本發(fā)明涉及一種用于自動駕駛的傳感器，主要用于汽車在自動駕駛過程中或輔助駕駛系統(tǒng)中檢測前方整個投影面上可能碰到的障礙物，也可適應(yīng)于火車、船舶等交通工具的自動駕駛或輔助駕駛中。

背景技術(shù)：

目前自動駕駛的汽車正成為研發(fā)的熱點，對于汽車移動方向（一般是前方）上障礙物的檢測主要依賴?yán)走_(dá)、激光掃描測距、視頻攝像頭等方式，其中視頻攝像頭一般為檢測道路標(biāo)志線、信號燈之類，延伸的使用方式是檢測人、其他汽車等（依賴大數(shù)據(jù)的完善），目前最成功的無人駕駛汽車靠的是LIDAR，即激光雷達(dá)傳感器，它也被稱為無人駕駛汽車的眼睛。LIDAR是個合成詞，取自“l(fā)ight”（光）和“radar”（雷達(dá)）。顧名思義，此類傳感器是靠向物體發(fā)出光，通過測量光反射所用的時間來檢視周圍壞境的。用在無人駕駛汽車上，功能很強大，只是目前LIDAR的設(shè)計笨重且價格不菲。谷歌早期的無人駕駛汽車只在LIDAR上就花了8萬美元。不僅如此，現(xiàn)在的自動駕駛汽車往往在有明顯標(biāo)志線的結(jié)構(gòu)性道路上行駛，技術(shù)并不是很成熟。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是這樣設(shè)計的：

一種用于自動駕駛的傳感器，其特征是在交通工具上設(shè)置至少一個朝向前方地面的線狀激光發(fā)射裝置1，在交通工具前部低于或高于線狀激光發(fā)射裝置處設(shè)置至少一個數(shù)字成像模塊2，數(shù)字成像模塊2主要用于將線狀激光線1在交通工具前方投影位置的投影線攝入成像模塊的CCD或CMOS感光元件上，根據(jù)該激光線在感光元件上的位置形狀，就能判別激光線在地面的投影線有沒有被其他物體（障礙物）遮擋住，除了激光線（合作目標(biāo)），其他物體（非合作目標(biāo)）在感光元件上的成像可被忽略。因為一般的障礙物都落地（有腳），尤其汽車的輪子，在前方地面上能被檢測到，那么障礙物也就存在。

所述的線狀激光發(fā)射裝置為設(shè)置在一轉(zhuǎn)盤上的呈圓環(huán)形分布的多個點狀激光發(fā)射頭12，每個點狀激光發(fā)射頭12背離圓心，設(shè)置在一個箱體10或罩殼內(nèi)，箱體10或罩殼內(nèi)前部有透光的窗口19，轉(zhuǎn)盤由電機驅(qū)動。

所述的線狀激光發(fā)射裝置1有多個，每個朝向前方不同的水平角度。

所述的線狀激光發(fā)射裝置1還帶有上下角度偏轉(zhuǎn)機構(gòu)5，偏轉(zhuǎn)機構(gòu)5轉(zhuǎn)動時將線狀激光裝置1發(fā)射的線狀激光朝向前方不同的水平角度。

所述的線狀激光發(fā)射裝置1還帶有升降機構(gòu)9，升降機構(gòu)9能調(diào)整線狀激光發(fā)射裝置1位于交通工具上的高度。

所述的線狀激光發(fā)射裝置1也可安裝在交通工具上的固定高度。

數(shù)字成像模塊2大致設(shè)置的位置是交通工具的半高位置，可以兼顧成像模塊的視角。

一般線狀激光發(fā)射裝置1設(shè)置在交通工具頂部，所發(fā)出的線狀激光朝向交通工具前下方，投射面垂直于交通工具的中軸線所在的平面。

用連續(xù)旋轉(zhuǎn)的點狀激光發(fā)射頭不僅可射出一條激光（斷續(xù)）線，還可保證線狀激光的亮度，在較遠(yuǎn)處還能在數(shù)字成像模塊2中看到激光線。

