CN109709566A - 曲面地形障碍物监测的装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种曲面地形障碍物监测的装置，包括：激光测距机(1)，用于沿曲面地形上方按预设角度范围发射激光信号，并接收返回的激光信号；转台(2)，用于控制激光测距机(1)转动；升降装置(3)，用于控制激光测距机(1)的高度，使得激光测距机(1)发射的激光信号的扫描轨迹为曲线。

Description

曲面地形障碍物监测的装置

技术领域

本公开涉及激光测量技术领域，具体地，涉及一种曲面地形障碍物监测的装置。

背景技术

随着我国交通建设的不断发展，道路建设的范围也越来越广。对于经过山区和隧道洞口的道路，由于落石、泥石流等的危害，均有可能造成道路损毁，对交通安全造成重大影响，因此，需要对道路上随时可能出现的对道路安全造成威胁的障碍物进行监测和清除。

激光雷达可以监测路面障碍物，防止落石或山体滑坡等危害道路，避免道路危险。传统的二维雷达仅能扫描直线及平面，若遇复杂地形地貌则无法发挥有效作用，需将待监测地形按平面切分，布置多个雷达进行监测，耗费更多的成本。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种曲面地形障碍物监测的装置，扩展了传统二维雷达的适用范围，使其可以适用于复杂地貌，减少复杂地貌上二维雷达的使用数量，至少解决以上技术问题。

(二)技术方案

本公开提供了一种曲面地形障碍物监测的装置，包括：激光测距机，用于沿所述曲面地形上方按预设角度范围发射激光信号，并接收返回的所述激光信号；转台，用于控制所述激光测距机转动；升降装置，用于控制所述激光测距机的高度，使得所述激光测距机发射的所述激光信号的扫描轨迹为曲线。

可选地，所述曲面地形障碍物监测的装置还包括：弹簧，用于使所述激光测距机保持平衡；测距机支架，用于支撑所述激光测距机。

可选地，所述升降装置控制所述激光测距机的高度还包括：根据所述曲面地形为所述升降装置设置一预设规则；所述升降装置根据所述预设规则控制所述激光测距机的高度。

可选地，所述激光信号的扫描轨迹与所述曲面地形之间相距一预设高度。

可选地，当所述激光测距机接收到所述激光信号时，所述激光测距机对所述障碍物所处区域进行重复扫描，若重复扫描N次时，所述激光测距机仍接收到所述激光信号，则该曲面地形存在异常障碍物，否则，该曲面地形无异常障碍物。

可选地，所述曲面地形障碍物监测的装置还包括报警器，用于当监测到所述曲面地形存在异常障碍物时，发出报警信号。

可选地，所述预设角度为0-360°。

可选地，所述激光测距机、升降装置、弹簧和测距机支架安装在所述转台上。

可选地，所述升降装置固定在所述转台上。

可选地，所述转台以预设角速度控制所述激光测距机转动，并控制所述激光测距机发射的所述激光信号的角度。

(三)有益效果

本公开提供的曲面地形障碍物监测的装置，具有以下有益效果：

(1)通过升降装置控制激光信号的高度，使得激光信号可沿着曲面地形、山区道路等复杂地貌进行扫描，监测复杂地貌路况，解决了传统二维雷达仅能监测平面的问题，节省了成本；

(2)通过使激光信号的扫描轨迹和曲面地形之间相距一预设高度，以及在监测到高度超过预设高度的障碍物时进行重复扫描，从而分辨出不影响道路安全的障碍物(如树叶、小石头等)和移动物体(如过往车辆、行人等)，避免上述物体造成装置的误报；

(3)通过设置报警器，使得本公开装置可实时监测并进行报警，有利于及时处理异常障碍物。

附图说明

图1示意性示出了本公开实施例提供的曲面地形障碍物监测的装置的结构示意图。

图2示意性示出了本公开实施例提供的曲面地形障碍物监测的装置的工作示意图。

附图标记说明：

1-激光测距机；2-转台；3-升降装置；4-弹簧；5-测距机支架；6-曲面地形；7-激光信号的扫描轨迹。

具体实施方式

本公开提供了一种曲面地形障碍物监测的装置，通过升降装置控制调节激光测距机的高度，使得激光测距机发射的激光信号的扫描轨迹为曲线，且该扫描轨迹与待监测的曲面地形之间的距离始终保持不变，利用激光测距的原理，从而实现对曲面地形异常障碍物的准确监测，并及时发出告警信息，便于人工及时处理异常障碍物。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以有许多不同形式实现，而不应被解释为限于此处所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。

图1示意性示出了本公开实施例提供的曲面地形障碍物监测的装置的结构示意图。图2示意性示出了本公开实施例提供的曲面地形障碍物监测的装置的工作示意图。结合图2，对图1所述结构进行详细说明。

从图1中可以看出，该曲面地形障碍物监测的装置包括：激光测距机1、转台2、升降装置3、弹簧4和测距机支架5。激光测距机1、升降装置3、弹簧4和测距机支架5均安装在转台2上，并且升降装置3固定在转台2上。

激光测距机1，用于沿曲面地形上方按预设角度范围发射激光信号，并接收返回的激光信号。预设角度在0-360°之间，激光测距机1在预设角度范围之内发射激光信号的目的是实现对曲面地形的全方位扫描，例如对于一条成直线延伸而路面崎岖的道路而言，当预设角度为180°时，激光信号即可从道路一侧扫描至道路另一侧，即在整个道路上方都可以进行扫描。激光测距机1以人眼安全的近红外激光作为光源，并以连续激光方式或者脉冲激光方式发射激光，不会对道路上车辆运行或者维护人员造成伤害。

