CN204301735U - 一种新型障碍物识别装置 - Google Patents
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Abstract
一种新型障碍物识别装置，它通过配备了光幕调制装置的激光光源发射出平行于地面的薄片状扇形光幕，使高于地面的障碍物带上反射光斑；再利用匹配安装的摄像头拍摄带有反射光斑信息的图像，并传输给光斑检测装置进行计算机识别后，就可以检测出障碍物的情况。与目前采用图像特征对比的现有障碍物识别装置相比，具有结构更简单、成本更低、识别概率更高的优点。适用于汽车、机器人、潜艇、飞机、家电等各种移动平台的障碍物识别。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型障碍物识别装置，主要用于给各种室内外车辆及可移动设备提供障碍物和通道信息。
背景技术
目前，专利ZL201420056188.7已经公开了一种向前投射平行于路面的光幕用于障碍物标识的技术，当水平光幕照射到路面上的障碍物时就会在上面形成一条明亮的带状光斑，使障碍物可以很清楚的被标识出来，让驾驶员可以很清楚、很直观的看到路面上的障碍物。既然该技术可以让驾驶员根据有无光斑的简单方式轻松辨别路面上有无障碍物，降低眼睛分辨障碍物的难度，那么这种根据光斑有无判别障碍物的技术也同样能够大幅度降低计算机识别障碍物的难度，解决现有技术必须依赖图像特征库进行特征比对才能识别出障碍物的难题，提高障碍物识别率、降低设备复杂性和制造成本。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供一种新型障碍物识别装置，它可以给障碍物加上光斑信息后反馈给计算机进行识别，从而降低计算机障碍物识别的难度。
本实用新型涉及一种新型障碍物识别装置，它由激光光源和配套的光幕调制装置构成，用于发射平行于地面的光幕来标识障碍物，它还装有与光幕发射装置发射方向匹配的摄像头，用于拍摄障碍物的反射光斑，摄像头的信号通过导线与光斑检测装置电连接。
本实用新型的有益效果是这样的：由于本新型障碍物识别装置采用了ZL201420056188.7专利公开的激光光源和配套光幕调制装置，因此可以向前投射出用于标识障碍物的平行于地面的薄片状扇形光幕，由于该光幕平行于地面不与地面相交，仅与地面上凸起的障碍物相交，因此当该光幕遇到障碍物时就会在上面反射出一条明亮的带状光斑，类似交警衣服上的反光条的警示效果，同理没有障碍物的地方当然就没有任何反射光斑。这时匹配安装的摄像头就可以拍摄到含有反射光斑的场景画面，然后该画面传输给光斑检测装置，光斑检测装置中的计算机就可以根据画面中的光斑分布情况直接判断出前方障碍物的存在和通道的情况。这种光斑检测装置与现有技术靠计算机进行图像特征比对识别障碍物的装置相比显然难度降要低很多，并且光斑检测没有图像比对识别需依赖特征数据库的局限性，因此本新型障碍物识别装置可以识别出未知外形的障碍物，识别准确性更高。
附图说明
附图1是本实用新型的结构示意图。
附图2是本实用新型的摄像头视角图像示意图。
图中标记如下：1.激光光源，2.光幕调制装置，3.摄像头，4.光斑检测装置。
具体实施方式
如附图1所示，一种新型障碍物识别装置，它采用的激光光源1可以选用波长808nm、915nm、980nm、1060nm等各种波长的非可见光激光模组或者光纤激光器，当然也可以根据需要采用绿色、白色、蓝色、红色等可见光激光模组，只要配套的摄像头3的镜头滤光片能够透过它们的光线即可。在激光光源1的前面装有匹配的光幕调制装置2，该光幕调制装置2用于将激光光源1发射的激光束调制为薄片状的扇形光幕。该光幕调制装置2有多种结构形式，例如采用转镜扫描装置、鲍威尔棱镜装置、震镜扫描装置、波纹镜装置等均可实现该光幕调制功能。经过光幕调制装置2的调制后，可以在光幕调制装置2的输出端射出具有一定夹角的扇形薄片状光幕，该扇形薄片状光幕的截面就是一条明亮的带状光斑，当对物体照射时就会在该物体上投射出一条明亮的带状光斑。如附图2所示，当该扇形薄片状光幕与路面平行并与路面保持一定距离向前照射时，如果路面上有障碍物就会在该障碍物表面反射出一条明亮的带状光斑，就像交警衣服上的反光条一样；如果路面上没有障碍物，由于光幕平行于路面不会相交就没有反射，所以没有障碍物的地方就不会出现反射光斑。本新型障碍物识别装置中匹配的摄像头3的拍摄方向与光幕调制装置2的照射方向相同，一般安装在与光幕调制装置2有一定高差的位置，如果光幕调制装置2安装在汽车前保险杠下边缘时，则摄像头3安装在汽车驾驶室风挡玻璃内测即可。形成一定高度差的目的在于让摄像头3拍摄的图像中不同距离的光斑可以分布于画面中不同的高度处，使光斑检测装置4识别障碍物后还可以依据光斑分布于画面中的高度差异估算出障碍物的距离，其依据的就是中学课本几何光学中的凸透镜成像原理，该原理在很多光学测距仪器中都有应用属于公知技术，不再具体赘述；当然摄像头3即使与光幕调制装置2处于同一高度，也一样可以拍摄到障碍物的反射光斑实现本发明要求的障碍物识别目的，只是进行后续的距离估算会复杂一些、非最优方案而已。显然摄像头3的拍摄画面中只要出现光斑的地方就是有障碍物的地方，这样的识别规则远比识别物体外形的现有技术要简单准确很多，光斑检测装置4仅利用最常见的色彩边缘检测算法等常用算法即可完成光斑检测识别，使计算机运算工作量大幅度下降、从而降低了设备成本。与本新型障碍物识别装置相比，现有技术是依靠拍摄障碍物外形后与计算机特征库里存储的已知外形进行逐一匹配对比来识别是否为障碍物，可见现有技术需要大量的图形处理计算工作和庞大的特征数据库，如果遇到计算机特征库里没有的图像特征就无法识别，局限性很大、因此本新型障碍物识别装置的障碍物识别准确率要明显高于现有技术。
尽管本说明书中使用了一些特定术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成限制。在本说明书揭示和描述的技术思想指导下，本领域技术人员在实际生产中可以对上述实施方式进行变更和修改。因此本发明并不局限于上述揭示和描述的具体实施方式，对本发明的任何修改和变更同样在本发明权利要求的保护范围内。
Claims (2)
1.一种新型障碍物识别装置，它包含有配备了光幕调制装置(2)的激光光源(1)，其特征是：还装有与光幕调制装置(2)发射方向匹配的摄像头(3)，摄像头(3)通过导线与光斑检测装置(4)电连接，从而实现对光幕反射情况的拍摄和检测。
2.根据权利要求1所述的新型障碍物识别装置，其特征是：摄像头(3)与光幕调制装置(2)安装位置不在同一平面。
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