[發(fā)明專利]基于激光的車頭與障礙物間距離檢測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310595170.4
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103640522A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 梁軍;陳小波;陳龍;葛慧敏;袁逸凡;李世浩
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60R1/00
• 分類號: B60R1/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 李媛媛

技術領域

本發(fā)明涉及一種將低能量激光經(jīng)過擴束后，照射到物體上產(chǎn)生可見的漫反射，再通過標線或車前蓋等固有標記來檢測、警示車頭與障礙物之間安全距離的裝置及方法，實現(xiàn)泊車過程中安全距離的高效測試及控制。

背景技術

汽車作為一種現(xiàn)代的交通工具，在做狹窄車位的側方停車時，因為駕駛員經(jīng)驗不足或者不熟悉車況的情況下，出現(xiàn)“視覺盲區(qū)”，經(jīng)常碰撞到前車或墻壁等障礙物，造成經(jīng)濟損失。尤其是在能見度較低的天氣或者是晚上，此類小事故經(jīng)常發(fā)生。

現(xiàn)在針對預防擦碰開發(fā)的設備主要有兩類:

一是雷達，由顯示器，控制器，傳感器構成，能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，雷達的優(yōu)點在于魯棒性較好，受泥水等污染的干擾的較小，測試距離較為精確，不占用駕駛員的視線，不分散駕駛員注意力，雷達的缺點在于，無法探測纖細的物體，也無法探測溝渠，過于低矮的物體也會落在盲區(qū)無法探測，對于吸收聲波材料的障礙物無法準確探測。第二種是使用攝像頭，其原理是將車后的情況用攝像頭拍攝以后通過視頻線纜傳輸?shù)角懊娴娘@示屏進行顯示，優(yōu)點是較為直觀，其缺點是駕駛員需要處理的信息量較大，無法做出預警，泥水容易污染攝像頭，而且易分散駕駛員對于車身其它部位的注意力，造成其他事故(比如側向刮蹭)，這種裝置由于駕駛員不同或視力差異容易引起的估算不準，成本高昂。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術中的設備安裝不方便、檢測有死角、駕駛員需要處理的信息量大等缺陷，提供一種基于激光的車頭與障礙物間距離檢測裝置。本發(fā)明的另外一個目的是提供該裝置的檢測方法。

本發(fā)明采用的技術方案是：

基于激光的車頭與障礙物間距離檢測裝置，包括控制系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)，控制系統(tǒng)安裝在車內，檢測系統(tǒng)安裝在車頭前，控制系統(tǒng)包括第一單片機、緩沖器、顯示屏與按鍵，顯示屏與按鍵連接到第一單片機；檢測系統(tǒng)包括第二單片機、激光管、擴束鏡和執(zhí)行裝置，擴束鏡水平安裝在激光管的前面，激光管通過激光開關電路連接到第二單片機，執(zhí)行裝置與第二單片機連接；第一單片機與第二單片機之間采用有線通信或者無線通信。

所述執(zhí)行裝置包括電機、減速輪系、光電管、編碼盤和電機驅動電路，激光管安裝在減速輪系的輸出軸上，減速輪系接電機的輸入軸，電機的輸出軸一端接編碼盤，光電管安裝在編碼盤邊緣，并且與編碼盤不接觸；在電機輸出軸另外一端加裝光電門，電機的兩電極接到電機驅動電路上，光電管的輸出端和電機驅動電路的輸入端接到第二單片機的相應IO口上。

具有上述執(zhí)行裝置的檢測裝置的檢測步驟如下：

（1）首先駕駛員根據(jù)自身的座高確定車輛與障礙物的安全距離，即激光管發(fā)出的光線被車頭擋住落入駕駛員視線盲區(qū)時的距離，記錄此時激光管發(fā)出的光線與水平面的夾角θ并存儲到控制系統(tǒng)的第一單片機中；

（2）當駕駛員通過按鍵輸入信息，第一單片機檢測到信息之后處理并轉換為相應指令，發(fā)送到顯示屏和檢測系統(tǒng)的第二單片機；第二單片機接受到指令以后，控制激光管的開關；車輛需要更換駕駛員時，新的駕駛員根據(jù)自身的座高再次確定車輛與障礙物的安全距離，計算此時激光管發(fā)出的光線與水平面的夾角θ′，然后檢測系統(tǒng)的第二單片機接受到指令以后，判斷目前需要的夾角θ′與步驟（1）記錄的夾角θ是否相等，如果不相等，則第二單片機控制電機的轉動，從而調整激光管的角度達到目前需要的夾角θ′；

（3）駕駛員行駛車輛，當與障礙物的距離到達安全距離值時，激光管發(fā)出的光線被遮住，提醒駕駛員停車。

進一步地，所述執(zhí)行裝置為攝像頭，安裝在車頭的車牌附近。

具有上述執(zhí)行裝置的檢測裝置的檢測步驟如下：

（1）首先駕駛員根據(jù)自身的座高確定車輛與障礙物的安全距離，即激光管發(fā)出的光線被車頭擋住落入駕駛員視線盲區(qū)時的距離；

（2）當駕駛員通過按鍵輸入信息，第一單片機檢測到信息之后處理并轉換為相應指令，發(fā)送到顯示屏和檢測系統(tǒng)的第二單片機；第二單片機接受到指令以后，控制激光管的開關；

（3）激光管通電后，利用攝像頭拍攝一張圖片，關閉激光管，再利用攝像頭拍攝一張圖片，將兩次得到圖片做減法運算，再進行二值化處理，得到只剩激光照射部分有白色的圖像，檢測最低點，即可得到離車最近物體與車輛之間的距離；

（4）駕駛員行駛車輛，攝像頭使用步驟（3）所述的圖像處理技術自動判別距離，當與障礙物的距離到達安全距離值時，激光管發(fā)出的光線被遮住，提醒駕駛員停車。

本發(fā)明的有益效果是：