[發明專利]一種車用五路激光雷達及其控制方法

有效

• 申請號: 201110449702.4
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN102540195A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 尹韻;于濤;張成海;樊景帥;菅蒙;張峻熒
• 申請（專利權）人: 東風汽車有限公司
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93;G05D1/02
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司 42215
• 代理人: 王健;劉牧

1.一種車用五路激光雷達，包括雷達控制器（1）、激光發射部件（2）與激光接收部件（3），所述雷達控制器（1）的輸出、輸入端分別與激光發射部件（2）、激光接收部件（3）相連接，所述激光發射部件（2）包括驅動電路（7）、激光二極管（51）與準直透鏡（52），所述激光接收部件（3）包括聚焦透鏡（62）、光電二極管（61）與放大器（8），其特征在于：

所述車用五路激光雷達還包括呈扇形布置的五路收發器（4），每路收發器（4）都包括一個單路激光發射鏡筒（5）、一個單路激光接收鏡筒（6）、驅動電路（7）、放大器（8）與高速比較器（9），五個單路激光發射鏡筒（5）的中心軸都在一個平面上相交于同一點，且相鄰單路激光發射鏡筒（5）之間的夾角相等；

所述單路激光發射鏡筒（5）包括筒殼（10）及其內部設置的激光二極管（51）、準直透鏡（52）與整形透鏡（53），激光二極管（51）的輸入端通過驅動電路（7）與雷達控制器（1）的輸出端相連接；所述單路激光接收鏡筒（6）包括筒殼（10）及其內部設置的聚焦透鏡（62）、濾鏡（63）與光電二極管（61），光電二極管（61）的輸出端依次通過放大器（8）、高速比較器（9）與雷達控制器（1）的輸入端相連接；所述雷達控制器（1）為FPGA處理器。

2.根據權利要求1所述的一種車用五路激光雷達，其特征在于：所述相鄰單路激光發射鏡筒（5）之間的夾角為3°；所述單路激光發射鏡筒（5）的水平發射角為3°。

3.根據權利要求2所述的一種車用五路激光雷達，其特征在于：所述單路激光發射鏡筒（5）的直徑為30mm，單路激光發射鏡筒（5）中整形透鏡（53）與激光二極管（51）輸出端之間的距離為80mm，激光二極管（51）的豎向發射角為9°、水平發射角為25°，且激光二極管（51）發出的激光脈沖的最小脈寬為10ns。

4.根據權利要求1、2或3所述的一種車用五路激光雷達，其特征在于：所述單路激光接收鏡筒（6）的直徑為30mm，單路激光接收鏡筒（6）中聚焦透鏡（62）與光電二極管（61）輸入端之間的距離為80mm，單路激光接收鏡筒（6）中濾鏡（63）的厚度小于1mm。

5.一種權利要求1所述的車用五路激光雷達的控制方法，其特征在于所述控制方法依次包括以下步驟：

第一步：初始化：進行系統初始化設置，包括設定單路激光發射鏡筒（5）的覆蓋范圍、各路激光發射鏡筒的脈沖發射間隔時間X以及每路收發器（4）對應的循環數組的組數N，該N為自然數；所述各路激光發射鏡筒的脈沖發射間隔時間X大于收發器（4）的一個收發周期；

第二步：t的獲得：雷達控制器（1）控制五路收發器（4）依次發射、接收激光脈沖，并計算每路激光脈沖發射、接收之間的行經時間t，相鄰收發器（4）的發射間隔時間為X；

第三步：t的篩選與循環數組的更新：先將前N個t直接存入循環數組，再從第N＋1個t開始，依次計算后續t與循環數組中已存的前N個t的方差，直至出現t1，該t1與循環數組中已存的前N個t的方差在閾值A內，然后用t1替代循環數組中的第一個t以更新循環數組，再計算后續t與新循環數組中N個t的方差，直至出現t2，該t2與更新后循環數組中N個t的方差在閾值A內，然后用t2替代循環數組中的第二個t以再次更新循環數組，……，篩選、更新過程依次循環進行；所述t滿足tmin≤t≤1??s，tmin是激光脈沖發射、接收的最小鑒別時間，所述閾值A等于循環數組中N個t的平均值的50%；?

當從第N＋1個t開始篩選、更新過程時，若連續M個t值與循環數組中已存的前N個t的方差都不在閾值A內，則先清空循環數組，再將清空后得到的前N個t直接存入循環數組，然后從第N＋1個t開始進行篩選、更新過程；所述M為自然數；

第四步：獲得平均值：在上述t的篩選與循環數組的更新的過程中，當循環數組中第一次存滿N個t時，則計算這N個t的平均值，并將計算所得的平均值發給雷達控制器（1），隨后，每當循環數組更新一次就計算一次更新后循環數組的平均值，并將計算所得的平均值再次發給雷達控制器（1）；

第五步：調控：當雷達控制器（1）接收到上述平均值時，先判斷障礙物所在區域，并計算出障礙物與車之間的距離以及相對速度，再根據計算結果操縱車輛閃避障礙物。