一種多接收的激光車輛檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多接收的激光車輛檢測裝置，該裝置包括：掃描式激光測距單元，用于在車輛行駛方向垂直的斷面上，進行掃描式激光測距，獲取各點的距離信息；輔助接收測距單元，在掃描式激光測距裝置較遠處，在激光掃描較大角度下，用于聚焦、接收并放大激光打到被測車輛上產(chǎn)生的漫反射回波能量，獲取遠距離大角度下的測量距離信息中控單元，利用所述各點的距離信息，計算地面各點高度值，獲取道路行車信息。本實用新型增加多個大角度、遠距離接收單元，避免激光測距系統(tǒng)由于角度過大距離太遠而導(dǎo)致回波能量的不足，并且可以降低電機負載，提高電機壽命。
【專利說明】一種多接收的激光車輛檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及激光應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種多接收的激光車輛檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]作為公路交通重要信息資源，交通情況調(diào)查是交通運輸行業(yè)宏觀管理和決策的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)公路交通加快轉(zhuǎn)變發(fā)展的信息支撐。智能交通領(lǐng)域涉及到交通情況調(diào)查，需要對公路上車輛進行車信息進行獲取。
[0003]近幾年來，激光測距技術(shù)廣泛應(yīng)用于交通情況調(diào)查領(lǐng)域。目前市面上基于激光測距原理的交調(diào)裝置，能夠在車輛行駛斷面上形成一個掃描檢測斷面，車輛通過時，通過檢測該斷面各點信息，得到車輛的寬高信息。
[0004]現(xiàn)階段，這種基于激光測距原理的動態(tài)掃描方式廣泛應(yīng)用于交通調(diào)查領(lǐng)域，激光測距應(yīng)用于交通調(diào)查領(lǐng)域，有諸多優(yōu)勢:比如采用無接觸的測量方式，可以采用不破壞路面的方式實現(xiàn)交通流量調(diào)查，激光測距原理的交通情況調(diào)查方式車型車速的識別更加精確坐寸ο
[0005]但是現(xiàn)階段的激光測距交調(diào)方案受掃描角度限制比較嚴重，在掃描方向與地面入射角度過大時，激光測距的回波能量過于微弱，以至于沒有辦法成功獲取到回波能量。
[0006]此外，在激光掃描測距方案中，常見的激光測距儀需要利用一臺電機帶動反光轉(zhuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)激光掃描測距。由于反光轉(zhuǎn)鏡的體積較大，電機的壽命也因此受到了較大的制約。因此，掃描式激光測距儀的方案雖然被廣泛應(yīng)用，但也會受到上述等客觀技術(shù)條件的影響巨大。
實用新型內(nèi)容
[0007]現(xiàn)階段激光掃描測距裝置基于激光測距原理，激光測距的回波能量跟入射角的余弦值成正比，在測量的入射角較大、距離較遠時，回波能量過于微弱嚴重影響測距精度，甚至可能導(dǎo)致，因此，針對大角度遠距離的測距能力，一直是困擾掃描式激光測距應(yīng)用于道路交通的一個嚴重的瓶頸問題。
[0008]本實用新型實施例提供一種多接收的激光車輛檢測裝置，該裝置基于現(xiàn)階段的掃描式激光測距原理，利用增加接收模塊的方式，可以有效解決大角度掃描方向的回波能量和減輕電機負載質(zhì)量，以提高電機壽命。有利于激光測距的車輛檢測裝置的廣泛推廣，該裝置包括:
[0009]掃描式激光測距單元，包括:激光發(fā)射二極管、激光準(zhǔn)直透鏡、45°反射鏡、直流無刷電機、聚焦接收透鏡、雪崩光電二極管APD、計時芯片，用于在垂直于車輛行駛方向上形成一個二維掃描面，實現(xiàn)掃描式激光測距功能；
[0010]輔助接收測距單元，用于輔助接收激光發(fā)射產(chǎn)生的大角度、遠距離的回波信號；
[0011]所述輔助接收測距單元包括同步計時信號線、聚焦接收透鏡、雪崩光電二極管APD、放大電路、計時芯片；
[0012]同步計時信號，用于將所述掃描式激光測距單元產(chǎn)生的激光發(fā)射時間信號同步給所述輔助接收單元的計時芯片；
[0013]聚焦接收透鏡，用于在所述掃描式激光測距的二維掃描面內(nèi)，激光發(fā)射產(chǎn)生大角度反射面且距離較遠的情況下，聚焦、接收激光打到被測區(qū)域上產(chǎn)生的漫反射回波能量；
[0014]雪崩光電二極管APD，用于將經(jīng)過聚焦后的回波能量轉(zhuǎn)換為電信號；
[0015]放大電路，用于將所述電信號放大，并觸發(fā)后級的計時芯片；
[0016]計時芯片，用于通過所述的激光發(fā)射時間與所述的激光接收時間完成計時，得到各點的距離信息；
[0017]中控單元，利用所述各點的距離信息，計算地面各點高度值，獲取道路行車信息；
[0018]一個實施例中，所述掃描式激光測距單元包括:激光發(fā)射二極管、激光準(zhǔn)直透鏡、45°反射鏡、直流無刷電機、聚焦接收透鏡、雪崩光電二極管APD、計時芯片；
