[发明专利]车载扫描式半导体激光预警雷达及其探测障碍物的方法

说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于汽车上探测和计算前方障碍物距离及角度，并进行相关数据处理和报警的车载扫描式半导体激光预警雷达及其探测障碍物的方法。

背景技术

[0002] 现在的测量行驶车辆的前方障碍物信息的技术分为毫米波雷达测量和半导体激光雷达测量两种。毫米波雷达测量技术，生产成本较高，难以在汽车上推广使用。半导体激光雷达虽有产品，但产品的主要特点还是局限于激光单点测距。如现有的汽车自动防撞器，在车前保险杠内侧安装，采用的是激光单点测距，所探测的范围较小，仅仅只在如何控制汽车减速阀的加减速技术上进行了专利保护，并没有涉及激光扫描技术。部分单位也在研制激光扫描技术，但并不成熟，如一种“车载扫描式激光雷达探测系统及其探测前方危险物的方法”（专利公开号：CN 1546344A；公开日：2004年11月17日）中介绍的激光扫描方法，其是依靠步进电机提供动力源，通过带动一个由凸轮和V形摆杆组成的机构，驱动扫描镜片的往复转动，从而实现激光扫描。且激光发射器与激光接收器相互垂直。这样做出来的产品缺点表现为:产品体积大，不易安装；凸轮在长期工作过程中磨损严重，可靠性和实用性不高；由于有摆杆和凸轮机构的来回运动，其摩擦发出的噪音很大，对驾驶员和顾客以及周边环境都有影响；采用镜片转动的方法发射和接收激光，要求接收视场很大，产品体积将增大；如果采用高档零部件和电子元器件，性能会有所改善，但产品成本会很高，不利于批量生产。

发明内容

本发明的目的，就是要提供一种能够方便安装在汽车上的体积较小，成本较低和使用方便的车载扫描式半导体激光预警雷达以及测量准确、计算精确和报警及时的探测障碍物的方法。

  本发明的技术解决方案是这样的；一种车载扫描式半导体激光预警雷达，由激光测距装置、控制装置和步进电机组成，其特征在于激光测距装置的激光发射天线套筒和激光接收天线套筒平行固定在支架座上，激光接收天线套筒的接收光轴中心线与激光发射天线套筒的发射光轴中心线相互平行，支架座固定在旋转底盘上，旋转底盘安装在底座上，底座固定在步进电机上，步进电机的转轴穿过底座和旋转底盘，与支架座连接固定，旋转底盘上固定着角度位置传感器挡棍，底座上固定着右前方终端角度传感器、正前方终端角度传感器、左前方终端角度传感器。

一种车载扫描式半导体激光预警雷达探测障碍物的方法，其特征在于，由控制装置控制执行以下步骤：

1）控制装置控制步进电机转动，带动激光测距装置转动，使角度位置传感器挡棍处于正前方零位角度传感器位置；

2）激光测距装置扫描发射和接收激光信号，从前方范围中探测障碍物距离，有以下步骤：

2.1）根据激光在空气中传播的速度c和每次发射和接收到障碍物反射激光信号的时间t，来计算激光测距装置与障碍物的距离L:

          L=c×t×1/2（m）

2.2)以步进电机正前方为零位，步进电机的角度值为α，向左为+α，向右为-α，来计算激光测距装置与障碍物的纵向距离y为：

   У=L×cos（±α）=L×cosα；

2.3）以步进电机正前方为零位，步进电机的角度值为α，向左为+α，向右为-α，来计算激光测距装置与障碍物的横向距离X为：

       x=L×sin（±α）=±L×sinα；

   +号表示障碍物在本车的正前方偏左方向，-号表示障碍物在本车的正前方偏右方向。

3）当激光测距装置扫描完成一个周期后，由控制装置把所测得的纵向距离和横向距离中的最小值找出来，报送声光与显示报警装置，并把所测得的数据存储起来，预备和下一周期所测得的相应值比较，对报送信息进行实时修正，始终报送的是最接近本车的障碍物信息。

4）返回到步骤1),开始下一次扫描探测。