用于危險路況提示的激光雷達(dá)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于危險路況提示的激光雷達(dá)系統(tǒng)，包括激光雷達(dá)監(jiān)測裝置和控制中心，激光雷達(dá)監(jiān)測裝置和控制中心連接，激光雷達(dá)監(jiān)測裝置包括激光發(fā)射模塊、激光接收模塊和旋轉(zhuǎn)模塊；控制中心包括主控電路模塊、控制模塊和信號燈警示模塊。采用激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行危險路況提示的方法，包括步驟：通過激光雷達(dá)監(jiān)測裝置和主控電路模塊掃描獲得監(jiān)測區(qū)域內(nèi)監(jiān)測目標(biāo)的距離和角度信息，并發(fā)送給控制模塊；控制模塊接收監(jiān)測目標(biāo)的距離和角度信息，并與設(shè)定的安全閾值進(jìn)行比較、判斷和發(fā)出控制指令，監(jiān)測目標(biāo)接收信號燈警示模塊提示信息。在車輛進(jìn)入危險路況的激光雷達(dá)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)時，能夠及時將當(dāng)前路況提醒給行車人員，有利于預(yù)防交通事故的發(fā)生。
【專利說明】
用于危險路況提示的激光雷達(dá)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種激光雷達(dá)的應(yīng)用系統(tǒng)，具體涉及用于危險路況提示的激光雷達(dá)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]激光雷達(dá)是以發(fā)射激光束探測目標(biāo)的位置、速度等特征量的雷達(dá)系統(tǒng)。從工作原理上講，與微波雷達(dá)沒有根本的區(qū)別:向目標(biāo)發(fā)射探測信號(激光束)，然后將接收到的從目標(biāo)反射回來的信號(目標(biāo)回波)與發(fā)射信號進(jìn)行比較，作適當(dāng)處理后，就可獲得目標(biāo)的有關(guān)信息，如目標(biāo)距離、方位、高度、速度、姿態(tài)、甚至形狀等參數(shù)，從而對目標(biāo)進(jìn)行探測、跟蹤和識別。激光雷達(dá)廣泛應(yīng)用于掃描監(jiān)測目標(biāo)障礙物尺寸及與其它物體之間的距離、以及目標(biāo)障礙物的運(yùn)行速度。
[0003]車輛行駛在一些危險路段發(fā)生交通事故的概率更大，此外，在道路或道路旁進(jìn)行施工時，道路需要封鎖一段時間，在施工現(xiàn)場只是安置簡單的道路施工標(biāo)識，車輛往往在導(dǎo)航系統(tǒng)的引導(dǎo)下到達(dá)施工路段封鎖端才發(fā)現(xiàn)道路無法正常通行，需要重新返回做導(dǎo)航路線規(guī)劃。尤其是行車人員對道路狀況比較陌生，或者在夜間、大霧等惡劣天氣出行情況下，在危險路段或施工路段極易發(fā)生交通事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是行車人員對道路狀況比較陌生，或者在夜間、大霧等惡劣天氣出行情況下，在危險路段或施工路段極易發(fā)生交通事故，目的在于提供用于危險路況提示的激光雷達(dá)系統(tǒng)及方法，在車輛進(jìn)入危險路況的激光雷達(dá)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)時，能夠及時將當(dāng)前路況提醒給行車人員，有利于預(yù)防交通事故的發(fā)生。
[0005]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
用于危險路況提示的激光雷達(dá)系統(tǒng)，包括激光雷達(dá)監(jiān)測裝置和控制中心，所述激光雷達(dá)監(jiān)測裝置和控制中心連接，激光雷達(dá)監(jiān)測裝置屬于現(xiàn)有技術(shù)；
