[發(fā)明專利]基于結(jié)構(gòu)光的無掃描汽車防撞激光雷達(dá)系統(tǒng)及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610066762.0
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN105629261B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田雨農(nóng);任建峰;周秀田;史文虎
• 申請（專利權(quán)）人: 大連樓蘭科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01S17/93
• 分類號(hào): G01S17/93
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 李猛

基于結(jié)構(gòu)光的無掃描汽車防撞激光雷達(dá)系統(tǒng)及其工作方法，包括：信號(hào)處理部件、紅外CCD、濾光片和激光發(fā)射部件；紅外CCD安裝有濾光片，只接收激光發(fā)射部件發(fā)射出的波長，信號(hào)處理部件采集紅外CCD輸出數(shù)據(jù)、對(duì)出射激光在紅外CCD表面成像進(jìn)行提取并計(jì)算處理，得到雷達(dá)照射區(qū)域潛在目標(biāo)輪廓及其距離。本發(fā)明可以較準(zhǔn)確的檢測車輛前方及周邊較近距離威脅目標(biāo)，并且成本低廉，適合大范圍推廣，可更加有效避免目前城市中常見的各種追尾、侵犯行人等事故，保障人身財(cái)產(chǎn)安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車防撞激光雷達(dá)領(lǐng)域，具體說是一種基于結(jié)構(gòu)光的無掃描汽車防撞激光雷達(dá)系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)

近年來隨著工業(yè)化推進(jìn)和人民生活水平的提高，我國汽車保有量急速上升。對(duì)于普通家庭用車，用車區(qū)域主要集中于城市路段。城市行車具有速度低，密度大，路況復(fù)雜等特點(diǎn)，堵車問題越來越嚴(yán)重，激光雷達(dá)依靠激光高精度指向性能，可以獲取周圍精確的三維位置信息。在城市行車中，可以根據(jù)依靠激光雷達(dá)系統(tǒng)監(jiān)測車輛前方潛在車輛行人等目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)事故預(yù)防預(yù)警，結(jié)合伺服機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)堵車自動(dòng)跟車等功能。

目前市面上用來進(jìn)行路面目標(biāo)檢測的設(shè)備主要有微波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、攝像頭、常規(guī)掃描激光雷達(dá)。基于微波雷達(dá)的車輛防撞系統(tǒng)通過安裝于車輛前方的微波雷達(dá)測量前方區(qū)域，來實(shí)現(xiàn)潛在目標(biāo)檢測。超聲波雷達(dá)系統(tǒng)原理與毫米波類似，但是測量距離較近，只有一到兩米，實(shí)物如倒車?yán)走_(dá)。基于攝像頭的目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)通過攝像頭采集車輛前方圖像，再經(jīng)過識(shí)別算法按特征提取出目標(biāo)并簡單計(jì)算目標(biāo)距離。常規(guī)掃描激光雷達(dá)系統(tǒng)安裝于車輛前部或者頂部，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)使得激光偏轉(zhuǎn)掃描不同區(qū)域得到精細(xì)的周邊目標(biāo)信息。

超聲波雷達(dá)測量距離太近，無法及時(shí)有效識(shí)別到潛在威脅目標(biāo)。采用微波雷達(dá)的監(jiān)測雷達(dá)系統(tǒng)，相比于超聲波雷達(dá)，可以大幅增加作用距離，提高車輛行車安全系數(shù)，但微波雷達(dá)由于其發(fā)射的微波波束較寬，目標(biāo)方位識(shí)別不夠精確，而且成本較高。在車輛上使用攝像頭做行車前向監(jiān)測時(shí)，嚴(yán)重依賴外界光條件，在夜間等光線不好的環(huán)境中效果較差；采用常規(guī)掃描式激光雷達(dá)系統(tǒng)，可以獲取高精度目標(biāo)數(shù)據(jù)，但是由于激光掃描部件的引入，設(shè)備體積較大，且成本較高，就目前技術(shù)方案來說，無法將成本降低到適合大多數(shù)車輛使用。

現(xiàn)有技術(shù)中，專利號(hào)為ZL 200720186308.5，名稱為基于格雷碼和線移條紋的結(jié)構(gòu)光三維測量裝置，所用結(jié)構(gòu)光測量方法，核心部件之一的DLP激光發(fā)射部件，常用于產(chǎn)生格雷碼的DLP投射器常用于投影儀內(nèi)部，成本較高。因?yàn)榫幋a方式復(fù)雜造成信號(hào)處理速度低，信號(hào)處理電路硬件成本較高，無法達(dá)到車輛行駛中的實(shí)時(shí)需求。公開號(hào)為CN102338875B，名稱為一種多線掃描前視防撞激光雷達(dá)裝置及應(yīng)用，為一傳統(tǒng)激光雷達(dá)系統(tǒng)，需要機(jī)械掃描部件，體積大成本高。公開號(hào)為CN202975326U，名稱為一種汽車防撞激光雷達(dá)系統(tǒng)，是一個(gè)無掃描激光雷達(dá)系統(tǒng)，但是由于只有單點(diǎn)探測，所以其實(shí)只是一激光測距機(jī)，無法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)分辨和識(shí)別。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在上述缺點(diǎn)或者不足，本發(fā)明提供了一種基于結(jié)構(gòu)光的無掃描汽車防撞激光雷達(dá)系統(tǒng)及其工作方法，可以較準(zhǔn)確的檢測車輛前方及周邊較近距離威脅目標(biāo)，并且成本低廉，適合大范圍推廣，可更加有效避免目前城市中常見的各種追尾、侵犯行人等事故，保障人身財(cái)產(chǎn)安全。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，基于結(jié)構(gòu)光的無掃描汽車防撞激光雷達(dá)系統(tǒng)，包括：信號(hào)處理部件、紅外CCD、濾光片和激光發(fā)射部件；紅外CCD安裝有濾光片，只接收激光發(fā)射部件發(fā)射出的波長，信號(hào)處理部件采集紅外CCD輸出數(shù)據(jù)、對(duì)出射激光在紅外CCD表面成像進(jìn)行提取并計(jì)算處理，得到雷達(dá)照射區(qū)域潛在目標(biāo)輪廓及其距離。

進(jìn)一步的，所述的激光發(fā)射部件發(fā)射出的激光波長選用人眼不可見的近紅外激光。

進(jìn)一步的，激光發(fā)射部件，包括激光器和匯聚透鏡。

進(jìn)一步的，所述的紅外CCD前方安裝有接收透鏡。