[0019]一個實施例中，所述激光發(fā)射二極管模塊，采用驅(qū)動模塊驅(qū)動激光二極管，產(chǎn)生一束脈沖式激光；
[0020]一個實施例中，所述激光準(zhǔn)直透鏡，用于將所述出射的脈沖式激光進行準(zhǔn)直，平行射出；
[0021]一個實施例中，所述45°反射鏡，用于將所述激光垂直反射打到被測物上；
[0022]一個實施例中，直流無刷電機，用于帶動光學(xué)元器件旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)單束激光對于目標(biāo)區(qū)域的動態(tài)掃描測距；
[0023]一個實施例中，所述聚焦接收透鏡，用于將打到被測物上的產(chǎn)生的漫反射回波能量進行聚焦接收；
[0024]一個實施例中，所述雪崩光電二極管APD，用于將所述聚焦后的光信號轉(zhuǎn)換為電信號
[0025]一個實施例中，所述的放大電路，用于將所述Aro產(chǎn)生的電信號進行放大，并觸發(fā)計時芯片；
[0026]一個實施例中，所述的計時芯片，可以根據(jù)計時單元測量得到的計時信號，獲取激光飛行時間，根據(jù)所述飛行時間計算各點距離；
[0027]—個實施例中，所述輔助接收測距單元，可以由多個彼此相互獨立分離的聚光接收模塊組成，進一步的，用于接收激光發(fā)射打到地面產(chǎn)生的入射角度范圍在45°和90°之間的測量區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的回波信號；
[0028]一個實施例中，所述輔助接收測距單元的具體數(shù)目，可以是I?11個；
[0029]一個實施例中，所述輔助接收測距單元，又包括，同步計時信號線、聚焦透鏡、光電轉(zhuǎn)換器件、計時芯片；
[0030]一個實施例中，所述的同步計時信號線，可以用屏蔽信號線實現(xiàn)，進一步的，用于將所述掃描式激光測距單元中，激光發(fā)射的時間信號傳輸給計時芯片；
[0031]一個實施例中，所述聚光接收透鏡，可以用特定尺寸的聚焦凸透鏡實現(xiàn)；
[0032]一個實施例中，所述的光電轉(zhuǎn)換器件，可以采用雪崩光電二極管實現(xiàn)；
[0033]一個實施例中，所述的計時芯片，可以根據(jù)計時單元測量得到的計時信號，獲取激光飛行時間，根據(jù)所述飛行時間計算各點距離，進一步的，用于采集所述掃描式激光測距單元中的激光發(fā)射START信號，與光電轉(zhuǎn)換器件產(chǎn)生的STOP信號，并用固定延遲消除計時誤差;
[0034]一個實施例中，行車信息計算單元，可以利用單片機實現(xiàn)，根據(jù)所述掃描式激光測距單元與輔助接收測距單元上傳的各點的距離信息，計算地面各點高度信息，對道路上經(jīng)過掃描斷面的車輛進行檢測，從而實現(xiàn)車輛信息獲取、交通情況調(diào)查的目的。
[0035]利用光線飛行時間，計算各點距離，屬于常識內(nèi)容，不屬于專利保護的內(nèi)容，利用各點距離獲取車輛信息過程屬于行業(yè)內(nèi)的通用知識，不屬于專利保護的內(nèi)容。
[0036]本實用新型實施例提供的一種多接收的激光車輛檢測裝置，通過將發(fā)射與接收光路的分離設(shè)計，可以大幅簡化激光發(fā)射單元，避免激光發(fā)射與接收的相互影響，同時有效提高解決大角度掃描問題，并且降低電機負載，提高電機壽命。從各方面全面提高激光測距交通情況調(diào)查方案。并且檢測精度高，成本低廉，易于推廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:
[0038]圖1為本實用新型實施例中一種多接收的激光車輛檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2為本實用新型實施例中一種多接收的激光車輛檢測裝置中掃描式激光測距單元具體結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實施方式】
[0040]為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖對本實用新型實施例做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。
[0041]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實用新型實施例基于單點激光測距原理，提供一種檢測精度和可靠性高、有效解決激光測距系統(tǒng)電機負載過重和大角度測量效果較差等問題的一種多接收的激光交通情況調(diào)查系統(tǒng)。
[0042]圖1為本實用新型實施例中一種多接收的激光車輛檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實用新型實施例中一種多接收的激光車輛檢測裝置可以包括:
[0043]掃描式激光測距單元101，輔助接收測距單元102，行車信息計算單元103。