所述激光雷達(dá)監(jiān)測裝置包括:激光發(fā)射模塊，用于發(fā)射脈沖激光，并將反映脈沖激光發(fā)射時間的信號發(fā)送至主控電路模塊;激光接收模塊，用于接收從被檢測區(qū)域反射回的脈沖激光，并將反映接收脈沖激光的時間的信號發(fā)送至主控電路模塊;旋轉(zhuǎn)模塊，用于通過旋轉(zhuǎn)利用激光發(fā)射模塊發(fā)射的脈沖激光掃描被監(jiān)測區(qū)域中的各個位置，并將從被監(jiān)測區(qū)域各個位置反射回的脈沖激光依次收集到所述激光接收模塊中。
[0006]所述控制中心包括，主控電路模塊屬于現(xiàn)有技術(shù)，采用時間間隔測量器(TDC-GPD-STC單片機(jī)或FPGA控制電路模塊，用于接收激光發(fā)射模塊的發(fā)射脈沖激光的時間和激光接收模塊接收脈沖激光的時間，發(fā)送控制脈沖控制旋轉(zhuǎn)模塊轉(zhuǎn)動，獲得距離和角度信息并發(fā)送給控制模塊;控制模塊，采用PLC控制器，設(shè)定移動物體在相應(yīng)角度方向上的距離安全閾值，通過將接收到的主控電路模塊發(fā)送的距離和角度信息與安全閾值比較，并向信號燈警示模塊發(fā)送啟動或關(guān)閉控制指令;信號燈警示模塊，用于接收控制模塊發(fā)送的控制指令，啟動時發(fā)光用于提醒監(jiān)測目標(biāo)當(dāng)前危險路況。主控電路模塊和控制模塊可通過通訊接口連接，如RS422。
[0007]優(yōu)選地，所述激光雷達(dá)監(jiān)測裝置還包括紅外線探測器，所述紅外線探測器用于通過熱電元件監(jiān)測目標(biāo)區(qū)域內(nèi)人體的存在或移動，并將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送到控制模塊。
[0008]優(yōu)選地，所述控制中心還包括調(diào)頻廣播發(fā)送模塊，所述調(diào)頻廣播發(fā)送模塊用于接收控制模塊的指令，在設(shè)定廣播發(fā)送區(qū)域發(fā)送關(guān)于危險路況相關(guān)信息的廣播;所述監(jiān)測目標(biāo)為車輛，所述車輛設(shè)有調(diào)頻廣播自動接收模塊，用于在相應(yīng)區(qū)域內(nèi)自動接收關(guān)于危險路況相關(guān)信息的廣播。
[0009]采用激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行危險路況提示的方法，包括以下具體步驟:
步驟I，通過激光雷達(dá)監(jiān)測裝置和主控電路模塊掃描獲得監(jiān)測區(qū)域內(nèi)監(jiān)測目標(biāo)的距離和角度信息，并發(fā)送給控制模塊；
步驟2，通過控制模塊接收監(jiān)測目標(biāo)的距離和角度信息，并與設(shè)定的安全閾值進(jìn)行比較，若監(jiān)測目標(biāo)的距離小于安全閾值，則向信號燈警示模塊發(fā)出啟動指令，若監(jiān)測目標(biāo)的距離大于安全閾值，則向信號燈警示模塊發(fā)出停止指令;其中安全閾值為激光雷達(dá)監(jiān)測位置到監(jiān)測目標(biāo)的最小值，用來反映危險路況位置到監(jiān)測目標(biāo)的最小安全距離；
步驟3，監(jiān)測目標(biāo)接收信號燈警示模塊提示信息，做出相應(yīng)反饋。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟I還包括紅外線探測輔助步驟，通過紅外探測器探測安全閾值范圍內(nèi)人體的存在或移動，并將檢測到的信息發(fā)送到控制模塊;所述步驟2還包括，控制模塊接收到在安全閾值范圍內(nèi)有人體的存在或移動信息，則向信號燈警示模塊發(fā)送啟動指令信號燈發(fā)光。
[0011 ]優(yōu)選地，所述步驟2還包括，若監(jiān)測目標(biāo)的距離小于安全閾值或安全閾值范圍內(nèi)有人體的存在或移動，控制模塊向調(diào)頻廣播發(fā)送模塊發(fā)送啟動指令，調(diào)頻廣播發(fā)送模塊發(fā)送關(guān)于危險路況相關(guān)信息的廣播。
[0012]優(yōu)選地，所述調(diào)頻廣播發(fā)送模塊自主設(shè)定廣播發(fā)送區(qū)域，所述步驟3還包括相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測目標(biāo)通過調(diào)頻廣播自動接收模塊接收關(guān)于危險路況相關(guān)信息的廣播。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
