CN106597471B - 具有透明障碍物自动检测功能的车辆及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有透明障碍物自动检测功能的车辆及其工作方法，所述车辆使用透明物检测装置，所述透明物检测装置包括：光源，所述光源用于发出检测光；探测器，所述探测器将接收到的穿过空气的检测光在目标物上的反射光转换为第一电信号，并送分析模块；分析模块，所述分析模块用于去除所述检测光的信号同特征的信号而获得差别信号，并根据所述差别信号获知所述目标物是否为透明物。本发明具有精度高、结构简单、低成本等优点。
Description
技术领域
本发明涉及光电分析，特别涉及具有透明障碍物自动检测功能的车辆及方法。
背景技术
激光雷达作为一种新型的测距手段，具有测量速度快、获取的数据精度高、实时性强等优点，能适应光照、雨雪等复杂天气环境，被广泛应用于无人驾驶障碍物检测中。激光雷达以激光为发射源，通过激光器发射激光脉冲信号，并通过测量从物体(障碍物)反射的激光脉冲回波信号的延时来获得目标物体的距离。
目前，在应用激光雷达装置的无人驾驶车辆中，由于玻璃类障碍物反射非常小，在对激光脉冲回波信号进行分析时，玻璃类障碍物反射信号通常作为***噪声处理，无法有效检测玻璃类透明障碍物，这对无人驾驶带来了潜在的危险。
发明内容
为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种可靠、精度高、体积小的透明物检测装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种透明物检测装置，所述透明物检测装置包括：
光源，所述光源用于发出检测光；
探测器，所述探测器将接收到的穿过空气的检测光在目标物上的反射光转换为第一电信号，并送分析模块；
分析模块，所述分析模块用于去除所述第一电信号中和所述检测光的信号同特征的信号而获得差别信号，并根据所述差别信号获知所述目标物是否为透明物：若所述差别信号是周期性变化信号，所述目标物为透明物；若所述差别信号不是周期性变化信号，所述目标物不是透明物。
根据上述的透明物检测装置，可选地，所述光源还发出脉冲光，在相邻两个脉冲之间发出所述检测光；
所述探测器将接收到的所述脉冲光在目标物上的反射光转换为第二电信号，并送所述分析模块；
分析模块根据光源发出脉冲光和接收到该脉冲光的反射光间的时间差Δt得出检测装置和目标物间的距离C为光速，v为探测器向着所述目标物移动的速度。
根据上述的透明物检测装置，可选地，所述透明物检测装置进一步包括：
提示模块，所述提示模块用于在所述差别信号是周期性变化信号时发出提示。
根据上述的透明物检测装置，优选地，所述光源是半导体激光器。
本发明的目的还在于提供了一种具有透明障碍物自动检测功能的车辆，该发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种具有透明障碍物自动检测功能的车辆，所述车辆包括制动装置、转向装置；所述车辆进一步包括：
障碍物检测装置，所述障碍物检测装置采用上述的透明物检测装置；
所述障碍物检测装置的输出端连接所述制动装置和/或所述转向装置。
根据上述的车辆，优选地，所述障碍物为玻璃。
根据上述的车辆，可选地，当所述障碍物检测装置测得的自动车辆和障碍物间的距离d小于第一阈值时，向所述制动装置发出制动指令或向所述转向装置发出转向指令。
本发明的目的还在于提供了一种上述车辆的工作方法，该发明目的通过以下技术方案得以实现：
根据上述的车辆的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：
(A1)光源向着车辆前进方向发出检测光；
(A2)检测光在障碍物上被反射，反射光被探测器接收，转换出的第一电信号传送到分析模块；
(A3)分析模块去除所述第一电信号中和所述检测光的信号同特征的信号而获得差别信号，并根据所述差别信号获知障碍物是否为透明物；
若所述差别信号是周期性变化信号，所述障碍物为透明物；
若所述差别信号不是周期性变化信号，所述障碍物不是透明物。
根据上述的工作方法，可选地，所述工作方法还包括以下步骤：
(B1)所述光源发出脉冲光，在相邻两个脉冲之间发出所述检测光；
(B2)所述探测器将接收到的所述脉冲光在障碍物上的反射光转换为第二电信号，并送分析模块；
