[发明专利]一种激光大光斑的精确测速方法和系统

权利要求书

1.一种激光大光斑的精确测速方法，用于给车辆测速，该方法包括以下步骤：

控制激光传感器往车辆运动路线上发出脉冲激光，使脉冲激光在无车辆时的运动路线上形成直径1米以上的光斑，所述光斑尺寸和位置设定为车头在所述光斑范围内移动时，根据光斑能量返回定律，所述激光传感器在车头驶入光斑后测出的车头最近距离值位置为车头上一固定点；

监测车头驶入光斑和在光斑中移动情况，使脉冲激光斜打在车头上，测出车头在光斑中移动的时间段内每个时间点的激光返回距离值L_n，形成车头距离-时间脉冲波形图；

根据所述车头距离-时间脉冲波形图以及激光传感器位置参数、光斑尺寸参数进行分析计算，得出车辆经过光斑时速度。

2.如权利要求1所述的激光大光斑的精确测速方法，其特征在于，在车头于光斑中移动的时间段内，根据四次回波技术和能量等级技术，计算出车头相对激光传感器的平均最近点，在车头于光斑中移动的时间段内平均最近点为固定点，使光斑在该时间段内打到车头上的位置判定为车头同一点。

3.如权利要求1所述的激光大光斑的精确测速方法，其特征在于，所述激光传感器发出的激光先经过竖直扩束再斜打于车辆及车辆运动路线上，扩束后光斑直径为1-1.5米，所述激光斜打的角度θ符合tanθ=1/4-1/3，所述激光传感器经扩束后直接打在车辆运动路线上的光斑距离激光传感器的水平位移为22米至24.5米，所述激光传感器相对车辆运动路线的距离为6米-8米。

4.如权利要求1所述的激光大光斑的精确测速方法，其特征在于，所述激光传感器的位置参数包括激光传感器相对车辆运动路线的距离H，设定脉冲激光测出前后两个车头距离值L₁和L₂，相应的时间为T₁和T₂，这两点间的车辆平均速度计算如下：V=S/(T₂-T₁)，S= (L₁²-H²)^0.5-(L₂²- H²) ^0.5，其中S为这两点间的车头行驶距离值，并控制S≤光斑直径，所述分析计算包括在车头距离-时间脉冲波形图上获取多组两个时间点的车头距离值，求取多组车头行驶距离值的平均值，将所述平均值和时间代入上述公式中，计算各组两点间的车辆平均速度，即为车辆速度，所述选取的两个时间点处于激光光斑打到车头同一点的时间段内。

5.如权利要求1所述的激光大光斑的精确测速方法，其特征在于，所述激光传感器激光出射前经过扩束镜扩束，所述激光传感器发出的激光波长为905nm，所述扩束镜采用K9材质并进行增加905nm增透处理。

6.一种激光大光斑的精确测速系统，用于给车辆测速，其特征在于，包括激光传感器和数据处理模块，所述激光传感器置于车辆运动路线斜上方或斜侧方，用于斜打出脉冲激光于车头，斜打出的脉冲激光在无车辆时的运动路线上形成1米以上的光斑，所述光斑尺寸和位置设定为车头在所述光斑范围内移动时，根据光斑能量返回定律，所述激光传感器在车头驶入光斑后测出的车辆最近距离值位置为车头上一固定点，所述激光传感器通过脉冲激光测出车头于光斑中移动的时间段内每个时间点相对激光传感器的激光返回距离值L_n，形成车头距离-时间脉冲波形图，所述数据处理模块用于根据所述车头距离-时间脉冲波形图以及激光传感器位置参数、光斑尺寸参数进行分析计算，得出车辆经过光斑时速度。

7.如权利要求6所述的激光大光斑的精确测速系统，其特征在于，所述数据处理模块用于车头在光斑中移动的时间段内，根据四次回波技术和能量等级技术，计算出车头相对激光传感器的平均最近点，车头于光斑中移动的时间段内平均最近点为车头上的所述固定点，使该时间段内光斑打到车头上的位置判定为车头同一点。