CN106546998A

CN106546998A - 一种用于自动驾驶的传感器

Info

Publication number: CN106546998A
Application number: CN201610931193.1A
Authority: CN
Inventors: 张舒怡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2036-10-31
Also published as: CN106546998B; WO2018077288A1

Abstract

一种用于自动驾驶的传感器，其特征是在交通工具上设置至少一个朝向前方地面的线状激光发射装置1，在交通工具前部低于或高于线状激光发射装置处设置至少一个数字成像模块2，数字成像模块2主要用于将线状激光线1在交通工具前方投影位置的投影线摄入成像模块的CCD或CMOS感光元件上，根据该激光线在感光元件上的位置形状，就能判别激光线在地面的投影线有没有被障碍物遮挡住,线状激光发射装置是至少一个点状激光发射头或张角小的一字线激光发射头将激光信号打在一个高速旋转的柱面或锥面反射镜7上，通过柱面或锥面镜7的旋转反射，在路上形成类似直线的弧线。柱面反射镜7的横截面可以是正多边形或非正多边形的多边形，反射面可以平面或曲面，用激光头打到旋转的柱面反射镜的方法得到的投影线构成线状激光可以保证线的亮度，避免了安装在连续旋转的转盘上的激光头供电线路复杂的问题。

Description

一种用于自动驾驶的传感器

技术领域

本发明涉及一种用于自动驾驶的传感器，主要用于汽车在自动驾驶过程中或辅助驾驶***中检测前方整个投影面上可能碰到的障碍物，也可适应于火车、船舶等交通工具的自动驾驶或辅助驾驶中。

背景技术

目前自动驾驶的汽车正成为研发的热点，对于汽车移动方向（一般是前方）上障碍物的检测主要依赖雷达、激光扫描测距、视频摄像头等方式，其中视频摄像头一般为检测道路标志线、信号灯之类，延伸的使用方式是检测人、其他汽车等（依赖大数据的完善），目前最成功的无人驾驶汽车靠的是LIDAR，即激光雷达传感器，它也被称为无人驾驶汽车的眼睛。LIDAR是个合成词，取自“light”（光）和“radar”（雷达）。顾名思义，此类传感器是靠向物体发出光，通过测量光反射所用的时间来检视周围坏境的。用在无人驾驶汽车上，功能很强大，只是目前LIDAR的设计笨重且价格不菲。谷歌早期的无人驾驶汽车只在LIDAR上就花了8万美元。不仅如此，现在的自动驾驶汽车往往在有明显标志线的结构性道路上行驶，技术并不是很成熟。

发明内容

本发明是这样设计的：

一种用于自动驾驶的传感器，其特征是在交通工具上设置至少一个朝向前方地面的线状激光发射装置1，在交通工具前部低于或高于线状激光发射装置处设置至少一个数字成像模块2，数字成像模块2主要用于将线状激光线1在交通工具前方投影位置的投影线摄入成像模块的CCD或CMOS感光元件上，根据该激光线在感光元件上的位置形状，就能判别激光线在地面的投影线有没有被其他物体（障碍物）遮挡住，除了激光线（合作目标），其他物体（非合作目标）在感光元件上的成像可被忽略。因为一般的障碍物都落地（有脚），尤其汽车的轮子，在前方地面上能被检测到，那么障碍物也就存在。线状激光发射装置1是至少一个点状激光发射头或张角小的一字线激光发射头将激光信号打在一个可以高速旋转的多柱面或多锥面反射镜7上，通过多柱面或多锥面镜7的旋转反射，在路上形成类似直线的弧线。柱面反射镜7的横截面可以是正多边形或非正多边形的多边形，每个柱面或锥面反射面可以至少一个平面或至少一个曲面。

为了保证激光断续点或短线段的连续性，保证线状激光打到路面上的亮点或亮线段的密度，以防车速快时，单个点或线段扫描时会漏掉前后距离短的障碍物，可以用多个并列的点状激光发射头或张角小的一字线激光发射头打在同一个柱面或锥面或相邻两个柱面或锥面上甚至同一个点/线段上。

