[发明专利]微型化低成本路面障碍物告警视觉定位传感器及告警方法

说明书

本发明公开了一种微型化低成本路面障碍物告警的视觉定位传感器，包括中央控制单元、信号处理单元、GPS定位模块、告警单元、半锥形反射镜、共光路镜筒、45°分光镜、结构光发射单元以及CMOS成像组件；利用45°分光镜实现视场分割使得结构光成像和180°全景成像共用成像组件，利用半锥形反射镜结合45°分光镜，实现了结构光成像和180°全景成像共光路以及双模复合告警，为电动自行车的安全驾驶提供结构光探测的目标信息和精确定位。本发明创新实现了路面凹凸障碍物的告警，具备超高精度定位能力，且具有功耗低、体积小、成本低，能实现电动车车体嵌入式安装优点，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于视觉传感器技术领域，特别是一种微型化低成本路面障碍物告警视觉定位传感器及告警方法。

背景技术

随着国民经济的进步，社会交通迅猛发展，城市交通正努力向智能化方向发展。推动着汽车辅助驾驶技术和无人驾驶技术的进步，日益成为先进信息技术应用到交通领域的研究热点。事实上，生活节奏日益加快，电动车出行具备灵活性强，成为人们短途出行和日常上下班的必备交通工具。由于电动自行车行驶速度相对较快、车辆平衡靠运动姿态保证，对路面凹凸不平的依赖性强，这使得电动车事故率很高，特别是在视线条件不好的夜晚更是如此。

目前市面上没有专门针对电动车的障碍物告警视觉定位传感器，中国专利202010057790.2公开了一种种基于灰度摄像头检测的智能车控制系统及方法。通过CMOS灰度摄像头、超声波测距传感器以及电磁感应装置获取道路信息；核心处理器对检测到的各种数据进行相应处理进行障碍物识别。该专利通过上述方法进行障碍物识别过程复杂而且整个系统体积较大，仅适合应用于汽车的自动驾驶，难以应用于电动车上的路面障碍物识别和告警而且成本较高难以普及。并且上述专利采用的GPS系统精度约为0.5m-1m，精度低并不适用电动车的精准定位。因此需要一个微型化成本路面障碍物告警视觉定位传感器对路面障碍物进行预警。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微型化低成本路面障碍物告警视觉定位传感器及告警方法，以提高电动车夜间的行车安全，降低电动自行车事故率。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种微型化低成本路面障碍物告警的视觉定位传感器，包括中央控制单元、信号处理单元、GPS定位模块、告警单元、半锥形反射镜、共光路镜筒、45°分光镜、结构光发射单元以及CMOS成像组件；

所述半锥形反射镜用于反射自然光到CMOS成像组件进行全景成像；所述结构光发射单元固定在CMOS成像组件前端，用于发射结构光；所述45°分光镜设置在共光路镜筒中，用于反射结构光条纹至CMOS成像组件；所述共光路镜筒开有三个端口，一个端口朝向半锥形反射镜且与半锥形反射镜共轴，第二个端口朝向目标结构光反射光路，第三个端口朝向45°分光镜透射方向上且与CMOS成像组件同轴；所述45°分光镜设置在半锥形反射镜轴线上且与半锥形反射镜的轴线成45°角；所述CMOS成像组件、GPS定位模块与信号处理单元相连；所述GPS定位模块用于获取大数据地图；所述信号处理单元用于将信号处理单元CMOS成像组件和GPS定位模块所得到的结构光图像、全景图像和大数据地图进行模数转换，并计算障碍物信息进行阈值对比，将控制信号传输至中央控制单元；所述中央控制单元与告警单元和信号处理单元相连，用于控制信号处理单元和告警单元发出告警光并语音播报障碍物距离。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明引入半锥形反射镜结合45°分光镜实现视场分割，利用一个CMOS组件同时实现了180°全景成像和路面凹凸障碍物探测的双重功能，具有功耗低、体积小、成本低的优势。

(2)本发明引入条纹结构光成像探测路面凹凸障碍物，具有灵敏度高、定位准、实时性好等优势。

附图说明

图1为本发明实施例提供的微型化低成本路面障碍物告警的视觉定位传感器结构示意图。