[0044]掃描式激光測距單元101，用于產(chǎn)生一束脈沖激光，并利用電機帶動反光鏡旋轉(zhuǎn)，將所述的單束脈沖激光，在空間內(nèi)形成一個垂直于車輛行駛方向的二維掃描面，同時對于經(jīng)原光路返回的脈沖激光，進行接收計時，獲取各點距離信息；
[0045]輔助接收測距單元102，在所述掃描式激光測距的二維掃描面內(nèi)，激光發(fā)射產(chǎn)生大角度反射面且距離較遠的情況下，用于輔助聚焦、接收并放大激光打到被測區(qū)域上產(chǎn)生的漫反射回波能量，獲取大角度、遠距離情況下各點距離信息；
[0046]中控單元103，利用所述各點的距離信息，計算地面各點高度值，獲取道路行車信息；
[0047]圖2為本實用新型實施例中一種多接收的激光車輛檢測裝置掃描式激光測距單元具體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，掃描式激光測距單元又可以包括:
[0048]激光發(fā)射模塊2101，由激光驅(qū)動產(chǎn)生出一束脈沖激光，于此同時，給計時電路發(fā)出START信號，觸發(fā)計時芯片開始計時；
[0049]激光準(zhǔn)直模塊2102，將所述脈沖激光進行準(zhǔn)直之后射出；
[0050]掃描電機模塊2103，用于利用電機帶動反光轉(zhuǎn)鏡2104旋轉(zhuǎn)；
[0051]反光轉(zhuǎn)鏡模塊2104，用于將所述脈沖激光發(fā)射出去，在二維空間內(nèi)，形成一個空間掃描光幕；
[0052]被測物2105，所述脈沖激光打到被測物2105上，激光漫反射產(chǎn)生的回波信號，沿原光路返回；
[0053]聚焦接收透鏡2106，用于將所述2105產(chǎn)生的漫反射信號進行聚焦接收；
[0054]雪崩光電二極管APD2107，用于將所述聚焦透鏡聚焦后的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；
[0055]放大電路2108，用于將所述電信號放大，并利用放大后的電信號，傳給后級計時電路分析處理，觸發(fā)STOP信號；
[0056]掃描式激光測距單元已經(jīng)屬于市面上較為常見的模塊，在行業(yè)內(nèi)屬于通用常識，不屬于本專利的保護范圍。
[0057]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多接收的激光車輛檢測裝置，其特征在于，包括: 掃描式激光測距單元，輔助接收測距單元，中控單元； 掃描式激光測距單元，包括:激光發(fā)射二極管、激光準(zhǔn)直透鏡、45°反射鏡、直流無刷電機、聚焦接收透鏡、雪崩光電二極管APD、放大電路、計時芯片,用于在垂直于車輛行駛方向上形成一個二維掃描面，實現(xiàn)掃描式激光測距功能； 輔助接收測距單元，用于輔助接收激光發(fā)射產(chǎn)生的大角度、遠距離的回波信號； 所述輔助接收測距單元包括同步計時信號線、聚焦接收透鏡、雪崩光電二極管APD、放大電路、計時芯片； 同步計時信號，用于將所述掃描式激光測距單元產(chǎn)生的激光發(fā)射時間信號同步給所述所述輔助接收單元的計時芯片； 聚焦接收透鏡，用于在所述掃描式激光測的二維掃描面內(nèi)，激光發(fā)射產(chǎn)生大角度反射面且距離較遠的情況下，聚焦、接收激光打到被測區(qū)域上產(chǎn)生的漫反射回波能量； 雪崩光電二極管APD，用于將經(jīng)過聚焦后的回波能量轉(zhuǎn)換為電信號； 放大電路，用于將所述電信號放大，并觸發(fā)后級的計時芯片； 計時芯片，用于通過所述的激光發(fā)射時間與所述的激光接收時間完成計時，得到各點的距離信息； 中控單元，利用所述各點的距離信息，計算地面各點高度值，獲取道路行車信息。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多接收的激光車輛檢測裝置，其特征在于，所述輔助接收測距單元的數(shù)量可以是1-5個。
3.如權(quán)利要求1所述的一種多接收的激光車輛檢測裝置，其特征在于，輔助接收測距單元，用于接收激光發(fā)射打到地面產(chǎn)生的入射角度范圍在45°和90°之間的測量區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的回波信號。
4.如權(quán)利要求1所述的一種多接收的激光車輛檢測裝置，其特征在于，同步計時信號線，用于將所述掃描式激光測距單元中，激光發(fā)射的時間信號傳輸給計時芯片。
5.如權(quán)利要求1所述的一種多接收的激光車輛檢測裝置，其特征在于，計時芯片，用于采集所述掃描式激光測距單元中的激光發(fā)射START信號，與光電轉(zhuǎn)換器件產(chǎn)生的STOP信號，并用固定延遲消除計時誤差。
【文檔編號】G08G1/04GK204044362SQ201420413244
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】熊若訥, 鄧永強, 張英杰, 劉一郎, 李康 申請人:武漢萬集信息技術(shù)有限公司