多个并列的分布在同一个平面上平行或环形分布的点状激光发射头或张角小的一字线激光发射头相互平行可打在同一个柱面或锥面或相邻两个柱面或锥面不同的点/线段上。

多个并列的分布在不同平面上的点状激光发射头或张角小的一字线激光发射头可打在同一个柱面或锥面或相邻两个柱面或锥面不同的点/线段上，或者多个并列的点状激光发射头或张角小的一字线激光发射头不同方向打在同一个点/线段上。

可在朝向远距离、中距离、近距离分别设置的多个（比如三个）不同水平夹角的线状激光装置1。

所述的线状激光发射装置还带有上下角度偏转机构，偏转机构转动时将线状激光装置发射的线状激光朝向前方不同的水平角度。

所述的线状激光发射装置还带有升降机构，升降机构能调整线状激光发射装置位于交通工具上的高度。

所述的线状激光发射装置也可安装在交通工具上的固定高度。

数字成像模块大致设置的位置是交通工具的半高位置，可以兼顾成像模块的视角。

一般线状激光发射装置设置在交通工具顶部，所发出的线状激光朝向交通工具前下方，反射出的线状激光的投射面垂直于交通工具的中轴线所在的平面。

用激光头打到旋转的柱面反射镜的方法得到的投影线构成线状激光可以保证线的亮度，避免了安装在连续旋转的转盘上的激光头供电线路复杂的问题。

附图说明

图1（a、b、c、d）为前方障碍物判别示意图（其中a’、b’、c’、d’分别为a、b、c、d的成像示意图）。

图2为本发明前方障碍物距离计算原理图。

图3为本发明的线状激光发射装置结构示意图。

图4（a、b、c）为激光线在转动过程中照射的方向示意图。

图5（a、b）为可变换水平夹角的线状激光发射装置的示意图，其中5（a）为侧视图、5（b）为俯视图。

图6为另一种可变换水平夹角的线状激光发射装置的反射镜示意图。

图7（a、b）~8（a、b、c）为升降杆工作示意图（8c为局部放大图）。

图9为一种升降架示意图。

实施例：

在交通工具上设置至少一个朝向前方地面的线状激光发射装置1，在交通工具前面板附近低于或高于线状激光发射装置处设置至少一个数字成像模块2，大致设置的位置是交通工具的半高位置，可以兼顾成像模块的视角，数字成像模块主要用于将线状激光线在交通工具前方投影位置的投影线摄入成像模块的CCD（或CMOS）感光元件上，根据该激光线在感光元件上的位置形状，就能判别激光线在地面的投影线有没有被其他物体（障碍物）遮挡住，除了激光线（合作目标），其他物体（非合作目标）在感光元件上的成像可被忽略。因为一般的障碍物都落地（有脚），尤其汽车的轮子，在前方地面上能被检测到，那么障碍物也就存在。

线状激光发射装置1是至少一个点状激光发射头12或张角小的一字线激光发射头11将激光信号打在一个可以高速旋转的多柱面或多锥面反射镜7上，通过多柱面或多锥面反射镜7的旋转反射，在路上形成类似直线的弧线。如图3、4，柱面反射镜7的横截面可以是正多边形或非正多边形的多边形，每个柱面或锥面反射面可以至少一个平面或至少一个曲面，反射镜7本身是一个柱体或台体，反射面位于柱体或台体的侧面（图中7标示指向处）。

为了保证激光断续点或短线段的连续性，保证线状激光打到路面上的亮点或亮线段的密度，以防车速快时，单个点或线段扫描时会漏掉前后距离短的障碍物，可以用多个并列（平行或放射状排列、扇形排列）的点状激光发射头或张角小的一字线激光发射头打在同一个柱面或锥面或相邻两个柱面或锥面上甚至同一个点/线段上。

激光发射头或张角小的一字线激光发射头可以每个朝向都不同。

激光发射头或张角小的一字线激光发射头还可以几个一组，一组朝向相同，各组朝向不同。

张角小的一字线激光发射头11没有在附图中标示，设置点状激光发射头12的地方均可标示为张角小的一字线激光发射头11，一字线激光发射头11的张角均垂直于交通工具的中轴线所在的面。