附圖說明

圖1（a、b、c、d）為前方障礙物判別示意圖（其中a’、b’、c’、d’分別為a、b、c、d的成像示意圖）。

圖2為本發(fā)明前方障礙物距離計算原理圖。

圖3為本發(fā)明的傳感器在轎車上的安裝結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖3a為結(jié)構(gòu)側(cè)面圖，圖3b為結(jié)構(gòu)俯視圖。

圖4（a、b）、5為線狀激光發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6（a、b）~7（a、b、c）為升降桿工作示意圖（7c為局部放大圖）。

圖8為一種升降架示意圖。

實施例：

在交通工具上設(shè)置至少一個朝向前方地面的線狀激光發(fā)射裝置1，在交通工具前面板附近低于或高于線狀激光發(fā)射裝置處設(shè)置至少一個數(shù)字成像模塊2，大致設(shè)置的位置是交通工具的半高位置，可以兼顧成像模塊的視角，數(shù)字成像模塊主要用于將線狀激光線在交通工具前方投影位置的投影線攝入成像模塊的CCD（或CMOS）感光元件上，根據(jù)該激光線在感光元件上的位置形狀，就能判別激光線在地面的投影線有沒有被其他物體（障礙物）遮擋住，除了激光線（合作目標(biāo)），其他物體（非合作目標(biāo)）在感光元件上的成像可被忽略。因為一般的障礙物都落地（有腳），尤其汽車的輪子，在前方地面上能被檢測到，那么障礙物也就存在。

所述的線狀激光發(fā)射裝置1為設(shè)置在一轉(zhuǎn)盤（一般為圓形）17上的呈圓環(huán)形分布的多個點狀激光發(fā)射頭12，每個點狀激光發(fā)射頭12背離圓心（朝向外側(cè)），設(shè)置在一個箱體10或罩殼內(nèi)，箱體10或罩殼內(nèi)前部有透光的窗口19，轉(zhuǎn)盤17由電機驅(qū)動。

一般線狀激光發(fā)射裝置1設(shè)置在交通工具頂部，所發(fā)出的線狀激光朝向交通工具前下方，投射面垂直于交通工具的中軸線所在的平面，如圖3。旋轉(zhuǎn)的激光的投影線其實是弧線，投射距離較遠(yuǎn)時可看作近似的直線，在成像模塊上的近距離的識別需要作為圓弧線處理。

無障礙時，地面上的激光線穩(wěn)定投影在固定位置（因為馬路有一定的斜度，投影的激光線并不一定是一直線），如圖1a/1a’，有障礙凸起時，一部分激光線照在凸起的障礙上，其在成像模塊上的投影會上移（記錄下首次上移的時間），如圖1b/1b’、1c/1c’，根據(jù)上移的偏移量，能計算出障礙物的距離，并根據(jù)交通工具移動速度，可計算交通工具多長時間會遇到該障礙，交通工具應(yīng)該如何動作，如果前方道路上有坑（臺階），那么在預(yù)期位置上應(yīng)該有的激光線就會下移或者看不見，如圖1d/1d’，這種情況也表明前方有障礙，不能跨越（也可通過計算下移的偏移量，根據(jù)經(jīng)驗值確定這個落差交通工具能通過）。

進(jìn)一步，根據(jù)線狀激光發(fā)射頭的斜向下的角度、感光元件上的線狀激光線投影位置，甚至能夠計算出障礙物離交通工具的位置，如圖2線狀激光發(fā)射裝置的出光處為A（離地高度為AB），射出的光線照到路面上D點，一旦遇到路上的障礙物（比如一個路障），部分光會被擋住，在L處出現(xiàn)亮點（線段），成像裝置的鏡頭E中心點為O，該點離地高度為OG；感光元件C（CCD）水平方向?qū)?yīng)O點處為Q點，D點在Ｃ上的成像處為Ｒ點，L點在Ｃ上的成像處為Ｐ點（其實D、L、N、R、P點并不在一個平面上，圖中為這些點的投影面），DR與障礙物L(fēng)M（取其高度）相交于N點，AD與地面的夾角為α，DR與地面的夾角為β。根據(jù)焦距與放大倍數(shù)計算所得的放大比例為k，的其中AB、OG、GB、OQ為已知（固定值），RQ、PQ根據(jù)像素點的密度（及像素點間隔的距離），在C上絕對的長度可以計算得知，實際長度（代入下來公式時）還要乘上放大比例k，看做可知（已知），假設(shè)障礙物L(fēng)M離D的距離為x，即DM的長度為x則，圖中方便起見默認(rèn)放大比例k為1：