(B3)分析模块根据光源发出脉冲光和接收到该脉冲光的反射光间的时间差Δt得出障碍物检测装置和障碍物间的距离C为光速，v为障碍物检测装置向着所述障碍物移动的速度；
当所述距离d小于第一阈值时，向所述制动装置发出制动指令或向所述转向装置发出转向指令。
根据上述的工作方法，可选地，在步骤(B3)中：
当所述距离d大于第二阈值时，提示地面有凹坑；所述第二阈值为正常情况下障碍物检测装置与地面间的距离；
当所述距离d不大于所述第二阈值时，提示地面有凸起障碍物；
若第二电信号小于第三阈值，提示地面湿滑。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.可靠性好
利用反射光和检测光间的(扣除反射光中与检测光相同特征的信号)差别，根据差别去判定目标物是否为透明物，可靠性好，结构紧凑，体积小；
2.安全
透明物有效地检测车辆行进方向上是否存在透明障碍物，提高了车辆行驶的安全性；
3.功能全
障碍物检测装置不仅能检测障碍物是否为透明物，还可以判定是否是凸起物、凹坑和湿滑路面。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明实施例1的透明物检测装置的结构简图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
本发明实施例的具有透明障碍物自动检测功能的车辆，所述车辆包括：
制动装置、转向装置，这些装置都是本领域的现有技术，在此不再赘述；
图1示意性地给出了本发明实施例的透明物检测装置的结构简图，如图1所示，所述透明物检测装置包括：
光源，如可调谐半导体激光器，所述光源用于发出脉冲光、检测光，在相邻两个脉冲之间发出检测光；
探测器，所述探测器将接收到的穿过空气的检测光在障碍物上的反射光转换为第一电信号，将接收到的穿过空气的脉冲光在障碍物上的反射光转换为第二电信号，并送分析模块；
分析模块，所述分析模块用于去除所述第一电信号中和所述检测光的信号同特征的信号而获得差别信号，并根据所述差别信号获知所述目标物是否为透明物：若所述差别信号是周期性变化信号，所述目标物为透明物；若所述差别信号不是周期性变化信号，所述目标物不是透明物；
所述分析模块还根据光源发出脉冲光和接收到该脉冲光的反射光(即输出第二电信号时)间的时间差Δt得出检测装置和目标物间的距离C为光速，v为探测器向着所述障碍物移动的速度；
提示模块，所述提示模块用于在所述差别信号是周期性变化信号时发出目标物是透明物的提示；
所述障碍物检测装置的输出端连接所述制动装置和/或所述转向装置，如在所述距离d小于第一阈值时(此时车辆与目标物间的距离太近，不安全)，向所述制动装置发出制动指令或向所述转向装置发出转向指令，从而避开障碍物。
本发明实施例的具有透明障碍物自动检测的车辆的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：
(A1)光源向着车辆前进方向发出脉冲光和检测光，在相邻两个脉冲之间发出检测光；
(A2)检测光在障碍物上被反射，反射光被探测器接收，转换出的第一电信号，脉冲光在障碍物上被反射，反射光被探测器接收，转换出的第二电信号第一和第二电信号传送到分析模块；
(A3)分析模块去除所述第一电信号中和所述检测光的信号同特征的信号而获得差别信号，并根据所述差别信号获知障碍物是否为透明物；
若所述差别信号是周期性变化信号，所述障碍物为透明物；提示模块在所述差别信号是周期性变化信号时发出障碍物是透明物的提示；
若所述差别信号不是周期性变化信号，所述障碍物不是透明物；
所述分析模块还根据光源发出脉冲光和接收到该脉冲光的反射光(即输出第二电信号时)间的时间差Δt得出检测装置和目标物间的距离C为光速，v为探测器向着所述障碍物移动的速度；
如在所述距离d小于第一阈值时，分析模块向所述制动装置发出制动指令或向所述转向装置发出转向指令，从而避开障碍物；
当所述距离d大于第二阈值时，利用所述提示模块(或其他提示装置)提示地面有凹坑；所述第二阈值为正常情况下障碍物检测装置与地面间的距离；
当所述距离d不大于所述第二阈值时，利用所述提示模块(或其他提示装置)提示地面有凸起障碍物；
若第二电信号小于第三阈值，表明此时接收到的第二光信号很弱，利用所述提示模块(或其他提示装置)提示地面湿滑。
实施例2：
根据本发明实施例1的车辆及方法的应用例。
