CN213091887U - 激光雷达测速系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种激光雷达测速系统。激光雷达测速系统，包括导轨、控制器以及移动设备。导轨沿隧道的长度方向延伸且固定于隧道。移动设备均安装于导轨上且被配置为可沿导轨运动，移动设备间隔安装有两个激光雷达。控制器控制移动设备沿导轨运动，并控制两个激光雷达同时对隧道内的物体进行扫描，检测被扫描物体在隧道内的实时速度。激光雷达测速系统能够检测隧道内的车辆以及其他物体的实时状态。

Description

激光雷达测速系统

技术领域

本申请涉及车辆测速技术领域，具体而言，涉及一种激光雷达测速系统。

背景技术

近年来随着我国高速公路网的不断完善，以及国道和省际公路的增加，显著加快了流通速度，提高了运载能力，有效缓解了公路交通压力，高速公路给人们带来了交通便利和能源的节省。然而公路路况的整体提升却带来了另一个问题——“车辆超速”，大量的事实证明由于惯性因素，车速越快，那么制动距离越大，制动非安全区也越长，容易造成追尾事故，超速行驶是重大交通事故最主要的原因之一，由此而造成的人员伤亡和财产损失更是怵目惊心，“超速”是公路杀手。

尤其设置在高速公路、国道和省际公路上的公路隧道内一旦发生交通事故或火灾，其后果是更为严重的。因此，要求运营管理人员及时了解隧道内的交通状态，有效控制指挥行驶车辆，避免发生车辆冲撞；一旦事故和火灾发生，要求运营管理、救援人员以及正在行驶的车辆驾驶员必须做出快速反应，并采取措施及时处理事故和扑灭火灾。

目前常用的检测技术有微波雷达、视频、地磁线圈等，但上述检测技术仅能检测出车辆通过某处的瞬时速度，无法对隧道内车辆和其他物体的状态进行实时检测。

实用新型内容

本申请提供了一种激光雷达测速系统，激光雷达测速系统能够检测隧道内的车辆以及其他物体的实时状态。

本实用新型实施例提供一种激光雷达测速系统，包括导轨、控制器以及移动设备。导轨沿隧道的长度方向延伸且固定于隧道。移动设备均安装于导轨上且被配置为可沿导轨运动，移动设备间隔安装有两个激光雷达。控制器控制移动设备沿导轨运动，并控制两个激光雷达同时对隧道内的物体进行扫描，检测被扫描物体在隧道内的实时速度。

上述实现的过程中，移动设备沿导轨运动，激光雷达对隧道内的车辆和其他物体进行巡检。两个激光雷达对隧道内的物体进行扫描，通过两个激光雷达扫描于被扫描物体同一位置的时间差和两个激光雷达的间距计算出被扫描物体的相对速度(相对于移动设备的速度)，结合移动设备自身的速度可计算出被扫描物体在隧道内的实时速度，上述所描述的隧道内的物体包括，但不限于隧道内的车辆、行人、遗撒物等。根据被扫描物体的实时速度，可以判断出该物体在隧道内的状态，例如车辆的违停、行人或车辆的滞留等；以及可以判断出隧道内的实时状况，例如隧道内的拥堵、缓行等。