∵ tgβ=MN/DM= RQ/OQ= OG/DG

∴ DG= OG*OQ/RQ

∵ tgα= AB/DB 即tgα=AB/（DG+GB）= AB/（OG*OQ/RQ +GB）

∵ LN=LM-MN= x*（tgα- tgβ）

∵（DG-DM）/OQ=LN/RP 即 （DG-x）/OQ=LN/RP

∴（DG-x）/OQ= x*（tgα- tgβ）/RP

即（DG-x）/OQ= x*（AB/（DG +GB）- RQ/OQ）/RP

x=(RP*DG/ ((AB*OQ/(DG+GB))-(RQ-RP))

其中RQ-RP=PQ，所以簡化后：

x=RP*DG/ (AB*OQ/(DG+GB)-PQ); DG=OG*OQ/RQ

∴x=RP*OG*OQ/(RQ*(AB*OQ/(OG*OQ/RQ+GB)-PQ))

DG-x即OG*OQ/RQ-RP*OG*OQ/(RQ*(AB*OQ/(OG*OQ/RQ+GB)-PQ))為障礙物離交通工具前端（鏡頭）的距離。

根據(jù)當(dāng)時的交通工具的速度及剎車距離，計算出交通工具還能前行多久（或多少距離）就需要改變方向，并根據(jù)障礙物左右兩側(cè)的情況確定往左右或者后方哪個方向移動，或者根據(jù)移動趨勢變更移動方向為左后或者右后。

對于汽車等多數(shù)交通工具，數(shù)字成像模塊2大致設(shè)置的位置是交通工具的半高位置，可以將線狀激光發(fā)射裝置1設(shè)置在汽車的頂部，可以兼顧成像模塊的視角。對于火車或輪船一類慣性大的交通工具，近距離檢測不一定有意義（停不?。?，也可將數(shù)字成像模塊2甚至在頂部，線狀激光發(fā)射裝置1設(shè)置在靠近地面（或水面）的地方。

在太陽光強烈的場合，遠(yuǎn)方的激光信號微弱，不一定能在感光元件上得到投影，一般綠色激光比較亮，可采用這種亮度較高顏色的點狀激光發(fā)射頭，還可采用可變功耗的功率放大器給激光發(fā)射頭供電，在太陽光強烈的場合，提高功率，增強線狀激光的亮度，或者并排提供多個不同功率的激光頭，陽光強烈時，亮度（功率）最大的激光頭工作，一般強烈時，亮度（功率）中等的激光頭工作，無陽光時，亮度（功率）最小的激光頭工作，可人工選擇或自動選擇（通過感光傳感器），以成像模塊的感光元件能感覺到線狀激光的影子為止。

線狀激光發(fā)射裝置1由至少一層環(huán)列的點狀激光發(fā)射頭12及安裝這些激光頭的旋轉(zhuǎn)的箱體10組成，一層為一個箱體10。

可在朝向遠(yuǎn)距離、中距離、近距離分別設(shè)置的多層（比如三層）不同水平夾角的點狀激光發(fā)射頭12，分層由高至低疊合在一個箱體或罩殼10內(nèi)，每層點狀激光發(fā)射頭的激光顏色最好不同。

箱體或罩殼10的前方處可敞開或設(shè)置透光的面板（比如玻璃或樹脂），設(shè)置面板一方面可防塵，另一方面可減小阻力，這個面板還可是凸透鏡，對激光進(jìn)一步聚焦。