无障碍时，地面上的激光线稳定投影在固定位置（因为马路有一定的斜度，投影的激光线并不一定是一直线），如图1a/1a’，有障碍凸起时，一部分激光线照在凸起的障碍上，其在成像模块上的投影会上移（记录下首次上移的时间），如图1b/1b’、1c/1c’，根据上移的偏移量，能计算出障碍物的距离，并根据交通工具移动速度，可计算交通工具多长时间会遇到该障碍，交通工具应该如何动作，如果前方道路上有坑（台阶），那么在预期位置上应该有的激光线就会下移或者看不见，如图1d/1d’，这种情况也表明前方有障碍，不能跨越（也可通过计算下移的偏移量，根据经验值确定这个落差交通工具能通过）。

进一步，根据线状激光发射头的斜向下的角度、感光元件上的线状激光线投影位置，甚至能够计算出障碍物离交通工具的位置，如图2线状激光发射装置的出光处为A（离地高度为AB），射出的光线照到路面上D点，一旦遇到路上的障碍物（比如一个路障），部分光会被挡住，在L处出现亮点（线段），成像装置的镜头E中心点为O，该点离地高度为OG；感光元件C（CCD）水平方向对应O点处为Q点，D点在Ｃ上的成像处为Ｒ点，L点在Ｃ上的成像处为Ｐ点（其实D、L、N、R、P点并不在一个平面上，图中为这些点的投影面），DR与障碍物LM（取其高度）相交于N点，AD与地面的夹角为α，DR与地面的夹角为β。根据焦距与放大倍数计算所得的放大比例为k，的其中AB、OG、GB、OQ为已知（固定值），RQ、PQ根据像素点的密度（及像素点间隔的距离），在C上绝对的长度可以计算得知，实际长度（代入下来公式时）还要乘上放大比例k，看做可知（已知），假设障碍物LM离D的距离为x，即DM的长度为x则，图中方便起见默认放大比例k为1：

∵ tgβ=MN/DM= RQ/OQ= OG/DG

∴ DG= OG*OQ/RQ

∵ tgα= AB/DB 即tgα=AB/（DG+GB）= AB/（OG*OQ/RQ +GB）

∵ LN=LM-MN= x*（tgα- tgβ）

∵（DG-DM）/OQ=LN/RP 即（DG-x）/OQ=LN/RP

∴（DG-x）/OQ= x*（tgα- tgβ）/RP

即（DG-x）/OQ= x*（AB/（DG +GB）- RQ/OQ）/RP

x=(RP*DG/ ((AB*OQ/(DG+GB))-(RQ-RP))

其中RQ-RP=PQ，所以简化后：

x=RP*DG/ (AB*OQ/(DG+GB)-PQ); DG=OG*OQ/RQ

∴x=RP*OG*OQ/(RQ*(AB*OQ/(OG*OQ/RQ+GB)-PQ))

DG-x即OG*OQ/RQ-RP*OG*OQ/(RQ*(AB*OQ/(OG*OQ/RQ+GB)-PQ))为障碍物离交通工具前端（镜头）的距离。

根据当时的交通工具的速度及刹车距离，计算出交通工具还能前行多久（或多少距离）就需要改变方向，并根据障碍物左右两侧的情况确定往左右或者后方哪个方向移动，或者根据移动趋势变更移动方向为左后或者右后。

对于汽车等多数交通工具，数字成像模块2大致设置的位置是交通工具的半高位置，可以将线状激光发射装置1设置在汽车的顶部，可以兼顾成像模块的视角。对于火车或轮船一类惯性大的交通工具，近距离检测不一定有意义（停不住），也可将数字成像模块2甚至在顶部，线状激光发射装置1设置在靠近地面（或水面）的地方。