在可选的实施方式中，移动设备配置有：

速度监测单元，用于采集所在移动设备的实时速度信息；以及

微处理单元，用于接收移动设备的实时速度信息和激光雷达检测到的被扫描物体的相对速度信息，并计算出被扫描物体相对地面的实时速度；

速度监测单元和微处理单元分别与控制器通信连接。

在可选的实施方式中，导轨固定于隧道的净空上。

在可选的实施方式中，两个激光雷达的间距为0.5米至2米。

在可选的实施方式中，移动设备配置有两个伸缩臂，伸缩臂与激光雷达一一对应；

伸缩臂的一端与移动设备连接，激光雷达设置在伸缩臂的另一端。

在可选的实施方式中，在伸缩臂和激光雷达之间还设置有转动臂，用以驱动激光雷达绕伸缩臂转动。

在可选的实施方式中，在转动臂和激光雷达之间还设置有摆动臂，用以驱动激光雷达相对转动臂摆动。

在可选的实施方式中，移动设备配置有：

清洁装置，设置在移动设备上，用于对激光雷达的表面进行清洁；以及

控制模块，与清洁装置通信连接，用于控制清洁装置的开启和关闭。

在可选的实施方式中，清洁装置包括：

喷淋头，与水源连接，用于向激光雷达的表面喷洒清洗液；以及

清洁刷，用于洗刷激光雷达的表面。

在可选的实施方式中，清洁装置还包括：

基体，固定于移动设备上；以及

驱动部，用于将清洁刷连接于基体上，并用于驱动清洁刷发生转动。

在可选的实施方式中，移动设备包括巡检机器人。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请的一种实施例中激光雷达测速系统的结构示意图；

图2为本申请的一种实施例中移动设备和激光雷达的结构示意图；

图3为本申请的一种实施例中控制模块、清洁装置以及激光雷达的示意图。

图标：10-激光雷达测速系统；10a-隧道；11-导轨；12-移动设备；13-激光雷达；14-伸缩臂；15-转动臂；16-摆动臂；17-控制模块；18-清洁装置；180-喷淋头；181-清洁刷；182-基体；183-驱动部。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

本实施例提供一种激光雷达测速系统10，激光雷达测速系统10能够检测隧道内的车辆以及其他物体的实时状态。

请参见图1，图1示出了本实施例中激光雷达测速系统10的具体结构。

激光雷达测速系统10包括导轨11、移动设备12以及控制器(图中未示出)。

导轨11沿隧道10a的长度方向延伸且固定于隧道10a的顶部。移动设备12安装于导轨11，且被配置为沿导轨11运动，移动设备12间隔安装有两个激光雷达13。

控制器控制移动设备12沿导轨11运动，并控制两个激光雷达13同时对隧道10a内的物体进行扫描，检测被扫描物体在隧道10a内的实时速度。

上述实现的过程中，移动设备12沿导轨11运动，激光雷达13对隧道内的车辆和其他物体进行巡检。两个激光雷达13对隧道10a内的物体进行扫描，通过两个激光雷达13扫描于被扫描物体同一位置的时间差和两个激光雷达13的间距计算出被扫描物体的相对速度(相对于移动设备12的速度)，结合移动设备12自身的速度可计算出被扫描物体的实时速度；其中，上述所描述的隧道10a内的物体包括，但不限于隧道10a中的车辆、行人、遗撒物等。根据被扫描物体的实时速度，可判断出该物体在隧道10a内的状态，例如车辆的违停、行人或车辆的滞留等；以及可判断出隧道10a内的实时状况，例如隧道内的拥堵、缓行等。其中，通过激光雷达13采集隧道10a内被扫描物体的点云图，以确定物体的外形，判断出被扫描物体的种类，例如判断被扫描物是否为车辆、行人或者遗撒物；同时，可通过激光雷达13采集隧道10a内被扫描物体的点云图，结合被扫描物体的实时速度，更精准地判断出被扫描物体的种类。需要说明的是，上述的判断主体包括但不限于控制器或与控制器通信连接的交通控制中心。

需要说明的是，移动设备12可以沿导轨11在隧道10a内往复运行。当移动设备12沿导轨11在隧道10a内往复运动时，可更精准地对隧道10a内的遗撒物、违停的车辆或滞留的行人进行判断。

本公开中，移动设备12为能够在导轨11上运动的巡检机器人，巡检机器人能够通过自身的行走机构，在导轨11上行走。在其他具体实施方式中，移动设备12还可以为其他能够在导轨11上行走的设备，例如现有技术中的可移动式检测仪器。