在该应用例中，光源采用可调谐二极管激光器，在发出脉冲光的间隙利用锯齿波电流去调谐激光器以发出检测光；如障碍物为透明物，第一电信号反映了检测光的反射光的特点：是在衰减的检测光的基础上叠加了周期性变化信号，周期性变化信号如正弦波信号反映了障碍物是否为透明物，衰减的检测光与初始的检测光具有相同的特征，须去除；使用滤波器去除第一电信号中的低频成分，也即去除第一电信号中和初始的检测光具有相同的特征的信号，差别信号是白噪声或周期性信号，从而获知障碍物是否为透明物。
在车辆的工作方法中：
利用滤波器去除所述第一电信号中和所述检测光的信号同特征的信号而获得差别信号，并根据所述差别信号获知障碍物是否为透明物：
若所述差别信号是周期性变化信号，如正弦波信号，所述障碍物为透明物，如玻璃；提示模块在所述差别信号是周期性变化信号时发出提示；
若所述差别信号不是周期性变化信号，如白噪声，所述障碍物不是透明物。
Claims (10)
1.一种透明物检测装置，其特征在于：所述透明物检测装置包括：
光源，所述光源用于发出脉冲光和检测光，所述脉冲光用于得出检测装置和目标物间的距离，所述检测光用于检测所述目标物是否为透明目标物，所述光源为可调谐半导体激光器；
探测器，所述探测器将接收到的穿过空气的检测光在目标物上的反射光转换为第一电信号，并送分析模块；
分析模块，所述分析模块用于去除所述第一电信号中和所述检测光的信号同特征的信号而获得差别信号，并根据所述差别信号获知所述目标物是否为透明物：若所述差别信号是周期性变化信号，所述目标物为透明物；若所述差别信号不是周期性变化信号，所述目标物不是透明物。
2.根据权利要求1所述的透明物检测装置，其特征在于：所述光源还发出脉冲光，在相邻两个脉冲之间发出所述检测光；
所述探测器将接收到的所述脉冲光在目标物上的反射光转换为第二电信号，并送所述分析模块；
分析模块根据光源发出脉冲光和接收到该脉冲光的反射光间的时间差Δt得出检测装置和目标物间的距离C为光速，v为探测器向着所述目标物移动的速度。
3.根据权利要求1所述的透明物检测装置，其特征在于：所述透明物检测装置进一步包括：
提示模块，所述提示模块用于在所述差别信号是周期性变化信号时发出提示。
4.根据权利要求1所述的透明物检测装置，其特征在于：所述光源是半导体激光器。
5.一种具有透明障碍物自动检测功能的车辆，所述车辆包括制动装置、转向装置；其特征在于：所述车辆进一步包括：
障碍物检测装置，所述障碍物检测装置采用权利要求1-4任一所述的透明物检测装置；
所述障碍物检测装置的输出端连接所述制动装置和/或所述转向装置。
6.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于：所述障碍物为玻璃。
7.根据权利要求5所述的车辆，其特征在于：当所述障碍物检测装置测得的自动车辆和障碍物间的距离d小于第一阈值时，向所述制动装置发出制动指令或向所述转向装置发出转向指令。
8.根据权利要求5-7任一所述的车辆的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：
(A1)光源向着车辆前进方向发出检测光；
(A2)检测光在障碍物上被反射，反射光被探测器接收，转换出的第一电信号传送到分析模块；
(A3)分析模块去除所述第一电信号中和所述检测光的信号同特征的信号而获得差别信号，并根据所述差别信号获知障碍物是否为透明物；
若所述差别信号是周期性变化信号，所述障碍物为透明物；
若所述差别信号不是周期性变化信号，所述障碍物不是透明物。
9.根据权利要求8所述的工作方法，其特征在于：所述工作方法还包括以下步骤：
(B1)所述光源发出脉冲光，在相邻两个脉冲之间发出所述检测光；
(B2)所述探测器将接收到的所述脉冲光在障碍物上的反射光转换为第二电信号，并送分析模块；
(B3)分析模块根据光源发出脉冲光和接收到该脉冲光的反射光间的时间差Δt得出障碍物检测装置和障碍物间的距离C为光速，v为障碍物检测装置向着所述障碍物移动的速度；
当所述距离d小于第一阈值时，向所述制动装置发出制动指令或向所述转向装置发出转向指令。
10.根据权利要求9所述的工作方法，其特征在于：在步骤(B3)中：
当所述距离d大于第二阈值时，提示地面有凹坑；所述第二阈值为正常情况下障碍物检测装置与地面间的距离；
当所述距离d不大于所述第二阈值时，提示地面有凸起障碍物；若第二电信号小于第三阈值，提示地面湿滑。
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