可在朝向远距离、中距离、近距离分别设置的多层（比如三层）不同水平夹角的激光发射头，分层由高至低叠合在一个箱体10内，每层激光发射头的激光颜色最好不同。

可在朝向远距离、中距离、近距离分别设置的多个（比如三个）不同水平夹角的线状激光装置1，分层由高至低叠合在一个箱体10内且同一根轴72一起旋转，或者各自有各自的箱体10，各自根据需要旋转。线状激光发射装置1可设置上下角度偏转机构，偏转机构转动时将线状激光装置1发射的线状激光朝向前方不同角度。根据交通工具（汽车）的速度，自动控制这个线状激光发射装置1（与地面之间的）水平夹角，交通工具速度越快，夹角越小，这个角度偏转机构可以是上下转动机构或摆动机构。驱动偏转（旋转）的驱动轴51可由带或不带减速机构的步进电机或伺服电机（舵机）驱动。角度偏转机构也可以一端（或中部）圆形可旋转方式固定，另一端（或中部）用一根由螺母驱动的丝杆升降，这种方式可用普通直流电机加码盘控制或步进电机驱动。转动机构或摆动机构5能将线状激光转动一些角度，通过转动，将线状激光传递到前方水平方向不同角度，比如自动驾驶（或带辅助驾驶装置）的车辆根据速度及安全刹车距离，需要检测远处（比如100米开外）还是中距离（30~50米），近处（10米以内）不同的障碍，这种转（摆）动方向是将激光线由近至远的转动，这个转（摆）动方向是向上转（摆）动至能将线状激光照射至交通工具前方等高的范围，可通过这个转（摆）动检测前方道路有没有低于车辆高度的横梁、树枝等障碍。

当然线状激光发射装置1也可不设置上下角度偏转机构，线状激光发装置朝向固定角度，可设置多层朝向不同方向的激光发射头，如依次设置了四层，通过反射镜7反射后分别朝向前偏上（检测交通工具得最高点是否会碰撞前方的桥梁、隧道等），前偏下（100米左右距离）、中距离（50米左右）、前下方（近距离）。

因为本发明的反射面的转动特性，多柱面或多锥面反射镜7不一定全是柱面或锥面，也可柱面到多锥面切换，如图5，或可柱面到锥面间隔布置，如图6。一个或多个同一个面或不同面设置的点状激光发射头12或张角小的一字线激光发射头11射向的多种不同弦长的横截面、（弦长影响激光反射后投射线状激光的长度、锥面的角度影响线状激光的反射后的投射距离），且存在多个不同角度锥面（锥面与水平面的夹角有多种（比如每个面角度都不一样，从激光反射后朝向前下方至朝向偏前上方）的反射镜7、反射镜周边或者只有几个（连续或间隔）反射面（包括角度与激光照射处横截面的弦长）一样，如图6，那么在前方的投影线（断续线）就有多条、朝向前方不同角度（弦长影响激光反射后投射线状激光的长度、锥面的角度影响线状激光的反射后的投射距离），可省去整套线状激光发射装置的上下角度偏转机构，这种结构的反射镜7的旋转轴72上最好设置码盘一类的定位装置，知道目前朝向前方的反射镜7的反射面角度，也就知道正常情况（无障碍时、地表平坦）下线状激光在成像模块2上应该的成像位置。

点状激光发射头12或张角小的一字线激光发射头11可设置在反射镜7的上方（设置在上方的好处是激光头前可省去透光面板，激光头上相对而言不容易粘灰尘）或下方，在下方时箱体10可与整个线状激光发射装置的底座设置在一起（如图3）。在上方时箱体10的支撑杆73可设置在不影响激光发射和反射的任意位置，图3、5中旋转轴72设置的部位也可设置固定杆，将反射镜71的旋转电机设置在反射镜7内部，最好采用外转子电机(比如盘式电机)，这种情况下，固定杆可替代支撑杆73。