本公开中，移动设备12配置有速度监测单元和微处理单元，速度监测单元和微处理单元分别与控制器通信连接。

速度监测单元用于采集所在移动设备12的实时速度信息。

微处理单元用于接收由速度监测单元采集的移动设备12的实时速度信息和激光雷达13检测到的被扫描物体的相对速度信息，并计算出被扫描物体相对地面的实时速度。

上述实现的过程中，通过速度监测单元采集的移动设备12的实时速度信息、两个激光雷达13检测到的被扫描物体的相对于移动设备12的相对速度信息，能够准确地检测出被扫描物体在隧道10a中的实时速度。

本公开中，导轨11固定于隧道10a的净空上，保证激光雷达13能够不受干扰地巡检隧道10a内的实时状况，避免交通指示牌、大型车辆等遮挡物对激光雷达13的正常工作造成影响。

本公开中，两个激光雷达13的间距为0.5米至2米。

在两个激光雷达13的间距为0.5米时，两个激光雷达13可快速地扫描至被扫描物体同一位置，缩短了计算被扫描物体相对速度的时间；在两个激光雷达13的间距为2米时，两个激光雷达13能够分别准确地扫描至被扫描物体的同一位置，从而精准地计算被扫描物体的相对速度。在其他具体实施方式中，两个激光雷达13之间的间距可以为其他数值，如0.6米、0.7米、1.0米、1.3米、1.8米等。

请参见图2，图2为本实施例中移动设备12和激光雷达13的结构示意图。

移动设备12配置有伸缩臂14、转动臂15以及摆动臂16，其中，伸缩臂14、转动臂15以及摆动臂16的数量均为二，分别与两个激光雷达13一一对应。

伸缩臂14的一端与移动设备12连接，转动臂15设置于伸缩臂14的自由端，在伸缩臂14的工作下，转动臂15能够随伸缩臂14的自由端作升降动作。

摆动臂16设置于转动臂15的自由端，摆动臂16在转动臂15的驱动下，绕转动臂15转动。

激光雷达13连接于摆动臂16的自由端，激光雷达13在摆动臂16的驱动下，相对转动臂15摆动。

上述实现的过程中，通过伸缩臂14、转动臂15以及摆动臂16的分别工作，能够使得激光雷达13在一定范围内自由运动，可拓展激光雷达13的检测范围，拓展的检查范围包括但不限于路面异物、隧道内消防门误开、隧道内墙体脱落物的检测等。

需要说明的是，伸缩臂14为具有伸缩功能的伸缩机构，例如，伸缩臂14可以为竹节式伸缩结构。转动臂15为具有旋转功能的转动机构，例如，其可为通过电机实现旋转功能的机械臂结构。摆动臂16为具有摆动功能的摆动机构，例如，其可为通过摆动马达实现摆动的机械臂结构。

需要说明的是，在其他具体实施方式中，可取消设置伸缩臂14、转动臂15以及摆动臂16中的一者或者两者或者三者，即，激光雷达13可以直接连接于移动设备12；或者，激光雷达13可以与移动设备12之间通过伸缩臂14或转动臂15或摆动臂16连接；或者激光雷达13可以与移动设备12之间通过伸缩臂14、转动臂15和摆动臂16中的其中二者组合进行连接。

由于长时间暴露在外，激光雷达13表面会积累灰尘和污迹，影响激光雷达13发射激光束，从而影响激光雷达13的正常工作。其中，可根据激光雷达13的回波宽度判断激光雷达13表面是否有污渍。

为此，本公开中，移动设备12还配置有控制模块17和清洁装置18。请参见图3，图3为控制模块17、清洁装置18以及激光雷达13的示意图。

清洁装置18设置于移动设备12上，用于对激光雷达13的表面进行清洁。

控制模块17与清洁装置18通信连接，用于控制清洁装置18的开启和关闭。控制模块17与激光雷达13通信连接，控制模块17根据激光雷达13的回波宽度判断激光雷达13表面是否有污渍。

当控制模块17判断激光雷达13表面具有污渍时，控制模块17控制电流触发清洁装置18开启，以使得清洁装置18清洁激光雷达13表面的污渍，在控制模块17判断激光雷达13表面没有污渍后，控制模块17控制清洁装置18关闭。