在交通工具的頂端設(shè)置一支撐桿8，支撐桿8頂部有一圓孔，孔內(nèi)通過軸承設(shè)置一根旋轉(zhuǎn)軸50，旋轉(zhuǎn)軸50一側(cè)固定一外沿局部帶蝸形齒的齒輪52，旋轉(zhuǎn)軸50的兩端托舉一電機80，為了輕薄的緣故，該電機最好用直流盤式電機80，電機80的轉(zhuǎn)子85上設(shè)置線狀激光發(fā)射裝置1（此處為環(huán)形分布的多個點狀激光發(fā)射頭12），線狀激光發(fā)射裝置1的底板上設(shè)置至少一層點狀激光發(fā)射頭12，這些點狀激光發(fā)射頭12連帶它們的底板（轉(zhuǎn)盤）17一起轉(zhuǎn)動；旋轉(zhuǎn)軸50局部還設(shè)置與旋轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動的支撐板18，支撐板18外緣固定一罩殼，也就是線狀激光發(fā)射裝置的箱體10，箱體前面設(shè)置一塊窗口19（可用透光材料遮蓋），支撐桿8靠近頂部的地方設(shè)置一電機，電機的輸出軸上設(shè)置蝸桿作為驅(qū)動軸51，驅(qū)動軸51與旋轉(zhuǎn)軸50一側(cè)設(shè)置的齒輪52嚙合，電機啟動齒輪52轉(zhuǎn)動連帶旋轉(zhuǎn)軸50及底板（轉(zhuǎn)盤）17、點狀激光發(fā)射頭12、電機80、罩殼一起做往復(fù)彎轉(zhuǎn)運動（抬頭、低頭），如圖4a、4b，因為點狀激光發(fā)射頭12需要供電，可在轉(zhuǎn)盤17底部設(shè)置彈性滑環(huán)84（類似直流電機的碳刷），與電機80的定子下的導(dǎo)電環(huán)接觸，滑環(huán)84也可設(shè)置在底板（轉(zhuǎn)盤）17的邊緣，與導(dǎo)電的罩殼（含鋁）接觸取電，支撐桿8內(nèi)（或支撐桿8外的凹槽內(nèi)）一般含五根導(dǎo)線（電機80的電源線、驅(qū)動驅(qū)動軸52正反轉(zhuǎn)的驅(qū)動電機線（2根）、地線及點狀激光發(fā)射頭12的電源線，也可將支撐桿8本身作為地線，當(dāng)然也可多設(shè)置幾根線，包括調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的調(diào)頻線、各層的激光頭分別供電等）。

為了省電及延長激光頭壽命，可在轉(zhuǎn)盤17下的電機定子上或罩殼內(nèi)壁局部或支撐板18上設(shè)置環(huán)形分布的導(dǎo)電觸點，每個激光頭都有帶設(shè)置在滑環(huán)的取電觸點，當(dāng)激光頭轉(zhuǎn)到窗口19 附近時，取電（滑環(huán)上的取電觸點與電機定子上或罩殼局部或支撐板18上設(shè)置的導(dǎo)電觸點接觸）點亮激光頭，激光頭轉(zhuǎn)離窗口19時滑環(huán)上的取電觸點接觸的是絕緣體，激光頭停止供電。

本發(fā)明的線狀激光發(fā)射裝置1采用點狀激光發(fā)射頭12作光源外，還可以是環(huán)形分布的張角小的一字線激光發(fā)射頭11，同一平面上設(shè)置的與水平方向夾角一直的一字線激光發(fā)射頭11的張角為同一的方向（張角的邊在同一平面上），用點狀激光發(fā)射頭12的好處是形成的激光線亮度更高。