1、本發(fā)明用于危險路況提示的激光雷達(dá)系統(tǒng)及方法，在車輛進(jìn)入危險路況的激光雷達(dá)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)時，能夠及時將當(dāng)前路況提醒給行車人員，有利于預(yù)防交通事故的發(fā)生；
2、本發(fā)明用于危險路況提示的激光雷達(dá)系統(tǒng)及方法，通過設(shè)置紅外線探測器有利于提高監(jiān)測的準(zhǔn)確性，并通過信號燈和調(diào)頻廣播共同提醒靠近危險路況的行車人員，使危險路況相關(guān)信息準(zhǔn)確傳達(dá)。
【附圖說明】
[0014]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實(shí)施例的限定。在附圖中:
圖1為用于危險路況提示的激光雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為采用激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行危險路況提示的方法流程圖。
[0015]附圖中標(biāo)記及對應(yīng)的零部件名稱:1-激光雷達(dá)監(jiān)測裝置，11-激光發(fā)生模塊，12-激光接收模塊，13-旋轉(zhuǎn)模塊，14-紅外線探測器，2-控制中心，21-主控電路模塊，22-控制模塊，23-信號燈警示模塊，24-調(diào)頻廣播發(fā)送模塊，3-監(jiān)測目標(biāo)，31-調(diào)頻廣播自動接收模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。
[0017]實(shí)施例1
如圖1所示，用于危險路況提示的激光雷達(dá)系統(tǒng)，包括激光雷達(dá)監(jiān)測裝置I和控制中心2，激光雷達(dá)監(jiān)測裝置I和控制中心2連接。激光雷達(dá)監(jiān)測裝置I，具體包括，激光發(fā)射模塊11，用于發(fā)射脈沖激光，并將反映脈沖激光發(fā)射時間的信號發(fā)送至主控電路模塊21;激光接收模塊12，用于接收從被檢測區(qū)域反射回的脈沖激光，并將反映接收脈沖激光的時間的信號發(fā)送至主控電路模塊21;旋轉(zhuǎn)模塊13，用于通過旋轉(zhuǎn)利用激光發(fā)射模塊發(fā)射的脈沖激光掃描被監(jiān)測區(qū)域中的各個位置，并將從被監(jiān)測區(qū)域各個位置反射回的脈沖激光依次收集到激光接收模塊12中；紅外線探測器14，紅外線探測器14用于通過熱電元件監(jiān)測目標(biāo)區(qū)域內(nèi)人體的存在或移動，并將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送到控制模塊22。
[0018]控制中心2包括，主控電路模塊21，用于接收激光發(fā)射模塊11的發(fā)射脈沖激光的時間和激光接收模塊12接收脈沖激光的時間，發(fā)送控制脈沖控制旋轉(zhuǎn)模塊13轉(zhuǎn)動，獲得距離和角度信息并發(fā)送給控制模塊22;控制模塊22，設(shè)定移動物體在相應(yīng)角度方向上的距離安全閾值，通過將接收到的主控電路模塊21發(fā)送的距離和角度信息與安全閾值比較，并向信號燈警示模塊23發(fā)送啟動或關(guān)閉控制指令;信號燈警示模塊23，用于接收控制模塊22發(fā)送的控制指令，啟動時發(fā)光用于提醒監(jiān)測目標(biāo)3當(dāng)前危險路況;調(diào)頻廣播發(fā)送模塊24，調(diào)頻廣播發(fā)送模塊24用于接收控制模塊22的指令，在設(shè)定廣播發(fā)送區(qū)域內(nèi)發(fā)送關(guān)于危險路況相關(guān)信息的廣播。
[0019]監(jiān)測目標(biāo)3設(shè)有調(diào)頻廣播自動接收模塊31，用于在相應(yīng)區(qū)域內(nèi)自動接收關(guān)于危險路況相關(guān)信息的廣播。
[0020]實(shí)施例2
如圖2所示，采用激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行危險路況提示的方法流程:
