[发明专利]扩大智能驾驶车载雷达感知范围的装置和控制方法

说明书

本发明涉及一种扩大智能驾驶车载雷达感知范围的装置，其特征在于：控制器控制直流步进电机带动雷达固定支架和车载环境感知传感器模块一起旋转，控制器同步记录步直流进电机的旋转角度和当前角度下车载环境感知传感器模块感知到的信息，通过计算获得直流步进电机和车载环境感知传感器模块本身一起扫描过的全部区域的障碍物信息。其中车载雷达包括但不限于激光雷达，针对现有车载固定安装的雷达系统存在的探测覆盖面积和匹配成本之间存在矛盾问题，通过该装置和控制方法能够实现水平或垂直方向0‑180°范围内的任意角度覆盖扫描，结构简单、成本低廉、适用性强;该装置可以扩大雷达的扫描范围。

技术领域

本发明涉及一种扩大智能驾驶车载雷达感知范围的装置和控制方法，属车辆行车信息感知与处理技术领域。

背景技术

智能车辆系统的引入，可以提高交通的安全性和能源的利用率。目前，在汽车、卡车、公交系统、工业、军用等领域智能车辆系统都得到了应用，作为智能车辆环境感知系统的核心组成部分，车载雷达技术也在飞速发展。

车载雷达是在汽车智能驾驶系统中广泛应用的一种传感器系统，它主要包括超声波雷达、微波雷达和激光雷达三种。其中超声波雷达有效测距仅有几米，一般作为倒车雷达应用；微波雷达有效测距比超声波雷达远，可达一百米左右，但其发散角大，测量目标距离和位置时精度不高，实际应用中主要用于测速、测距；激光雷达因其测量精度高，测距远，性能优异等特点，用于汽车测速、测距和目标定位。

因探测宽度范围有限，常见倒车雷达系统多由8个或12个雷达探头组成，匹配成本高，且雷达间互相干扰，只能间歇地分时工作；毫米波雷达探测角度范围更小，长距毫米波雷达探测角度仅有十度左右，中长距毫米波雷达探测角度范围也仅有九十度左右，要想满足测量范围远且探测范围广的要求，就必须安装长距毫米波雷达和中长距毫米波等多个雷达，导致成本较高；激光雷达的发散角度极小，在几公里以外也不过几厘米，如果实现大范围覆盖有效探测，则需要装配多线扫描式雷达，成本极其昂贵。

专利CN201110342955.1公开了一种车载四线激光雷达系统，其主要由发射系统、接收系统、光学系统和扫描系统组成。通过直流步进电机控制激光器旋转方式实现雷达扫描，可以实现较低成本的激光雷达扫描覆盖。但是该系统仅能实现激光雷达的扫描探测，无法用到毫米波雷达、超声波雷达中。

专利CN200310117381.3公开了一种车载扫描式激光雷达探测系统，在激光雷达本体基础上外加步进电机、控制器、扫描组件、双凸轮传动机构、V形摆杆机构、光电开关等。通过步进电机旋转带动凸轮传动系统，双凸轮转动带动V形摆杆机构，V型摆杆与扫描镜片刚性连接，进而使互相垂直的扫描镜片旋转一定的角度，从而使激光以一定的角度范围在车辆前方来回扫描。但该系统在实用中必然存在两个严重的问题：首先该车载扫描式激光雷达探测系统结构复杂，定位精度也会受复杂的传动装置影响；其次，该车载扫描式激光雷达探测系统只能在水平方向扩大激光雷达的探测范围，无法实现垂直方向探测范围的扫描覆盖。

发明内容

本发明目的在于提供一种扩大智能驾驶车载雷达感知范围的装置和控制方法，其中车载雷达包括但不限于激光雷达，针对现有车载固定安装的雷达系统存在的探测覆盖面积和匹配成本之间存在矛盾问题，通过该装置和控制方法能够实现水平或垂直方向0-180°范围内的任意角度覆盖扫描，结构简单、成本低廉、适用性强;该装置可以扩大雷达的扫描范围，并且通过控制器的计算获得全部扫描范围的实时、准确的障碍物信息。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种扩大智能驾驶车载雷达感知范围的装置，由被控电机、与被控电机机械连接的雷达固定支架，以及与被控电机电气连接的车载供电装置和控制器组成；其特征在于：控制器控制被控电机带动雷达固定支架和车载环境感知传感器模块一起旋转，控制器同步记录被控电机的旋转角度和当前角度下车载环境感知传感器模块感知到的信息，通过计算获得被控电机和车载环境感知传感器模块本身一起扫描过的全部区域的障碍物信息。