線狀激光發(fā)射裝置1可設(shè)置上下角度偏轉(zhuǎn)機構(gòu)，偏轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)動時將線狀激光裝置1發(fā)射的線狀激光朝向前方不同角度。根據(jù)交通工具（汽車）的速度，自動控制這個線狀激光發(fā)射裝置1（與地面之間的）水平夾角，交通工具速度越快，夾角越小，這個角度偏轉(zhuǎn)機構(gòu)可以是上下轉(zhuǎn)動機構(gòu)或擺動機構(gòu)。驅(qū)動偏轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)）的驅(qū)動軸51可由帶或不帶減速機構(gòu)的步進(jìn)電機或伺服電機（舵機）驅(qū)動。角度偏轉(zhuǎn)機構(gòu)也可以一端（或中部）圓形可旋轉(zhuǎn)方式固定，另一端（或中部）用一根由螺母驅(qū)動的絲桿升降，這種方式可用普通直流電機加碼盤控制或步進(jìn)電機驅(qū)動。轉(zhuǎn)動機構(gòu)或擺動機構(gòu)能將線狀激光轉(zhuǎn)動一些角度，通過轉(zhuǎn)動，將線狀激光傳遞到前方水平方向不同角度，比如自動駕駛（或帶輔助駕駛裝置）的車輛根據(jù)速度及安全剎車距離，需要檢測遠(yuǎn)處（比如100米開外）還是中距離（30~50米），近處（10米以內(nèi)）不同的障礙，這種轉(zhuǎn)（擺）動方向是將激光線由近至遠(yuǎn)的轉(zhuǎn)動，這個轉(zhuǎn)（擺）動方向是向上轉(zhuǎn)（擺）動至能將線狀激光照射至交通工具前方等高的范圍，可通過這個轉(zhuǎn)（擺）動檢測前方道路有沒有低于車輛高度的橫梁、樹枝等障礙。

當(dāng)然線狀激光發(fā)射裝置1也可不設(shè)置上下角度偏轉(zhuǎn)機構(gòu)，線狀激光發(fā)裝置朝向固定角度，可設(shè)置多層朝向不同方向的點狀激光發(fā)射12，比如依次設(shè)置四層，分別朝向前偏上（檢測交通工具得最高點是否會碰撞前方的橋梁、隧道等），前偏下（100米左右距離）、中距離（50米左右）、前下方（近距離）。

因為本發(fā)明的點狀激光發(fā)射頭12的轉(zhuǎn)動特性，一種簡單的方法是環(huán)形分布、轉(zhuǎn)動的點狀激光發(fā)射頭12的朝向（與水平面的夾角）有多種，比如每個都不一樣（從朝向前下方至朝向偏前上方）、只有幾個（連續(xù)或間隔）一樣，如圖5，或者轉(zhuǎn)盤17上沿非水平，而是階梯狀抬高或呈由低到高的斜面，點狀激光發(fā)射頭貼合在斜面上，那么在前方的投影線（斷續(xù)線）就有多條，這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)盤（底盤）上最好設(shè)置碼盤一類的定位裝置，知道目前正對窗口19的激光發(fā)射頭12的角度，也就知道正常情況（無障礙時、地表平坦）下激光線在成像模塊2上應(yīng)該的成像位置。

線狀激光發(fā)射裝置1（包括激光頭、轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)盤驅(qū)動電機、及罩殼（箱體））可設(shè)置在交通工具的頂蓋上，或者用支架（頂桿）支起，或者可通過齒輪齒條的方式驅(qū)動升降，整套線狀激光發(fā)射裝置（包括驅(qū)動機構(gòu)）固定在交通工具（或汽車）頂蓋上，另外為了汽車的氣動性能，箱體10迎風(fēng)的一面形狀應(yīng)符合空氣動力學(xué)的設(shè)計。對于加載在升降機構(gòu)9的線狀激光發(fā)射裝置在升降前后需朝向的水平傾角可通過水平儀加電機驅(qū)動的角度旋轉(zhuǎn)調(diào)整裝置調(diào)整角度或通過機械陀螺儀的方式懸掛，不論升降桿頂端傾斜或升降的角度不同，整套線狀激光發(fā)射裝置1均朝向前下方固定位置。

