CN207488500U - 车用激光雷达测距测速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车用激光雷达测距测速装置，包括控制装置、摄像头成像装置、半导体激光器驱动装置和激光接收装置，还包括可旋转反射镜驱动装置，摄像头成像装置、可旋转反射镜驱动装置、半导体激光器驱动装置和激光接收装置分别和控制装置电性连接；其中，所述可旋转反射镜驱动装置包括反射透镜和电机驱动装置，电机驱动装置连接反射透镜，电机驱动装置使得反射透镜转动；反射透镜用于将半导体激光二极管发出的激光脉冲，反射到探测的车子；而激光接收装置用于接收探测的车子反射的激光脉冲。本实用新型巧妙利用摄像头分辨前方物体，指引激光雷达测距测速，具有测量时间短，速度快，且成本比较低的优点。

Description

车用激光雷达测距测速装置

技术领域

本实用新型涉及一种车用装置，尤其涉及一种车用激光雷达测距测速装置。

背景技术

车用测距测速装置是汽车、摩托车举足轻重的装置，尤其对驾驶员的安全性和舒适性具有影响。激光雷达测距测速装置是一种光子雷达***，在许多领域得到了广泛应用。目前在汽车上应用较广的激光雷达测距测速装置可分为非成像式和成象式激光雷达两大类。市场上非成像式激光雷达只有一个激光发射头(激光头是固定的)，方向是固定的，只能准确探测固定方向(直线方向)的被测物体距离，速度，非成像式激光雷达根据激光束传播时间确定距离。即通过计算激光二极管启动脉冲与光电二极管的接收脉冲间的时间差，来计算出目标的距离。具有造价低、测量时间短，速度快、量程大等特点。市场上成像式激光雷达有多个激光发射头32或64或128个。360度全方位探测，可以精确得到被测物体3D的数据，成像式激光雷达可得到被测物体精确的二维或三维立体图像，及被测物体的速度，距离等。具有测量时间短，速度快，稳定性高等特点，但成本比较高。

因此，现有的车用测距测速装置还有提升的地方。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型的目的是提供一种效率高、成本低、使用寿命长的车用激光雷达测距测速装置，以解决现有技术的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型提供一种车用激光雷达测距测速装置，包括一控制装置、一摄像头成像装置、一半导体激光器驱动装置和一激光接收装置，还包括一可旋转反射镜驱动装置，连接关系为，所述摄像头成像装置、可旋转反射镜驱动装置、半导体激光器驱动装置和激光接收装置分别和所述控制装置电性连接；其中，

所述可旋转反射镜驱动装置包括一反射透镜和一电机驱动装置，所述电机驱动装置连接所述反射透镜，所述电机驱动装置使得所述反射透镜转动；

所述反射透镜用于将所述半导体激光器驱动装置发出的激光脉冲，反射到探测的车子；所述激光接收装置用于接收探测的车子反射的激光脉冲。

依照本实用新型较佳实施例所述车用激光雷达测距测速装置，还包括一显示装置，所述显示装置和所述控制装置电性连接。

依照本实用新型较佳实施例所述车用激光雷达测距测速装置，所述半导体激光器驱动装置包括一半导体激光二极管和一激光驱动装置；所述激光驱动装置包括一脉冲产生装置、一窄脉冲获取装置和一窄脉冲放大装置。

依照本实用新型较佳实施例所述车用激光雷达测距测速装置，所述激光接收装置包括一雪崩光电二极管和一接收转换装置；所述接收转换装置包括一增益放大器、一比例鉴别器和一温度补偿装置。

依照本实用新型较佳实施例所述车用激光雷达测距测速装置，还包括一电源装置，所述电源装置电性连接所述摄像头成像装置、可旋转反射镜驱动装置、半导体激光器驱动装置、激光接收装置和控制装置。