步驟101，開始；
步驟102，自主設(shè)定激光雷達(dá)監(jiān)測裝置和紅外探測器監(jiān)視區(qū)域;設(shè)定安全閾值;設(shè)定調(diào)頻廣播發(fā)送模塊廣播區(qū)域；
步驟103，激光雷達(dá)監(jiān)測裝置對監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行掃描監(jiān)測；
步驟104，與步驟103同時進(jìn)行，紅外線探測通過熱電元件監(jiān)測目標(biāo)區(qū)域內(nèi)人體的存在或移動；
步驟105，控制模塊接收監(jiān)測信息，若控制模塊接收到監(jiān)測目標(biāo)的距離和角度信息，則執(zhí)行步驟106;若控制模塊接收到監(jiān)測目標(biāo)的紅外線探測信息，則執(zhí)行步驟109;
步驟106，控制模塊判斷監(jiān)測目標(biāo)的距離是否小于安全閾值，若不小于安全閾值，則執(zhí)行步驟107;若小于安全閾值，則執(zhí)行步驟108;
步驟107，控制模塊向信號燈警示模塊和調(diào)頻廣播發(fā)送模塊發(fā)送停止指令；
步驟108，控制模塊向信號燈警示模塊和調(diào)頻廣播發(fā)送模塊發(fā)送啟動指令； 步驟109，控制模塊判斷安全閾值區(qū)域范圍內(nèi)是否有人體的存在或移動，若有人體的存在或移動，則執(zhí)行步驟108;若無人體的存在或移動，則執(zhí)行步驟110;
步驟110，控制模塊向信號燈警示模塊和調(diào)頻廣播發(fā)送模塊發(fā)送停止指令；
步驟111，信號燈發(fā)光;監(jiān)測目標(biāo)上設(shè)置的調(diào)頻廣播自動接收木塊接收廣播；
步驟112，監(jiān)測目標(biāo)做出反饋，如選擇繞道而行或小心行駛。
[0021]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.用于危險路況提示的激光雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，包括激光雷達(dá)監(jiān)測裝置(I)和控制中心(2)，所述激光雷達(dá)監(jiān)測裝置(I)和控制中心(2)連接； 所述激光雷達(dá)監(jiān)測裝置(I)包括:激光發(fā)射模塊(11)，用于發(fā)射脈沖激光，并將反映脈沖激光發(fā)射時間的信號發(fā)送至主控電路模塊(21);激光接收模塊(12)，用于接收從被檢測區(qū)域反射回的脈沖激光，并將反映接收脈沖激光的時間的信號發(fā)送至主控電路模塊(21);旋轉(zhuǎn)模塊(13)，用于通過旋轉(zhuǎn)利用激光發(fā)射模塊發(fā)射的脈沖激光掃描被監(jiān)測區(qū)域中的各個位置，并將從被監(jiān)測區(qū)域各個位置反射回的脈沖激光依次收集到所述激光接收模塊(12)中； 所述控制中心(2)包括，主控電路模塊(21)，用于接收激光發(fā)射模塊(11)的發(fā)射脈沖激光的時間和激光接收模塊(12)接收脈沖激光的時間，發(fā)送控制脈沖控制旋轉(zhuǎn)模塊(13)轉(zhuǎn)動，獲得距離和角度信息并發(fā)送給控制模塊(22);控制模塊(22)，設(shè)定移動物體在相應(yīng)角度方向上的距離安全閾值，通過將接收到的主控電路模塊(21)發(fā)送的距離和角度信息與安全閾值比較，并向信號燈警示模塊(23)發(fā)送啟動或關(guān)閉控制指令;信號燈警示模塊(23)，用于接收控制模塊(22)發(fā)送的控制指令，啟動時發(fā)光用于提醒監(jiān)測目標(biāo)(3)當(dāng)前危險路況。