[实用新型]一种汽车防撞激光雷达系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种汽车防撞系统，尤其是一种汽车防撞激光雷达系统。 

背景技术

随着汽车工业和社会的发展，越来越多的汽车进入普通家庭。汽车防撞雷达可大幅降低交通事故的发生概率，具有广阔应用前景。对现有的汽车防撞雷达探测系统进行比较，有超声波探测、红外线探测、毫米波探测等几种方式。超声波探测和红外线探测两种方式虽然最终都能达到防撞探测的目的，但是这两种方式的缺点是：探测距离短，受天气影响大。毫米波探测系统具有稳定的探测性能，不受被测物体表面形状、颜色等因素影响；对大气紊流、气涡流等具有适应性，可以保证雷达探测系统在任何天气情况下正常运行，非常适合公路交通探测环境。但是也存在着缺点：毫米波汽车防撞雷达系统在信号处理部分相对比较复杂，这使得以后在硬件生产的成本比较高。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够探测远近距离、成本较低的汽车防撞激光雷达系统。 

本实用新型的技术方案如下：一种汽车防撞激光雷达系统，其特征是：脉冲激光测距模块分别与LCD显示屏、DSP信号处理单元电连接；轮速传感模块分别与LCD显示屏、DSP信号处理单元电连接；DSP信号处理单元与警告提示模块电连接，再与自动制动执行机构电连接。 

所述的脉冲激光测距模块由激光发射系统、激光接收系统和计数系统三个基本部分组成。 

优选的一个脉冲激光测距模块的具体结构是：激光发射系统包含激光器、分光镜、发射透镜和发射光电探测器，激光器由脉冲驱动电路驱动，分光镜、发射透镜依次设置在激光器的前端，对激光进行变向和传递，发射光电探测器设置在分光镜的折射位置；激光接收系统包括接收透镜、滤光片和接收光电探测器，三者依次排列安排；发射光电探测器和接收光电探测器连接至计数系统上。 

汽车防撞激光雷达系统的成本主要取决于脉冲激光测距模块，脉冲激光测距利用激光脉冲持续时间极短，能量在时间上相对集中，瞬时功率很大的特点，可以降低生产成本；在精度要求不是特别高的情况，可以适用于远近测距，能满足使用要求。 

附图说明

图1，本实用新型的系统模块结构图。 

图2，本实用新型的激光测距模块的优选结构图。 

具体实施方式

图1所示的是一个汽车防撞激光雷达系统的模块结构图。脉冲激光测距模块1用于实时测量本车与前车之间的距离，轮速传感模块2测定本车的车速，激光测距的结果和本车车速将实时显示于LCD显示屏3中。然后将距离信号和本车车速信号输入到DSP信号处理单元4中进行判断，当车距小于安全距离时，启动报警；当距离接近危险距离而车主又未进行合理操作时，警告提示模块5可输入信号至自动执行机构6中对该画面进行制动。 

脉冲激光测距模块利用激光脉冲持续时间极短，能量在时间上相对集中，瞬时功率很大的特点，在有合作目标的情况下，脉冲激光测距可以达到极远的测程;在进行几公里的近程测距时，如果精度要求不高，即使不使用合作目标，只是利用被测目标对脉冲激光的漫反射所取得的反射信号，也可以进行测距。 

下面给出一个脉冲激光测距模块1测距的具体实施方式：脉冲激光测距模块1利用激光器对目标发射一个或者一列很窄的光脉冲，通过测量光脉冲到达目标并由目标返回到接收机的时间计算出目标距离。 

设目标距离为R，光往返时间为T，对应的时钟脉冲的振荡频率为1/T,即为f，光在真空中的传播速度为c，光传播介质的折射率为n，并设在T时间内，有m个时钟脉冲进入计数器，则有: 式中，L表示每一个时钟脉冲所代表的距离增量。若计数器计数m个时钟脉冲，则有此可以得到目标距离R的大小决定了测距计数精度。 

本实用新型优选的脉冲激光测距模块1是一种半导体脉冲激光测距模块，其内部结构如图2所示，由激光发射系统、激光接收系统和计数系统10三个基本部分组成。激光发射系统发射激光脉冲，激光接收系统接收由目标反射回来激光脉冲，把它转换成电脉冲信号进行处理，计数系统10对激光脉冲往返所经时间进行计数得出所测距离，并进行数据输出。 

激光发射系统包含激光器11、分光镜12、发射透镜13和发射光电探测器14，激光器由脉冲驱动电路15驱动，分光镜12、发射透镜13依次设置在激光器11的前端，对激光器11发出的激光进行变向和传递，发射光电探测器14设置在分光镜12的折射位置。由激光器11发射的脉冲激光，其中有部分能量由分光镜12直接送到发射光电探测器14，发射光电探测器14和计数系统10连接，这样提供电信号给计数系统10作为计数的起始点;另一部分激光能量经过发射透镜13后射向目标。 

激光接收系统包括接收透镜16、滤光片17和接收光电探测器18，三者依次排列安排；接收光电探测器18连接至计数系统10上。由目标向后反射回来的激光能量经过接收透镜16，滤光片17，接收光电探测器18后被接收系统接收，这就是回波信号。发射信号和回波信号先后由两个光电探测器转变成电脉冲，并经过放大电路放大后，超过阈值电平的信号被送至脉冲整形电路整形送给计数系统10，计数系统10内的计数处理器在接收到发射光电探测器14传输到计数系统10内的信号中的复位信号后，相应的数字电路均处于等待状态；当设定的开门信号（可以是上次的复位信号视为这次的开门信号，也可以是其他设定的触发条件）一到，电子门打开，由晶振产生的时间振荡基准脉冲进入计数系统10进行时间间隔测量，直到回波关门脉冲（即接收光电探测器18检测到的反射激光信息）到来，电子门关闭，计数系统10停止工作，它所计的脉冲数目就对应着激光往返传播的双程时间。由光束在大气中传播的速度，即可换算出相应的目标距离来。