可將升降桿設(shè)置在汽車的A柱內(nèi)（或者B、C柱），升降桿本身有齒或螺紋，升降機構(gòu)為電機驅(qū)動的齒輪或螺桿可如顯微鏡鏡臺（或鏡頭）升降的方式提升線狀激光發(fā)裝置1的高度，本發(fā)明的線狀激光發(fā)射裝置1也可設(shè)置在汽車的單側(cè)，不一定設(shè)置在中軸線上。。

升降機構(gòu)如果用支架（頂桿）支起，這個支架還可設(shè)置為電動（或液壓或氣壓）升降支架，如電動升降的天線或升降桅桿一樣在汽車高速行駛時，為了在激光信號打得很遠(yuǎn)（100米左右）時，在成像模塊清楚地分辨路上的點還是障礙物上的點，為了拉大LN點之間的距離，可將線狀激光發(fā)射裝置出光處大幅度升降提高。電動升降的天線或升降桅桿有成熟的技術(shù)，但電動機驅(qū)動升降時最好采用碼盤或孔式（用光電對管或機械開關(guān)計數(shù)）發(fā)條（卷繞）這種省空間的方式，知道線狀激光發(fā)射裝置的高度，或者可通過檢測開關(guān)直接升降至最大高度（固定值），下降也通過開關(guān)檢測。如圖6、7，桅桿可以在中低速行駛時放下倒伏在車頂上（便于減少行駛阻力、降低車高便于進(jìn)車庫等），高速行駛時，桅桿 通過一根或兩根（兩側(cè)各一根）頂92頂起，頂桿92可以是電動或者氣動或者液壓驅(qū)動，如圖6，也可如圖7以大減速比的齒輪驅(qū)動桅桿底部的齒輪91（局部齒），桅桿底部還有一凸起95，在桅桿的極限高度時頂?。ㄐ。┢嚨腃柱或后頂梁，桅桿不再向后倒。桅桿可以是一根(“T”形)，也可是“n”形兩根（為了不妨礙天窗），升降桅桿的底部可設(shè)置固定的反射鏡或線狀激光發(fā)射裝置、桅桿的頂部也可設(shè)置帶旋轉(zhuǎn)的反射鏡或棱鏡或線狀激光發(fā)射裝置。

還可以在交通工具頂部設(shè)置一個平臺式整體上升或下降的升降臺（架），線狀激光發(fā)射裝置設(shè)置在升降臺（架）上方（或下掛在頂端），如圖8，升降驅(qū)動電機（帶外殼）96驅(qū)動一個絲桿93，絲桿93遠(yuǎn)端為光桿，通過軸承97固定值升降臺的一側(cè)，近端通過驅(qū)動設(shè)置在升降臺另一側(cè)的螺母94推動升降臺（架）上升或下降，這種升降機構(gòu)的好處是線狀激光發(fā)射裝置1的朝向不用改變，而且?guī)ё枣i功能。

所謂數(shù)字成像模塊2主要為包括攝像頭、數(shù)字成像元器件（CCD或CMOS陣列）、輸入輸出電路、數(shù)字處理模塊（DSP）等部件集成在一起的攝像系統(tǒng)，典型的應(yīng)用比如相機、光學(xué)鼠標(biāo)的成像及處理系統(tǒng)、手機的攝像頭系統(tǒng)等，攝像頭最好采用廣角攝像頭，在成像模塊的前端還可設(shè)置濾光鏡、偏振片，當(dāng)然也可將濾光鏡、偏振片集成在成像模塊內(nèi)（攝像頭后），這個數(shù)字成像模塊也可在同一平面上設(shè)置多個，比如左右各一個，以擴展視角。數(shù)字成像模塊不一定設(shè)置在交通工具外殼上，也可在外殼上開孔（窗口）、成像裝置向交通工具內(nèi)部縮進(jìn)一段距離。鏡頭為了防塵，可設(shè)置透光性好的玻璃（或樹脂）片遮擋，或用濾光鏡、偏振片擋灰，為了避免對面來車的燈光照射引起的曝光過度，還可在鏡頭前或后安裝所謂的紅外截止濾光片，該濾光片也可采用窗口方式（打開或關(guān)閉）或升降或平移方式，一般在晚間使用，即白天將濾光片移去，晚上移進(jìn)。