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于危險路況提示的激光雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，所述激光雷達(dá)監(jiān)測裝置(I)還包括紅外線探測器(14)，所述紅外線探測器(14)用于通過熱電元件監(jiān)測目標(biāo)區(qū)域內(nèi)人體的存在或移動，并將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送到控制模塊(22)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于危險路況提示的激光雷達(dá)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制中心(2)還包括調(diào)頻廣播發(fā)送模塊(24)，所述調(diào)頻廣播發(fā)送模塊(24)用于接收控制模塊(22)的指令，在設(shè)定廣播發(fā)送區(qū)域發(fā)送關(guān)于危險路況相關(guān)信息的廣播;所述監(jiān)測目標(biāo)(3)為車輛，所述車輛設(shè)有調(diào)頻廣播自動接收模塊(31)，用于在相應(yīng)區(qū)域內(nèi)自動接收關(guān)于危險路況相關(guān)信息的廣播。4.采用激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行危險路況提示的方法，其特征在于，包括以下具體步驟: 步驟I，通過激光雷達(dá)監(jiān)測裝置和主控電路模塊掃描獲得監(jiān)測區(qū)域內(nèi)監(jiān)測目標(biāo)的距離和角度信息，并發(fā)送給控制模塊； 步驟2，通過控制模塊接收監(jiān)測目標(biāo)的距離和角度信息，并與設(shè)定的安全閾值進(jìn)行比較，若監(jiān)測目標(biāo)的距離小于安全閾值，則向信號燈警示模塊發(fā)出啟動指令，若監(jiān)測目標(biāo)的距離大于安全閾值，則向信號燈警示模塊發(fā)出停止指令;其中安全閾值為激光雷達(dá)監(jiān)測位置到監(jiān)測目標(biāo)的最小值，用來反映危險路況位置到監(jiān)測目標(biāo)的最小安全距離； 步驟3，監(jiān)測目標(biāo)接收信號燈警示模塊提示信息，做出相應(yīng)反饋。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的采用激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行危險路況提示的方法，其特征在于，所述步驟I還包括紅外線探測輔助步驟，通過紅外探測器探測安全閾值范圍內(nèi)人體的存在或移動，并將檢測到的信息發(fā)送到控制模塊;所述步驟2還包括，控制模塊接收到在安全閾值范圍內(nèi)有人體的存在或移動信息，則向信號燈警示模塊發(fā)送啟動指令信號燈發(fā)光。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的采用激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行危險路況提示的方法，其特征在于，所述步驟2還包括，若監(jiān)測目標(biāo)的距離小于安全閾值或安全閾值范圍內(nèi)有人體的存在或移動，控制模塊向調(diào)頻廣播發(fā)送模塊發(fā)送啟動指令，調(diào)頻廣播發(fā)送模塊發(fā)送關(guān)于危險路況相關(guān)信息的廣播。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用激光雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行危險路況提示的方法，其特征在于，所述調(diào)頻廣播發(fā)送模塊自主設(shè)定廣播發(fā)送區(qū)域，所述步驟3還包括相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測目標(biāo)通過調(diào)頻廣播自動接收模塊接收關(guān)于危險路況相關(guān)信息的廣播。
【文檔編號】G01S17/93GK106054207SQ201610641770
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月8日 公開號201610641770.3, CN 106054207 A, CN 106054207A, CN 201610641770, CN-A-106054207, CN106054207 A, CN106054207A, CN201610641770, CN201610641770.3
【發(fā)明人】趙宇, 游迪, 趙靜, 朱建中, 王曉維
【申請人】成都希德電子信息技術(shù)有限公司