依照本实用新型较佳实施例所述车用激光雷达测距测速装置，所述摄像头成像装置包括一摄像头和一成像电路板装置。

本申请的设计理念是，设计出一个效率高、寿命长、维修成本低的激光雷达测距测速装置，介于非成像与成像式激光雷达之间，巧妙利用摄像头分辨前方物体，指引激光雷达测距、测速。而且激光雷达只有一个激光发射头(激光头是固定的)，在非成像式激光雷达基础之上增加了可旋转的反射透镜和成像电路板装置，可以准确探测前方一定角度范围内的目标，达到测距测速的功能。

本实用新型与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

第一、本申请巧妙利用摄像头分辨前方物体，指引激光雷达测距测速，具有测量时间短，速度快，且成本比较低的优点。

当然，实施本实用新型内容的任何一个具体实施例，并不一定同时达到以上全部的技术效果。

附图说明

图1为本申请原理示意图；

图2为本申请外观结构示意图；

图3为本申请结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本实用新型。

请参阅图1，一种车用激光雷达测距测速装置，包括控制装置10、摄像头成像装置20、可旋转反射镜驱动装置30、半导体激光器驱动装置40和激光接收装置50，其中的连接关系为，所述摄像头成像装置20、可旋转反射镜驱动装置30、半导体激光器驱动装置40和激光接收装置50分别和所述控制装置10电性连接；控制装置10负责整个***的控制管理工作,主要包括:产生测距开始信号、采集计时模块电容电压、数据处理、雪崩光电二极管偏置电压调整和与上位计算机通讯，视频信号分析等。

其中各个装置的组成为，所述摄像头成像装置20包括摄像头21和成像电路板装置22；成像电路板装置22主要通过摄像头21来探测前方一定角度范围内的目标，例如前方行驶的车子，来获取目标的方位、形态及类别，转换为数据传递给控制装置10。

请参阅图3，而可旋转反射镜驱动装置30包括反射透镜31和电机驱动装置(图未示)；所述电机驱动装置连接所述反射透镜，所述电机驱动装置使得所述反射透镜转动；可旋转的反射透镜31主要是一组反射透镜，用于反射激光二极管发射的激光探测波。这组反射透镜由控制装置10控制，通过电机驱动装置可以在一定的角度内旋转，通过反射透镜31的旋转改变激光探测波的发射方向，从而可以在一定的角度内，准确的得到被测物体距离、速度。

另外，半导体激光器驱动装置40包括半导体激光二极管和激光驱动装置；优选的，所述半导体激光二极管使用OSRAM SPLLL90-3型905NM波长，但是不能用来限制本申请，其它品牌、型号的半导体激光二极管只要能达到发射要求的，都应该是本申请的保护范围。而激光接收装置50包括雪崩光电二极管和接收转换装置；所述反射透镜31用于将所述半导体激光二极管发出的激光脉冲，反射到探测的车子；所述激光接收装置50用于接收探测的车子反射的激光脉冲。

优选的，还包括一显示装置60，所述显示装置60和所述控制装置10电性连接。控制装置10将距离值和速度值在显示装置60上显示。优选的，所述激光驱动装置包括脉冲产生装置、窄脉冲获取装置和窄脉冲放大装置。优选的，所述接收转换装置包括增益放大器、比例鉴别器和温度补偿装置。

接收转换装置主要完成光电转换、信号放大和比较输出计时停止信号的作用。采用的雪崩光电二极管光电转换器件有利于提高量程,两级三极管放大有利于降低成本。另外,由于雪崩光电二极管的内增益及反向击穿电压具有很大的温度系数,因此,还要有辅助的温度补偿装置,由安装在雪崩光电二极管旁边的温度传感芯片提供温度信息给单片机,再由单片机通过设置数字电位器调整加在雪崩光电二极管上的反向偏置电压。

优选的，还包括电源装置70，所述电源装置70电性连接所述摄像头成像装置20、可旋转反射镜驱动装置30、半导体激光器驱动装置40、激光接收装置50和控制装置10，为各个装置提供电源。