转台2，用于控制激光测距机1转动。当转台2以预设角速度转动时，转台2通过测距机支架5带动激光测距机1以预设角速度转动，从而控制激光测距机1发射的激光信号的角度，实现激光测距机1在预设角度范围内发射激光信号，例如，当预设角度为180°时，转台2的转动角度也为180°。转台的预设角速度，例如将转台设置为等角度步进式的角速度进行转动，可以提高激光测距机1接收到的激光信号的分辨率，从而提高本公开曲面地形障碍物监测的装置的精度。

升降装置3，用于控制激光测距机1的高度，使得激光测距机1发射的激光信号的扫描轨迹为曲线。根据曲面地形为升降装置3设置一预设规则，升降装置3根据该预设规则控制激光测距机1的高度，使得激光测距机1发射的激光信号的扫描轨迹与该曲面地形之间相距一预设高度，该预设高度为异常障碍物的最低高度。

异常障碍物是指曲面地形上会影响过往车辆安全的障碍物，如落石、泥石流、故障车辆等。异常障碍物的最低高度是指曲面地形上影响过往车辆安全的最低的障碍物的高度。预设规则是经过勘察曲面地形路况后确定的升降装置3控制激光测距机1的高度的方式。例如，设定某曲面地形异常障碍物的最低高度为10cm，则升降装置3控制激光测距机1，激光测距机1在其轴向方向上往返移动，使得激光测距机1发射出的激光信号的扫描轨迹与该曲面地形之间始终相距10cm；当曲面地形上障碍物的高度不低于10cm时，障碍物将激光测距机1发射的激光信号反射至激光测距机1，激光测距机1接收到激光信号时，激光测距机1对障碍物所处区域进行重复扫描，若重复扫描N(如N＝100)次，激光测距机1仍接收到激光信号，则曲面地形障碍物监测的装置即可判断出该处存在异常障碍物，反之，若在第N次扫描之前，激光测距机1接收不到激光信号，则曲面地形障碍物监测的装置确认该处不存在异常障碍物。

弹簧4，用于使激光测距机1保持平衡。当激光测距机1在其轴向方向上往返运动时，弹簧4随激光测距机1的往返运动进行伸缩，从而使得激光测距机1在其径向方向上保持平衡。

测距机支架5，用于支撑激光测距机1，并带动激光测距机1跟随转台2转动。

此外，该曲面地形障碍物监测的装置还包括报警器，用于当监测到曲面地形存在异常障碍物时，发出报警信号。

曲面地形障碍物监测的装置进行监测的操作包括：

S1，在曲面地形路基外侧选取一固定点作为曲面地形障碍物监测的装置的安装位置；确定激光测距机1的预设角度；根据曲面地形路况制定激光测距机1高度变化的预设规则；确定异常障碍物的最低高度。

S2，转台2以设定角速度在预设角度范围内带动激光测距机1转动，升降装置3以预设规则改变激光测距机1的高度。

S3，激光测距机1发射激光信号，该激光信号的扫描轨迹与曲面地形之间的距离固定不变，即为异常障碍物的最低高度。

S4，当激光测距机1接收到激光信号时，激光测距机1对该激光信号监测的区域进行重复扫描，若激光测距机1连续N次均接收到激光信号，则报警器发出报警信号，通知维护人员对异常障碍物做出相应的处理，否则，报警器无动作。

至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种曲面地形障碍物监测的装置，包括：

激光测距机(1)，用于沿所述曲面地形上方按预设角度范围发射激光信号，并接收返回的所述激光信号；

转台(2)，用于控制所述激光测距机(1)转动；

升降装置(3)，用于控制所述激光测距机(1)的高度，使得所述激光测距机(1)发射的所述激光信号的扫描轨迹为曲线。

2.根据权利要求1所述的曲面地形障碍物监测的装置，其中，所述曲面地形障碍物监测的装置还包括：

弹簧(4)，用于使所述激光测距机(1)保持平衡；

测距机支架(5)，用于支撑所述激光测距机(1)。

3.根据权利要求1所述的曲面地形障碍物监测的装置，其中，所述升降装置(3)控制所述激光测距机(1)的高度还包括：

根据所述曲面地形为所述升降装置(3)设置一预设规则；

所述升降装置(3)根据所述预设规则控制所述激光测距机(1)的高度。

4.根据权利要求1所述的曲面地形障碍物监测的装置，其中，所述激光信号的扫描轨迹与所述曲面地形之间相距一预设高度。

5.根据权利要求1所述的曲面地形障碍物监测的装置，其中：

当所述激光测距机(1)接收到所述激光信号时，所述激光测距机(1)对所述障碍物所处区域进行重复扫描，若重复扫描N次时，所述激光测距机(1)仍接收到所述激光信号，则该曲面地形存在异常障碍物，否则，该曲面地形无异常障碍物。

6.根据权利要求5所述的曲面地形障碍物监测的装置，其中，所述曲面地形障碍物监测的装置还包括报警器，用于当监测到所述曲面地形存在异常障碍物时，发出报警信号。

7.根据权利要求1所述的曲面地形障碍物监测的装置，其中，所述预设角度为0-360°。

8.根据权利要求2所述的曲面地形障碍物监测的装置，其中，所述激光测距机(1)、升降装置(3)、弹簧(4)和测距机支架(5)安装在所述转台(2)上。

9.根据权利要求2所述的曲面地形障碍物监测的装置，其中，所述升降装置(3)固定在所述转台(2)上。

10.根据权利要求1所述的曲面地形障碍物监测的装置，其中，所述转台(2)以预设角速度控制所述激光测距机(1)转动，并控制所述激光测距机(1)发射的所述激光信号的角度。