成像裝置2可以設(shè)置多個，比如一個長焦21，一個廣角，中遠(yuǎn)距離采用長焦的，近處用廣角的，長焦相機21（成像裝置）設(shè)置在底盤附近高度，廣角設(shè)置在汽車半高位置附近。為了提高成像裝置處理數(shù)據(jù)的速度（幀/每秒），可以針對遠(yuǎn)處（約100米）、中距離（約50米）、近處（10米左右），分別設(shè)置一個成像裝置，每個成像裝置分別跟蹤處理遠(yuǎn)處、中距離、近處三段激光線的變化情況，因為可以根據(jù)經(jīng)驗值，大致在感光傳感器上劃定激光線成像的范圍，且因為固定的距離（比如50米）有固定的視角β,在成像傳感器的投影R與Q之間的距離RQ是固定的，而激光在障礙物上的照射點L在成像傳感器的投影P點只會處于R點以下，從R點出向Q點移動，直至越過Q點繼續(xù)向下或移動過程中消失（低于視角或者移出監(jiān)控道路范圍）,那么DSP就可主要處理R到Q點（線）之間的一個較小的成像傳感器監(jiān)控區(qū)域，當(dāng)然，為了兼顧道路的傾斜度及監(jiān)控道路上的凹陷，或者因為汽車行駛過程中的抖動造成的成像位置移動，需適當(dāng)加大些R點的高度范圍，較小的數(shù)據(jù)處理量保證速度（成像間隔時間）。

現(xiàn)有的高分辨率CCD或CMOS（主要是CMOS）的成像傳感器單個像素的大小尺寸約幾個微米（目前手機上的堆棧式CMOS已經(jīng)能做到1微米），如果在100米的遠(yuǎn)距離成像（假設(shè)激光線出光處高度1.6米，成像裝置處高度0.3米，焦距長約36厘米），通過計算，比如在97處激光線遇到凸起的障礙物，其成像位置僅上移約3個像素的長度（約14微米），在95處激光線遇到凸起的障礙物，其成像位置僅上移約5個像素的長度（約23微米），在90處激光線遇到凸起的障礙物，其成像位置僅上移約10個像素的長度（約48微米），為了保證障礙物上的激光線與地面上的激光線能夠在成像傳感器上分辯，需要采取些措施，比如加大成像裝置的焦距，加大成像裝置與線狀激光發(fā)射裝置出光處的距離，尤其是線狀激光發(fā)射裝置出光處的高度，用升降裝置將線狀激光發(fā)射裝置抬高，這就是前述的為線狀激光發(fā)射裝置1增加升降裝置的原因。

當(dāng)然也可將成像模塊位置降低，接近地面，但接近地面處灰塵較大，對成像裝置有災(zāi)難性影響，本來安裝在汽車前部的成像模塊的鏡頭也需要經(jīng)常清潔，可在鏡頭前安裝一個擦洗裝置，比如升降或雨刮器樣的偏轉(zhuǎn)滾筒或刷子，刷子（刷毛或刷條）用柔性材料，以免對鏡頭造成大的傷害；或者在鏡頭前再裝一塊平板裝的玻璃，用于擋灰，并且清洗容易且耐磨。

