[发明专利]一种基于激光雷达测距的车辆防碰撞预警系统

摘要

本发明公开了一种基于激光雷达测距的车辆防碰撞预警系统，包括激光雷达发射器和光学镜头，所述激光雷达发射器和光学镜头的数量为2n个，n的取值为自然数，每一个激光雷达发射器和一个光学镜头配对设置成一个信号收发组，所述信号收发组沿着车辆的中轴线对称设置，所述光学镜头与激光雷达发射器的垂直方向形成一个锐角；中轴线一侧的激光雷达发射器发出激光信号，碰到前方物体后发生散射，被中轴线另一侧对应位置的光学镜头接收。本发明基于激光测距精准距离的智能化防碰撞主动预警，可以使用户获得良好的体验效果；采用双镜头设计，并对镜头在光学设计上做特殊处理，能保证高精度光学成像和探测以及适应复杂车内环境的镜头结构设计。

主权项

1.一种基于激光雷达测距的车辆防碰撞预警系统，包括激光雷达发射器和光学镜头，其特征在于：所述激光雷达发射器和光学镜头的数量为2n个，其中，n的取值为自然数，每一个激光雷达发射器和一个光学镜头配对设置成一个信号收发组，所述信号收发组沿着车辆的中轴线对称设置，所述光学镜头与激光雷达发射器的垂直方向形成一个锐角；中轴线一侧的激光雷达发射器发出激光信号，碰到前方物体后发生散射，被中轴线另一侧对应位置的光学镜头接收；所述系统还包括车载OBD系统、主控制器和预警装置，其中:所述车载OBD系统的输出端与主控制器的输入端相连接，主控制器的输出端分别与激光雷达发射器、预警装置相连接，光学镜头的输出端与主控制器的输入端相连接；所述车载OBD系统根据OBD通讯协议，从车辆信息中心获取车辆的速度信息，激光雷达发射器发射激光信号，照射到前车上反射回的激光信号被光学镜头捕捉并将其发送至主控制器，主控制器通过测距算法对相关测量数据进行处理，经过计算，产生相应的控制信号至预警装置；所述测距算法具体步骤包括：(1)利用激光雷达发射器和光学镜头采集激光测距数据，对所述数据进行采集灰度值的处理；在进行中远距离测量时，采用多项式插值算法提高光感器的精度，将光感器的精确数值从像素级提高到亚像素级；(2)对采集到的数据灰度值进行数据平滑处理，消除噪音干扰；(3)采用二值化算法，先截取到光斑在光感器上的覆盖面，由覆盖面上的数据再次进行处理，获得质心点；(4)根据质心点，结合三角测距算法，计算得出车辆与前方车辆的距离；所述系统其功能实现的具体过程为：步骤一：车辆启动时，系统进行初始化和OBD系统自检，自检正常时直接进入步骤三；步骤二：当OBD系统连接出现异常时，系统自动进入重新连接模式，多次连接不成功时，系统进行警告处理、不显示预警信息，但继续显示前方距离信息；步骤三：系统进入激光雷达扫描工作状态，发射激光雷达扫描前方车辆信息；步骤四：感应器接受激光信号，计算出车辆距离信息；步骤五：如果车辆距离大于可检测距离、系统检测不到车辆距离信息时，不进行距离显示和预警工作；步骤六：前车距离进入可检测距离范围内时，设备获取和判断车辆当前速度信息；步骤七：距离和速度参数经过处理，系统判断是否达到需要预警的级别、以及所述预警级别的范围等级；如果预警级别不足、则返回步骤六继续监测；步骤八：根据进入的预警级别，发送不同等级的声、光、图像告警；步骤九：判断预警状态是否已经解除，如果没有解除，重复步骤七，直至警告解除；所述激光雷达发射器和光学镜头的数量均为2个，形成的2个信号收发组分别设置于车辆前端的两侧；所述激光雷达发射器和光学镜头的数量均为2个，形成的2个信号收发组与所述车载OBD系统、主控制器和预警装置一体化设计制作，2个信号收发组彼此之间的间隔距离为300mm；一体化设计制作后的信号收发组、车载OBD系统、主控制器和预警装置形成的整体装置，沿车辆中轴线安置于车辆内部；所述激光雷达发射器的扫描频率大于或者等于50赫兹；所述系统的有效检测距离为系统安装位置前方1m至100m。