旋转轴72并不一定必须垂直于水平面，前后倾斜也可。

所述的线状激光发射装置1可设置在交通工具的顶盖上，或者用固定支架（顶杆）支起，或者还包含一线状激光发射装置1的升降机构（可调节线状激光发射装置1在交通工具上的高度）。另外为了交通工具的气动性能，箱体10或框架（指不含在箱体10内的部件）迎风（或漏风）的一面形状应符合空气动力学的设计。对于加载在升降机构的线状激光发射装置在升降前后需朝向的水平倾角可通过水平仪加电机驱动的角度旋转调整装置调整角度或通过机械陀螺仪的方式悬挂，不论升降杆顶端倾斜或升降的角度不同，整套线状激光发射装置1均朝向前下方固定位置。

可将升降杆设置在汽车的A柱（或B、C柱）内，可单侧设置在一根柱内，升降杆本身呈倒“L”形，或设置在两侧的两个柱内（升降机构9的驱动轴从一侧延伸至另一侧，或者两侧均有同步旋转的驱动电机），升降杆本身呈“n”形，还可单杆呈“T”形，从发电机箱或行李箱内升降（可将此杆尽可能细，最小限度不影响视界），甚至考虑到反射装置的转动特性，“T”形升降杆也可设置在汽车的单侧A柱（或B、C柱）内，不一定设置在中轴线上。

升降杆本身有齿或螺纹，升降机构9为电机驱动的齿轮或螺杆可如显微镜镜台（或镜头）升降的方式提升线状激光发装置1的高度。

升降机构如果用支架（顶杆）支起，这个支架还可设置为电动（或液压或气压）升降支架，如电动升降的天线或升降桅杆一样在汽车高速行驶时，为了在激光信号打得很远（100米左右）时，在成像模块清楚地分辨路上的点还是障碍物上的点，为了拉大LN点之间的距离，可将线状激光发射装置出光处大幅度升降提高。电动升降的天线或升降桅杆有成熟的技术，但电动机驱动升降时最好采用码盘或孔式（用光电对管或机械开关计数）发条（卷绕）这种省空间的方式，知道线状激光发射装置的高度，或者可通过检测开关直接升降至最大高度（固定值），下降也通过开关检测。如图7、8，桅杆可以在中低速行驶时放下倒伏在车顶上（便于减少行驶阻力、降低车高便于进车库等），高速行驶时，桅杆通过一根或两根（两侧各一根）顶92顶起，顶杆92可以是电动或者气动或者液压驱动，如图7，也可如图8以大减速比的齿轮驱动桅杆底部的齿轮91（局部齿），桅杆底部还有一凸起95，在桅杆的极限高度时顶住（小）汽车的C柱或后顶梁，桅杆不再向后倒。桅杆可以是一根(“T”形)，也可是“n”形两根（为了不妨碍天窗）。

还可以在交通工具顶部设置一个平台式整体上升或下降的升降台（架），线状激光发射装置设置在升降台（架）上方（或下挂在顶端），如图9，升降驱动电机（带外壳）96驱动一个丝杆93，丝杆93远端为光杆，通过轴承97固定值升降台的一侧，近端通过驱动设置在升降台另一侧的螺母94推动升降台（架）上升或下降，这种升降机构的好处是线状激光发射装置1的朝向不用改变，而且带自锁功能。

所谓数字成像模块主要为包括摄像头、数字成像元器件（CCD或CMOS阵列）、输入输出电路、数字处理模块（DSP）等部件集成在一起的摄像***，典型的应用比如相机、光学鼠标的成像及处理***、手机的摄像头***等，摄像头最好采用广角摄像头，在成像模块的前端还可设置滤光镜、偏振片，当然也可将滤光镜、偏振片集成在成像模块内（摄像头后），这个数字成像模块也可在同一平面上设置多个，比如左右各一个，以扩展视角。数字成像模块不一定设置在交通工具外壳上，也可在外壳上开孔（窗口）、成像装置向交通工具内部缩进一段距离。镜头为了防尘，可设置透光性好的玻璃（或树脂）片遮挡，或用滤光镜、偏振片挡灰，为了避免对面来车的灯光照射引起的曝光过度，还可在镜头前或后安装所谓的红外截止滤光片，该滤光片也可采用窗口方式（打开或关闭）或升降或平移方式，一般在晚间使用，即白天将滤光片移去，晚上移进。