線狀激光線在CMOS或CCD像素點上的成像并不是單純的一直線，比如公路呈一定的斜坡（中間高、兩邊低），通過轉(zhuǎn)動或抖動發(fā)出的線狀激光呈現(xiàn)的是圓弧線，在圖像信息處理時，這樣的線段也應(yīng)該能在知識庫中被認(rèn)為是合作目標(biāo)被識別，包含路上的坑坑洼洼，在汽車的速度范圍內(nèi)可以被自動駕駛?cè)菰S的線段偏離范圍，等等這些數(shù)值需通過反復(fù)測試，建立在自動駕駛的知識庫中。即便是激光，成像后還是有邊緣模糊的狀況，距離越遠(yuǎn)越嚴(yán)重（線段越寬），也需要進(jìn)行響應(yīng)的降噪、平滑、二值化處理等，如何取得較精確的距離值，可通過構(gòu)建各個固定距離的激光線的成像特征，兼顧天氣情況（亮度），提取相關(guān)的經(jīng)驗值，取得近似的質(zhì)心（連線）建立在知識庫中。另外汽車行駛過程中會抖動，但圖像處理中的防抖已經(jīng)有成熟技術(shù)（如相機），且車體抖動時，成像模塊與線狀激光發(fā)射裝置是同步抖動的?，F(xiàn)在的長焦相機的鏡頭一般有多片光學(xué)鏡頭組成，不能簡單地依據(jù)相似三角形計算（前面的計算方式只是為了說明原理），有一定的比例關(guān)系（與相機的焦距、放大倍數(shù)有關(guān)），這個比例可以在實際應(yīng)用時根據(jù)相機供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)或者測量固定長度時所得到的經(jīng)驗數(shù)據(jù)加以計算。對于平整的道路來說，不同的距離，線狀激光投射的線段在成像模塊上的投影位置是固定的，但當(dāng)路面不平，處于上坡或下坡的起始點前或坡度不固定的坡道時，投影位置就會偏離。

同一個線狀激光發(fā)射裝置1發(fā)射的線狀激光在不同的距離上投影的激光線長度不同，距離越長激光線也越長，可在成像元件設(shè)置一個虛擬邊框，用以表示車輛的寬度，類似于現(xiàn)在的后視倒車視頻上顯示車體寬度的梯形邊框，激光線在這個邊框外的變形可以忽略，當(dāng)然可以測量邊框外的的激光線變形是否有向邊框內(nèi)移動的趨勢，如果有，說明障礙物有可能會與車輛碰撞，車輛就應(yīng)該減速或預(yù)警；對于交通工具來說就是建立一個交通工具前進(jìn)方向上的投影邊框。

進(jìn)一步：可以在線狀激光發(fā)射裝置的兩側(cè)分別按照兩套朝向車輛近處兩側(cè)邊界外的一字線激光發(fā)射頭（或者用一個大擴束角的線狀激光發(fā)射裝置），用于檢測車輛近處有沒有人、動物及其它物體在快速向本車的車道移動，或者只能車輛轉(zhuǎn)彎時提前預(yù)判轉(zhuǎn)過去的車道是否有障礙。

本發(fā)明整套系統(tǒng)不僅安裝朝向交通工具的前方，也可朝向交通工具的后方（后方也設(shè)置窗口19）（輔助倒車或向后預(yù)警）或朝向交通工具的左右（或左前、右前、左后、右后）方向，輔助超車或轉(zhuǎn)彎。還可在汽車的側(cè)面(比如車體兩側(cè)或反光鏡支架上（不能轉(zhuǎn)動處）豎向安裝朝向前方的線狀激光，以表示汽車的寬度，并通過照射，并檢測成像模塊的兩側(cè)來確定前方有沒有東西（或人、動物或空中的樹枝）進(jìn)入交通工具行駛的車道內(nèi)，同樣可靠起見，也可在車輛底盤附近平行于底盤發(fā)射向前方（平行地面或向前上方或覆蓋輪子前下方）的激光線，通過成像或反射（測距或僅檢測信號）的方式進(jìn)一步檢測前方障礙。

對于自動駕駛的船舶來說，因為有水浪的波動，投影在前方的就不是一條直線，可以根據(jù)波浪的高度設(shè)置一定的偏移量進(jìn)行比較；對于火車，因為路基與軌道的關(guān)系，投影線也不是直線，可以根據(jù)整列火車的底盤高度及寬度建立的虛擬邊框進(jìn)行比較。