[發(fā)明專利]一種線激光非掃描汽車防撞雷達

在審

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• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN105785394A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 田兆碩;崔子浩;張延超;王玲;張珊珊;付石友
• 申請（專利權）人: 山東船舶技術研究院
• 主分類號: G01S17/93
• 分類號: G01S17/93
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 王元生

技術領域

本發(fā)明屬于激光探測儀器技術領域，它涉及一種線激光非掃描汽車防撞雷達。

背景技術

汽車防撞雷達是汽車行駛中提供撞擊預警的安全保障設備，可對汽車前方障礙物進行實時距離測量，通過對測距數(shù)據(jù)的高速分析處理，為駕駛員提供預警提示或直接對汽車進行速度控制，目前，汽車防撞雷達在高端汽車上被廣泛應用。

目前可應用于汽車防撞的系統(tǒng)主要有：超聲波防撞雷達，微波、毫米波及激光測距雷達等。超聲波防撞雷達，結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、體積小、重量輕，缺點是易受到大氣紊流和氣渦的影響。由于目前此類系統(tǒng)的功率較小，其作用距離只能達到幾米到十幾米。微波、毫米波及激光測距雷達相對簡單，可以測量已知目標的距離、速度，但僅能測量單一方向的目標，并且無法進行目標識別，尤其對于多目標情況，容易引起系統(tǒng)混亂。CCD攝像系統(tǒng)技術已經(jīng)成熟，圖像清晰，分辨率高，但不易測量目標距離。激光成像雷達通過二維激光掃描可以顯示目標的三維圖像、距離、速度，進行目標識別，其缺點是對于激光器、掃描裝置要求很高，成像速度慢，圖像分辨率差，并且結(jié)構(gòu)復雜，體積大，成本高。為了降低成本，目前的汽車防撞裝置多采用微波及毫米波雷達，其缺點是角分辨率低，不易進行多目標測量并且不易對障礙物進行精確方位測量，實際防撞效果受到限制，而激光成像雷達與CCD攝像等防撞系統(tǒng)造價高，難于推廣應用。因此，造價低、防撞效果好的汽車防撞裝置一直是各國研究的熱點。線光束非掃描方式的激光雷達應用于汽車防撞系統(tǒng)的方案，其特點是克服了目前市場上的汽車防撞系統(tǒng)不易測定障礙物精確法方位的缺點，防撞效果更好，中國專利201510633517.9公開了一種汽車變道防撞激光雷達系統(tǒng)，該體統(tǒng)脈沖激光作為光源，以固定頻率發(fā)射，通過激光回波時間，測量與周圍汽車的距離。中國專利201010229335.2公開了一種汽車防撞雷達干擾信號的預處理方法，該方法利用隨機信號觸發(fā)激光，從而避免脈多脈沖之間的相互干擾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于加工調(diào)試、生產(chǎn)成本低廉、操作簡單的高精度線激光非掃描汽車防撞雷達。

本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案是，一種線激光非掃描汽車防撞雷達，其主要由發(fā)射端、接收端及控制系統(tǒng)三部分組成，其特征在于：所述發(fā)射端包括有激光器、準直鏡頭、柱透鏡，發(fā)射端固定于汽車上，激光器產(chǎn)生激光作為指示光，經(jīng)準直鏡頭準直成為平行光，通過柱透鏡將激光形狀轉(zhuǎn)換為線狀光束，照射汽車前方；所述接收端包括有聚焦鏡頭和面陣CCD，其通過支架固定于汽車頂部；所述控制系統(tǒng)包括有微型計算機和液晶觸摸屏，安裝于汽車的儀表盤上；所述面陣CCD光敏面置于聚焦鏡頭的焦平面上，目標反射信號經(jīng)聚焦鏡頭聚焦在面陣CCD上，在面陣CCD光敏面形成線狀圖像，面陣CCD接收的線狀圖像信號由所述微型計算機進行采集并處理，傳輸至液晶觸摸屏，生成目標距離圖像。

進一步，所述準直鏡頭由若干透鏡組成，通過變換透鏡之間的距離調(diào)整所述激光器輸出激光的發(fā)散角。準直鏡頭的作用是提高激光器發(fā)射激光的準直度。

進一步，所述柱透鏡為柱面透鏡，通過透鏡架固定在準直鏡頭上，通過改變所述柱透鏡的焦距，實現(xiàn)對激光束覆蓋范圍的調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)防撞范圍的調(diào)節(jié)。

進一步，所述支架固定于車頂外側(cè)或懸掛于車頂內(nèi)側(cè)，通過調(diào)整支架的安裝角度，實現(xiàn)發(fā)射端和接收端的夾角的調(diào)整，進而實現(xiàn)探測范圍的調(diào)節(jié)。

本發(fā)明通過微型計算機分析接收激光線的位置，計算目標與汽車的相對位置。通過調(diào)節(jié)發(fā)射光與面陣CCD的夾角，可以調(diào)節(jié)防撞雷達的探測范圍，改變探測精度。非掃描激光束在數(shù)據(jù)處理過程中避免了脈沖式探測數(shù)據(jù)的幀間干擾，提高了系統(tǒng)抗干擾能力和環(huán)境適應性。經(jīng)過高速圖像處理，可對汽車前方進行高分辨率的實時高精度探測。對照現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有分辨率高、抗干擾能力強及防撞范圍可調(diào)的特點。其結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，易于加工，操作簡單；結(jié)合面陣CCD數(shù)據(jù)處理方法，在提高分辨率的同時具有較高的處理速度，對汽車的本體結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生影響，安裝方便，適用于汽車的預警及防撞。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。

圖1是本發(fā)明組成結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明工作狀態(tài)示意圖。

圖中的標號為：1.支架，2.激光器，3.準直鏡頭，4.柱透鏡，5.聚焦鏡頭，6.面陣CCD，7.微型計算機，8.液晶觸摸屏。

具體實施方式

從圖1、圖2中可以看出，一種線激光非掃描汽車防撞雷達，其主要由發(fā)射端、接收端及控制系統(tǒng)三部分組成。