成像装置2可以设置多个，比如一个长焦21，一个广角，中远距离采用长焦的，近处用广角的，长焦相机21（成像装置）设置在底盘附近高度，广角设置在汽车半高位置附近。为了提高成像装置处理数据的速度（帧/每秒），可以针对远处（约100米）、中距离（约50米）、近处（10米左右），分别设置一个成像装置，每个成像装置分别跟踪处理远处、中距离、近处三段激光线的变化情况，因为可以根据经验值，大致在感光传感器上划定激光线成像的范围，且因为固定的距离（比如50米）有固定的视角β,在成像传感器的投影R与Q之间的距离RQ是固定的，而激光在障碍物上的照射点L在成像传感器的投影P点只会处于R点以下，从R点出向Q点移动，直至越过Q点继续向下或移动过程中消失（低于视角或者移出监控道路范围）,那么DSP就可主要处理R到Q点（线）之间的一个较小的成像传感器监控区域，当然，为了兼顾道路的倾斜度及监控道路上的凹陷，或者因为汽车行驶过程中的抖动造成的成像位置移动，需适当加大些R点的高度范围，较小的数据处理量保证速度（成像间隔时间）。

现有的高分辨率CCD或CMOS（主要是CMOS）的成像传感器单个像素的大小尺寸约几个微米（目前手机上的堆栈式CMOS已经能做到1微米），如果在100米的远距离成像（假设激光线出光处高度1.6米，成像装置处高度0.3米，焦距长约36厘米），通过计算，比如在97米处激光线遇到凸起的障碍物，其成像位置仅上移约3个像素的长度（约14微米），在95米处激光线遇到凸起的障碍物，其成像位置仅上移约5个像素的长度（约23微米），在90米处激光线遇到凸起的障碍物，其成像位置仅上移约10个像素的长度（约48微米），为了保证障碍物上的激光线与地面上的激光线能够在成像传感器上分辩，需要采取些措施，比如加大成像装置的焦距，加大成像装置与线状激光发射装置出光处的距离，尤其是线状激光发射装置出光处的高度，用升降装置将线状激光发射装置抬高，这就是前述的为线状激光发射装置1增加升降装置的原因。

当然也可将成像模块位置降低，接近地面，但接近地面处灰尘较大，对成像装置有灾难性影响，本来安装在汽车前部的成像模块的镜头也需要经常清洁，可在镜头前安装一个擦洗装置，比如升降或雨刮器样的偏转滚筒或刷子，刷子（刷毛或刷条）用柔性材料，以免对镜头造成大的伤害；或者在镜头前再装一块平板装的玻璃，用于挡灰，并且清洗容易且耐磨。

线状激光线在CMOS或CCD像素点上的成像并不是单纯的一直线，比如公路呈一定的斜坡（中间高、两边低），通过转动或抖动发出的线状激光呈现的是圆弧线，在图像信息处理时，这样的线段也应该能在知识库中被认为是合作目标被识别，包含路上的坑坑洼洼，在汽车的速度范围内可以被自动驾驶容许的线段偏离范围，等等这些数值需通过反复测试，建立在自动驾驶的知识库中。即便是激光，成像后还是有边缘模糊的状况，距离越远越严重（线段越宽），也需要进行响应的降噪、平滑、二值化处理等，如何取得较精确的距离值，可通过构建各个固定距离的激光线的成像特征，兼顾天气情况（亮度），提取相关的经验值，取得近似的质心（连线）建立在知识库中。另外汽车行驶过程中会抖动，但图像处理中的防抖已经有成熟技术（如相机），且车体抖动时，成像模块与线状激光发射装置是同步抖动的。现在的长焦相机的镜头一般有多片光学镜头组成，不能简单地依据相似三角形计算（前面的计算方式只是为了说明原理），有一定的比例关系（与相机的焦距、放大倍数有关），这个比例可以在实际应用时根据相机供应商提供的数据或者测量固定长度时所得到的经验数据加以计算。对于平整的道路来说，不同的距离，线状激光投射的线段在成像模块上的投影位置是固定的，但当路面不平，处于上坡或下坡的起始点前或坡度不固定的坡道时，投影位置就会偏离。

