[发明专利]一种激光雷达智能启动和失电保护系统

说明书

技术领域

本发明涉及激光雷达系统技术领域，具体涉及一种激光雷达智能启动和失电保护系统。

背景技术

激光雷达系统分为多个功能模块，如工控机、激光器、吹扫装置、光电倍增管及扫描头等。一方面，在启动激光雷达系统时，需要先对各模块进行供电。另一方面，系统在数据采集前后均需要满足一定的条件。目前激光雷达系统有两种启动模式：手动逐个模块启动或一键多模块同时启动，手动逐个模块启动是指人工手动操作按照一定的顺序对各功能模块进行逐一通电；一键多模块同时启动是指打开总开关后系统瞬间对各模块进行同时通电。系统在数据采集前，必须完成诸如激光器、光电倍增管的预热操作；数据采集期间，必须保证激光器、倍增管以及工控机等模块的供电连续性。

现有的两种激光雷达启动模式均存在一定的缺点，手动逐个模块启动需要人工完成多次开启动作，且具有一定的时序，操作十分不便，更不利于后期激光雷达系统的无人值守设计；一键多模块同时启动由于供电在瞬间完成，供电电源需提供很大的瞬时功率，这对电源提出了很高的要求，因此增加了成本。另外，较大的瞬时功率会产生传到辐射和空间辐射，影响弱电控制系统的稳定性。

激光雷达系统在数据采集期间如果供电突然丢失会使采集终止，导致数据采集不连续且系统不能及时将此应急事件反馈给操作人员；在激光雷达系统整机处于失电状态时，如果市电突然来电，此时激光雷达操作系统不仅存在启动问题，而且存在采集问题，必须需要操作人员亲临现场才能进行下一步的采集工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效解决了以上存在的启动问题，并解决了激光雷达在数据采集前后存在的供电连续性问题的激光雷达智能启动和失电保护系统。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：一种激光雷达智能启动和失电保护系统，它包含执行继电器单元、参数储存单元、ARM控制单元、PC单元、UPS单元和供电单元；其中，所述的供电单元包括发电机单元和市电供电单元，且发电机单元和市电供电单元均与UPS单元连接，UPS单元与ARM控制单元连接，ARM控制单元分别与参数储存单元、PC单元相互连接，ARM控制单元与执行继电器单元连接，且执行继电器单元与功能模块连接。

本发明的工作流程为：

步骤(A)、在市电供电单元供电正常时，启动一键开关按钮，UPS单元启动后首先给ARM控制单元供电；ARM控制单元上电后通过串口通讯实时获取UPS单元的工作状态，一旦获取到UPS单元的正常工作状态标志位，认为UPS单元启动成功；

步骤(B)、UPS单元启动成功后，通过执行继电器单元给PC单元供电，延时20s后给激光器模块电源供电，再延时20s后给光电倍增管电源供电，由于激光器模块、PC单元以及光电倍增管启动后均需要一定的‘预热’时间，因此系统需要计时10min，计时期间，ARM控制单元实时与激光器模块电源通讯，获取其剩余预热时间，直至剩余预热时间为0，认为系统启动完成，进入采集准备状态；

步骤(C)、在数据采集过程中，ARM控制单元实时监测UPS单元的工作状态，若市电丢失，UPS单元发送异常信号给ARM控制单元，此时ARM控制单元实时监测UPS单元的电量和数据采集剩余时间，若数据采集完成后UPS单元电量不到其下限，此时ARM控制单元立即关闭激光器模块电源，停止后续采集，并存储此时的工作状态，等待市电再次供电进行后续采集；

步骤(D)、若数据采集期间，UPS单元电量到达下限，ARM控制单元启动发电机装置，完成数据采集后，立即关闭激光器电源，此时发动机给UPS单元充电，ARM控制单元实时监测UPS单元是否充满，若充满，则关闭发电机装置，等待市电再次供电进行后续采集；同时将系统工作状态反馈给操作人员，以便操作人员及时处理；

步骤(E)、UPS单元电量不足时启动发电机单元，如此循环，直至市电供电正常，或者操作人员通过远程发送关机命令，关闭整机系统；

步骤(F)、在系统未整机关闭之前市电供电正常，此时系统会先对UPS单元充电，充电完成后给激光器模块电源供电，直至预热结束，进入数据采集准备状态；

步骤(G)、在系统整机关闭状态下市电供电正常，此时系统会按步骤(A)和步骤(B)流程完成启动，PC单元、采集软件、UPS单元均设计来电自启，系统自动进行数据采集，并将工作状态反馈给操作人员。

作为本发明的进一步改进，所述的ARM控制单元采用STM32F407系列微控制器。

采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：