START信号，与光电转换器件产生的STOP信号，并用固定延迟消除计时误差； 

一个实施例中，行车信息计算单元，可以利用单片机实现，根据所述扫描式激光测距单元与辅助接收测距单元上传的各点的距离信息，计算地面各点高度信息，对道路上经过扫描断面的车辆进行检测，从而实现车辆信息获取、交通情况调查的目的。 

利用光线飞行时间，计算各点距离，属于常识内容，不属于专利保护的内容，利用各点距离获取车辆信息过程属于行业内的通用知识，不属于专利保护的内容。 

本实用新型实施例提供的一种多接收的激光车辆检测装置，通过将发射与接收光路的分离设计，可以大幅简化激光发射单元，避免激光发射与接收的相互影响，同时有效提高解决大角度扫描问题，并且降低电机负载，提高电机寿命。从各方面全面提高激光测距交通情况调查方案。并且检测精度高，成本低廉，易于推广。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中： 

图1为本实用新型实施例中一种多接收的激光车辆检测装置的结构示意图； 

图2为本实用新型实施例中一种多接收的激光车辆检测装置中扫描式激光测距单元具体结构示意图； 

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本实用新型实施例做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。 

为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型实施例基于单点激光测距原理，提供一种检测精度和可靠性高、有效解决激光测距系统电机负载过重和大角度测量效果较差等问题的一种多接收的激光交通情况调查系统。 

图1为本实用新型实施例中一种多接收的激光车辆检测装置的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例中一种多接收的激光车辆检测装置可以包括： 

扫描式激光测距单元101，辅助接收测距单元102，行车信息计算单元103。 

扫描式激光测距单元101，用于产生一束脉冲激光，并利用电机带动反光镜旋转，将所述的单束脉冲激光，在空间内形成一个垂直于车辆行驶方向的二维扫描面，同时对于经原光路返回的脉冲激光，进行接收计时，获取各点距离信息； 

辅助接收测距单元102，在所述扫描式激光测距的二维扫描面内，激光发射产生大角度反射面且距离较远的情况下，用于辅助聚焦、接收并放大激光打到被测区域上产生的漫反射回波能量，获取大角度、远距离情况下各点距离信息； 

中控单元103，利用所述各点的距离信息，计算地面各点高度值，获取道路行车信息； 

图2为本实用新型实施例中一种多接收的激光车辆检测装置扫描式激光测距单元具体结构示意图，如图2所示，扫描式激光测距单元又可以包括： 

激光发射模块2101，由激光驱动产生出一束脉冲激光，于此同时，给计时电路发出START信号，触发计时芯片开始计时； 

激光准直模块2102，将所述脉冲激光进行准直之后射出； 

扫描电机模块2103，用于利用电机带动反光转镜2104旋转； 

反光转镜模块2104，用于将所述脉冲激光发射出去，在二维空间内，形成一个空间扫描光幕； 

被测物2105，所述脉冲激光打到被测物2105上，激光漫反射产生的回波信号，沿原光路返回； 

聚焦接收透镜2106，用于将所述2105产生的漫反射信号进行聚焦接收； 

雪崩光电二极管APD2107，用于将所述聚焦透镜聚焦后的光信号转换为电信号； 

放大电路2108，用于将所述电信号放大，并利用放大后的电信号，传给后级计时电路分析处理，触发STOP信号； 

扫描式激光测距单元已经属于市面上较为常见的模块，在行业内属于通用常识，不属于本专利的保护范围。 

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种多接收的激光车辆检测装置，其特征在于，包括： 

扫描式激光测距单元，辅助接收测距单元，中控单元； 

扫描式激光测距单元，包括：激光发射二极管、激光准直透镜、45°反射镜、直流无刷电机、聚焦接收透镜、雪崩光电二极管APD、放大电路、计时芯片，用于在垂直于车辆行驶方向上形成一个二维扫描面，实现扫描式激光测距功能； 

辅助接收测距单元，用于辅助接收激光发射产生的大角度、远距离的回波信号； 

所述辅助接收测距单元包括同步计时信号线、聚焦接收透镜、雪崩光电二极管APD、放大电路、计时芯片； 

同步计时信号，用于将所述扫描式激光测距单元产生的激光发射时间信号同步给所述所述辅助接收单元的计时芯片； 

聚焦接收透镜，用于在所述扫描式激光测的二维扫描面内，激光发射产生大角度反射面且距离较远的情况下，聚焦、接收激光打到被测区域上产生的漫反射回波能量； 

雪崩光电二极管APD，用于将经过聚焦后的回波能量转换为电信号； 

放大电路，用于将所述电信号放大，并触发后级的计时芯片； 

计时芯片，用于通过所述的激光发射时间与所述的激光接收时间完成计时，得到各点的距离信息； 

中控单元，利用所述各点的距离信息，计算地面各点高度值，获取道路行车信息。 

2.如权利要求1所述的一种多接收的激光车辆检测装置，其特征在于，所述辅助接收测距单元的数量可以是1-5个。 

3.如权利要求1所述的一种多接收的激光车辆检测装置，其特征在于，辅助接收测距单元，用于接收激光发射打到地面产生的入射角度范围在45°和90°之间的测量区域内产生的回波信号。 

4.如权利要求1所述的一种多接收的激光车辆检测装置，其特征在于，同步计时信号线，用于将所述扫描式激光测距单元中，激光发射的时间信号传输给计时芯片。 

5.如权利要求1所述的一种多接收的激光车辆检测装置，其特征在于，计时芯片，用于采集所述扫描式激光测距单元中的激光发射START信号，与光电转换器件产生的STOP信号，并用固定延迟消除计时误差。