[發明專利]擴大智能駕駛車載雷達感知范圍的裝置和控制方法

在審

• 申請號: 201711007750.1
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN108061881A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 王相玲;李豐軍;李素文;劉秋錚;趙德芳
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;G01S7/481;G01S13/93;G01S17/93
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王薇

本發明涉及一種擴大智能駕駛車載雷達感知范圍的裝置，其特征在于：控制器控制直流步進電機帶動雷達固定支架和車載環境感知傳感器模塊一起旋轉，控制器同步記錄步直流進電機的旋轉角度和當前角度下車載環境感知傳感器模塊感知到的信息，通過計算獲得直流步進電機和車載環境感知傳感器模塊本身一起掃描過的全部區域的障礙物信息。其中車載雷達包括但不限于激光雷達，針對現有車載固定安裝的雷達系統存在的探測覆蓋面積和匹配成本之間存在矛盾問題，通過該裝置和控制方法能夠實現水平或垂直方向0?180°范圍內的任意角度覆蓋掃描，結構簡單、成本低廉、適用性強;該裝置可以擴大雷達的掃描范圍。

技術領域

本發明涉及一種擴大智能駕駛車載雷達感知范圍的裝置和控制方法，屬車輛行車信息感知與處理技術領域。

背景技術

智能車輛系統的引入，可以提高交通的安全性和能源的利用率。目前，在汽車、卡車、公交系統、工業、軍用等領域智能車輛系統都得到了應用，作為智能車輛環境感知系統的核心組成部分，車載雷達技術也在飛速發展。

車載雷達是在汽車智能駕駛系統中廣泛應用的一種傳感器系統，它主要包括超聲波雷達、微波雷達和激光雷達三種。其中超聲波雷達有效測距僅有幾米，一般作為倒車雷達應用；微波雷達有效測距比超聲波雷達遠，可達一百米左右，但其發散角大，測量目標距離和位置時精度不高，實際應用中主要用于測速、測距；激光雷達因其測量精度高，測距遠，性能優異等特點，用于汽車測速、測距和目標定位。

因探測寬度范圍有限，常見倒車雷達系統多由8個或12個雷達探頭組成，匹配成本高，且雷達間互相干擾，只能間歇地分時工作；毫米波雷達探測角度范圍更小，長距毫米波雷達探測角度僅有十度左右，中長距毫米波雷達探測角度范圍也僅有九十度左右，要想滿足測量范圍遠且探測范圍廣的要求，就必須安裝長距毫米波雷達和中長距毫米波等多個雷達，導致成本較高；激光雷達的發散角度極小，在幾公里以外也不過幾厘米，如果實現大范圍覆蓋有效探測，則需要裝配多線掃描式雷達，成本極其昂貴。

專利CN201110342955.1公開了一種車載四線激光雷達系統，其主要由發射系統、接收系統、光學系統和掃描系統組成。通過直流步進電機控制激光器旋轉方式實現雷達掃描，可以實現較低成本的激光雷達掃描覆蓋。但是該系統僅能實現激光雷達的掃描探測，無法用到毫米波雷達、超聲波雷達中。

專利CN200310117381.3公開了一種車載掃描式激光雷達探測系統，在激光雷達本體基礎上外加步進電機、控制器、掃描組件、雙凸輪傳動機構、V形擺桿機構、光電開關等。通過步進電機旋轉帶動凸輪傳動系統，雙凸輪轉動帶動V形擺桿機構，V型擺桿與掃描鏡片剛性連接，進而使互相垂直的掃描鏡片旋轉一定的角度，從而使激光以一定的角度范圍在車輛前方來回掃描。但該系統在實用中必然存在兩個嚴重的問題：首先該車載掃描式激光雷達探測系統結構復雜，定位精度也會受復雜的傳動裝置影響；其次，該車載掃描式激光雷達探測系統只能在水平方向擴大激光雷達的探測范圍，無法實現垂直方向探測范圍的掃描覆蓋。

發明內容

本發明目的在于提供一種擴大智能駕駛車載雷達感知范圍的裝置和控制方法，其中車載雷達包括但不限于激光雷達，針對現有車載固定安裝的雷達系統存在的探測覆蓋面積和匹配成本之間存在矛盾問題，通過該裝置和控制方法能夠實現水平或垂直方向0-180°范圍內的任意角度覆蓋掃描，結構簡單、成本低廉、適用性強;該裝置可以擴大雷達的掃描范圍，并且通過控制器的計算獲得全部掃描范圍的實時、準確的障礙物信息。

為實現上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：一種擴大智能駕駛車載雷達感知范圍的裝置，由被控電機、與被控電機機械連接的雷達固定支架，以及與被控電機電氣連接的車載供電裝置和控制器組成；其特征在于：控制器控制被控電機帶動雷達固定支架和車載環境感知傳感器模塊一起旋轉，控制器同步記錄被控電機的旋轉角度和當前角度下車載環境感知傳感器模塊感知到的信息，通過計算獲得被控電機和車載環境感知傳感器模塊本身一起掃描過的全部區域的障礙物信息。