请参阅图2，如图所示，本申请的测距测速装置由外观看，可以看到激光发射窗口41和激光接收窗口51，请参阅图3，如图所示，激光发射窗口的后面，设置反射透镜31，反射透镜31是可旋转的，用于反射激光二极管发射的激光探测波。这组反射透镜由控制装置10控制，通过电机驱动装置可以在一定的角度内旋转，通过反射透镜31的旋转改变激光探测波的发射方向，从而可以在一定的角度内，准确的得到被测物体距离、速度。

接着，说明一下本申请测距测速装置的工作原理：

控制装置10下达测距开始指令,摄像头成像装置20搜寻前方目标，捕捉到目标后确认目标的形态，大体类别，准确方位后，将数据回传至控制装置10。控制装置10经过数据分析及计算，下达指令到可旋转反射镜驱动装置30，使可旋转的反射透镜31旋转到一定的角度。

同时控制装置10下达指令到半导体激光器驱动装置40，半导体激光器驱动装置40收到指令后，利用高速场效应管作为纳秒开关,通过电容充放电来产生脉宽很窄的大电流脉冲,驱动半导体激光二极管发出脉冲激光,同时将计时开始信号送至计时电路,启动计时电路中的恒流源对计时电容充电。

半导体激光二极管发射出的激光脉冲，经光学***准直后，出射到大气,经大气传输到可旋转的反射透镜31，通过反射透镜31反射激光到探测的目标,目标散射后的一部分光，经接收光学***进入光电接收转换器件的光敏面,激光接收装置50将接收到的光信号进行转换、放大、整形后输出至计时部分,使计时电容停止充电,这时电容的电压值与充电时间对应。

单片机控制采样及读取计时电容的电压值,并根据预先的标定将电压值转换成距离值、速度值送至控制装置10，控制装置10将距离值和速度值在显示装置60上显示。

以上对本实用新型进行了详细的介绍，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

第一、本申请巧妙利用摄像头分辨前方物体，指引激光雷达测距测速，具有测量时间短，速度快，且成本比较低的优点。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种车用激光雷达测距测速装置，包括一控制装置、一摄像头成像装置、一半导体激光器驱动装置和一激光接收装置，其特征在于,还包括一可旋转反射镜驱动装置，连接关系为，所述摄像头成像装置、可旋转反射镜驱动装置、半导体激光器驱动装置和激光接收装置分别和所述控制装置电性连接；其中，

所述可旋转反射镜驱动装置包括一反射透镜和一电机驱动装置，所述电机驱动装置连接所述反射透镜，所述电机驱动装置使得所述反射透镜转动；

所述反射透镜用于将所述半导体激光器驱动装置发出的激光脉冲，反射到探测的车子；所述激光接收装置用于接收探测的车子反射的激光脉冲。

2.如权利要求1所述车用激光雷达测距测速装置，其特征在于，还包括一显示装置，所述显示装置和所述控制装置电性连接。

3.如权利要求1所述车用激光雷达测距测速装置，其特征在于，所述半导体激光器驱动装置包括一半导体激光二极管和一激光驱动装置；所述激光驱动装置包括一脉冲产生装置、一窄脉冲获取装置和一窄脉冲放大装置。

4.如权利要求1所述车用激光雷达测距测速装置，其特征在于，所述激光接收装置包括一雪崩光电二极管和一接收转换装置；所述接收转换装置包括一增益放大器、一比例鉴别器和一温度补偿装置。

5.如权利要求1所述车用激光雷达测距测速装置，其特征在于，还包括一电源装置，所述电源装置电性连接所述摄像头成像装置、可旋转反射镜驱动装置、半导体激光器驱动装置、激光接收装置和控制装置。

6.如权利要求1所述车用激光雷达测距测速装置，其特征在于，所述摄像头成像装置包括一摄像头和一成像电路板装置。