[发明专利]基于结构光的无扫描汽车防撞激光雷达系统及其工作方法

说明书

基于结构光的无扫描汽车防撞激光雷达系统及其工作方法，包括：信号处理部件、红外CCD、滤光片和激光发射部件；红外CCD安装有滤光片，只接收激光发射部件发射出的波长，信号处理部件采集红外CCD输出数据、对出射激光在红外CCD表面成像进行提取并计算处理，得到雷达照射区域潜在目标轮廓及其距离。本发明可以较准确的检测车辆前方及周边较近距离威胁目标，并且成本低廉，适合大范围推广，可更加有效避免目前城市中常见的各种追尾、侵犯行人等事故，保障人身财产安全。

技术领域

本发明属于汽车防撞激光雷达领域，具体说是一种基于结构光的无扫描汽车防撞激光雷达系统及其工作方法。

背景技术

近年来随着工业化推进和人民生活水平的提高，我国汽车保有量急速上升。对于普通家庭用车，用车区域主要集中于城市路段。城市行车具有速度低，密度大，路况复杂等特点，堵车问题越来越严重，激光雷达依靠激光高精度指向性能，可以获取周围精确的三维位置信息。在城市行车中，可以根据依靠激光雷达系统监测车辆前方潜在车辆行人等目标，实现事故预防预警，结合伺服机构实现堵车自动跟车等功能。

目前市面上用来进行路面目标检测的设备主要有微波雷达、超声波雷达、摄像头、常规扫描激光雷达。基于微波雷达的车辆防撞系统通过安装于车辆前方的微波雷达测量前方区域，来实现潜在目标检测。超声波雷达系统原理与毫米波类似，但是测量距离较近，只有一到两米，实物如倒车雷达。基于摄像头的目标识别系统通过摄像头采集车辆前方图像，再经过识别算法按特征提取出目标并简单计算目标距离。常规扫描激光雷达系统安装于车辆前部或者顶部，通过机械结构件转动使得激光偏转扫描不同区域得到精细的周边目标信息。

超声波雷达测量距离太近，无法及时有效识别到潜在威胁目标。采用微波雷达的监测雷达系统，相比于超声波雷达，可以大幅增加作用距离，提高车辆行车安全系数，但微波雷达由于其发射的微波波束较宽，目标方位识别不够精确，而且成本较高。在车辆上使用摄像头做行车前向监测时，严重依赖外界光条件，在夜间等光线不好的环境中效果较差；采用常规扫描式激光雷达系统，可以获取高精度目标数据，但是由于激光扫描部件的引入，设备体积较大，且成本较高，就目前技术方案来说，无法将成本降低到适合大多数车辆使用。

现有技术中，专利号为ZL 200720186308.5，名称为基于格雷码和线移条纹的结构光三维测量装置，所用结构光测量方法，核心部件之一的DLP激光发射部件，常用于产生格雷码的DLP投射器常用于投影仪内部，成本较高。因为编码方式复杂造成信号处理速度低，信号处理电路硬件成本较高，无法达到车辆行驶中的实时需求。公开号为CN102338875B，名称为一种多线扫描前视防撞激光雷达装置及应用，为一传统激光雷达系统，需要机械扫描部件，体积大成本高。公开号为CN202975326U，名称为一种汽车防撞激光雷达系统，是一个无扫描激光雷达系统，但是由于只有单点探测，所以其实只是一激光测距机，无法实现目标分辨和识别。

发明内容

针对现有技术存在上述缺点或者不足，本发明提供了一种基于结构光的无扫描汽车防撞激光雷达系统及其工作方法，可以较准确的检测车辆前方及周边较近距离威胁目标，并且成本低廉，适合大范围推广，可更加有效避免目前城市中常见的各种追尾、侵犯行人等事故，保障人身财产安全。

为实现上述目的，本发明的技术方案是，基于结构光的无扫描汽车防撞激光雷达系统，包括：信号处理部件、红外CCD、滤光片和激光发射部件；红外CCD安装有滤光片，只接收激光发射部件发射出的波长，信号处理部件采集红外CCD输出数据、对出射激光在红外CCD表面成像进行提取并计算处理，得到雷达照射区域潜在目标轮廓及其距离。

进一步的，所述的激光发射部件发射出的激光波长选用人眼不可见的近红外激光。

进一步的，激光发射部件，包括激光器和汇聚透镜。

进一步的，所述的红外CCD前方安装有接收透镜。