需要说明的是，控制模块17可以设置在移动设备12上；亦可以设置在移动设备12之外，远程控制清洁装置18的开启和关闭。

清洁装置18包括喷淋头180和清洁刷181。喷淋头180与水源连接，控制模块17可以控制喷淋头180工作，使得喷淋头180向激光雷达13的表面喷洒清洗液，控制模块17可以控制清洁刷181工作，使得清洁刷181洗刷激光雷达13的表面。当控制模块17判断激光雷达13表面没有污渍后，控制模块17可以控制喷淋头180和清洁刷181停止工作。

本公开中，清洁装置18包括基体182和驱动部183。基体182固定于移动设备12上。驱动部183将清洁刷181连接于基体182上，并驱动清洁刷181发生转动。其中，驱动部183可为电机，电机使得清洁刷181旋转。

在一种实施方式中，清洁装置18的数量可为二，以分别对应一个激光雷达13；在另一种实施方式中，清洁装置18的数量可为一，两个激光雷达13通过各自的伸缩臂14、转动臂15以及摆动臂16的协同工作，分别与清洁装置18配合，使得两个激光雷达13均能够被一个清洁装置18清洗。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种激光雷达测速系统，其特征在于，包括：

导轨，所述导轨沿隧道的长度方向延伸且固定于隧道；

移动设备，安装于导轨上且被配置为可沿所述导轨运动，所述移动设备间隔安装有两个激光雷达；以及

控制器，控制所述移动设备沿所述导轨运动，并控制两个所述激光雷达同时对隧道内的物体进行扫描，检测被扫描物体在隧道内的实时速度。

2.根据权利要求1所述的激光雷达测速系统，其特征在于，

所述移动设备配置有：

速度监测单元，用于采集所在移动设备的实时速度信息；以及

微处理单元，用于接收所述移动设备的实时速度信息和所述激光雷达检测到的所述被扫描物体的相对速度信息，并计算出所述被扫描物体相对地面的实时速度；

所述速度监测单元和所述微处理单元分别与所述控制器通信连接。

3.根据权利要求1所述的激光雷达测速系统，其特征在于，

所述导轨固定于所述隧道的净空上。

4.根据权利要求1所述的激光雷达测速系统，其特征在于，

两个所述激光雷达的间距为0.5米至2米。

5.根据权利要求1所述的激光雷达测速系统，其特征在于，

所述移动设备配置有两个伸缩臂，所述伸缩臂与所述激光雷达一一对应；

所述伸缩臂的一端与所述移动设备连接，所述激光雷达设置在所述伸缩臂的另一端上。

6.根据权利要求5所述的激光雷达测速系统，其特征在于，

在所述伸缩臂和所述激光雷达之间还设置有转动臂，用以驱动所述激光雷达绕所述伸缩臂转动。

7.根据权利要求6所述的激光雷达测速系统，其特征在于，

在所述转动臂和所述激光雷达之间还设置有摆动臂，用以驱动所述激光雷达相对所述转动臂摆动。

8.根据权利要求1至7任一所述的激光雷达测速系统，其特征在于，

所述移动设备配置有：

清洁装置，设置在所述移动设备上，用于对所述激光雷达的表面进行清洁；以及

控制模块，与所述清洁装置通信连接，用于控制所述清洁装置的开启和关闭。

9.根据权利要求8所述的激光雷达测速系统，其特征在于，

所述清洁装置包括：

喷淋头，与水源连接，用于向所述激光雷达的表面喷洒清洗液；以及

清洁刷，用于洗刷所述激光雷达的表面。

10.根据权利要求9所述的激光雷达测速系统，其特征在于，

所述清洁装置还包括：

基体，固定于所述移动设备上；以及

驱动部，用于将所述清洁刷连接于所述基体上，并用于驱动所述清洁刷发生转动。

11.根据权利要求1所述的激光雷达测速系统，其特征在于，

所述移动设备包括巡检机器人。

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