同一个线状激光发射装置1发射的线状激光在不同的距离上投影的激光线长度不同，距离越长激光线也越长，可在成像元件设置一个虚拟边框，用以表示车辆的宽度，类似于现在的后视倒车视频上显示车体宽度的梯形边框，激光线在这个边框外的变形可以忽略，当然可以测量边框外的的激光线变形是否有向边框内移动的趋势，如果有，说明障碍物有可能会与车辆碰撞，车辆就应该减速或预警；对于交通工具来说就是建立一个交通工具前进方向上的投影边框。

进一步：可以在线状激光发射装置的两侧分别按照两套朝向车辆近处两侧边界外的一字线激光发射头（或者用一个大扩束角的线状激光发射装置），用于检测车辆近处有没有人、动物及其它物体在快速向本车的车道移动，或者只能车辆转弯时提前预判转过去的车道是否有障碍。

本发明整套***不仅安装朝向交通工具的前方，也可朝向交通工具的后方（辅助倒车或向后预警）或朝向交通工具的左右（或左前、右前、左后、右后）方向，辅助超车或转弯。还可在汽车的侧面(比如车体两侧或反光镜支架上（不能转动处）竖向安装朝向前方的线状激光，以表示汽车的宽度，并通过照射，并检测成像模块的两侧来确定前方有没有东西（或人、动物或空中的树枝）进入交通工具行驶的车道内，同样可靠起见，也可在车辆底盘附***行于底盘发射向前方（平行地面或向前上方或覆盖轮子前下方）的激光线，通过成像或反射（测距或仅检测信号）的方式进一步检测前方障碍。

对于自动驾驶的船舶来说，因为有水浪的波动，投影在前方的就不是一条直线，可以根据波浪的高度设置一定的偏移量进行比较；对于火车，因为路基与轨道的关系，投影线也不是直线，可以根据整列火车的底盘高度及宽度建立的虚拟边框进行比较。

Claims

1.一种用于自动驾驶的传感器，其特征是在交通工具上设置至少一个朝向前方地面的线状激光发射装置(1)，在交通工具前部低于或高于线状激光发射装置(1)处设置至少一个数字成像模块(2)，数字成像模块(2)主要用于将线状激光线(1)在交通工具前方投影位置上的投影线摄入成像模块的CCD或CMOS感光元件上，所述的线状激光发射装置(1)是至少一个点状激光发射头(12）或张角小的一字线激光发射头(11)将激光信号打在一个高速旋转的柱面或锥面反射镜(7)上，通过柱面或锥面镜(7)的旋转反射，在路上形成类似直线的弧线,反射镜(7)的横截面可以是正多边形或非正多边形的多边形，反射镜（7）的反射面可以平面或曲面，一字线激光发射头（11）的张角均垂直于交通工具的中轴线所在的面。

2.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶的传感器，其特征是所述的点状激光发射头(12）张角小的一字线激光发射头（11）有多个，多个并列的点状激光发射头（11）或张角小的一字线激光发射头（12）打在反射镜（7）的同一个柱面或锥面或相邻两个柱面或锥面上同一个点/线段上或不同的点/线段上。

3.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶的传感器，其特征是所述的线状激光发射装置(1)还设置一个箱体(10)围住点状激光发射头(12)或张角小的一字线激光发射头(11)，激光发射头朝向的箱体(10)处可敞开或设置透光的面板。

4.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶的传感器，其特征是所述的多柱面或多锥面反射镜7存在可柱面到多锥面切换，或可柱面到锥面间隔布置。

5.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶的传感器，其特征是所述的线状激光发射装置(1)还带有升降机构，升降机构能调整线状激光发射装置(1)位于交通工具上的高度。

6.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶的传感器，其特征是所述的线状激光发射装置(1)安装在交通工具上的固定高度。