[发明专利]汽车最小转弯直径和最小转弯通道圆的测量系统及方法

权利要求书

1.一种汽车最小转弯直径和最小转弯通道圆测量系统，其特征在于，包括多个激光雷达，用于安装激光雷达并调整激光雷达高度的可伸缩支架和中央控制单元；

激光雷达包括用于测量目标位置的激光测距模块、用于驱动激光测距模块旋转的旋转模块和控制模块；

激光测距模块由旋转模块的安装有编码盘的电机驱动，控制模块用于控制电机驱动并接收激光测距模块的数据，控制模块和中央控制单元通过无线连接；

中央控制单元用于控制雷达工作、处理接收的数据并输出结果。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，激光测距模块包括激光发射器和接收器；一个激光雷达内具有布置在同一发射面上的多个激光发射器，激光光源由半导体激光器产生，光源波长为905nm；具有布置在同一接收面上的多个接收器；

旋转模块包括旋转机构、安装底座和编码盘；旋转模块由电机驱动，电机放置于安装底座上，通过旋转轴驱动旋转机构，旋转机构上方为激光测距模块；电机尾部安装编码盘，用于检测激光发射器的旋转角度，编码盘与控制单元进行信号传输；

控制模块包括控制单元和无线模块，控制单元安装在FPGA开发板上，用于控制电机驱动和接收激光测距模块传输的数据，无线模块用于与计算机进行数据传输。

3.根据权利要求2所述的测量系统，其特征在于，安装底座底部有螺纹孔，可伸缩支架包括三角稳定支架和固定台，固定台中心设有与安装底座螺纹孔相配合的螺柱。

4.一种采用权利要求1-3任一项所述的测量系统测量汽车最小转弯直径的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)：测量、计算得到最小转弯估算直径，即得到估算圆；

步骤(2)：确定激光雷达的位置：在估算圆的外周设置四个激光雷达，四个激光雷达连线呈矩形，且使得汽车最小转弯直径圆位于矩形内，以某一个激光雷达为原点，以矩形经过该点的两条边分别为x轴和y轴，确定四个激光雷达的坐标(x₁，y₂)，(x₂，y₂)，(x₃，y₃)，(x₄，y₄)，其中x₁＝0，y₁＝0；

步骤(3)：调试激光雷达：通过可伸缩支架调整激光雷达的高度，使激光射线与汽车轮胎外侧面的下沿处于同一水平高度；

步骤(4)：打开中央控制单元，和激光雷达建立通讯，输入轮胎宽度和步骤(2)得到的四个激光雷达的坐标值；

步骤(5)：使被测量的汽车处于最低前进挡，随后将汽车的转向盘顺时针转到极限位置并保持不变，稳定后汽车低速行驶一周，随后将车开出测量区域，标记汽车驶出测量区域的位置；汽车掉头从标记位置进入测量区域，以同样的方式逆时针行驶，测量结束后将汽车开出测量区域；

步骤(6)：步骤(5)的测量过程中，激光雷达接收器接收由轮胎反射回来的激光，经处理后得到该点至汽车轮胎的距离，雷达将距离值实时传输至中央控制单元的数据处理模块；

步骤(7)：数据处理模块处理得到四个雷达距汽车轮胎的最小值，模块基于四个最小值及四个雷达初始坐标值计算得到汽车的最小转弯直径。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)具体为：测量汽车轮胎的宽度H；

被测汽车驶入场地，将汽车方向盘转到极限位置，采用最低挡并低速行驶一圈，行驶结束后汽车方向盘回正并熄火，确定汽车最小转弯直径圆的大致范围，即得到估算圆。