一種多接收的雷射車輛檢測裝置製造方法
2023-05-29 20:49:56
一種多接收的雷射車輛檢測裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多接收的雷射車輛檢測裝置，該裝置包括：掃描式雷射測距單元，用於在車輛行駛方向垂直的斷面上，進行掃描式雷射測距，獲取各點的距離信息；輔助接收測距單元，在掃描式雷射測距裝置較遠處，在雷射掃描較大角度下，用於聚焦、接收並放大雷射打到被測車輛上產生的漫反射回波能量，獲取遠距離大角度下的測量距離信息中控單元，利用所述各點的距離信息，計算地面各點高度值，獲取道路行車信息。本實用新型增加多個大角度、遠距離接收單元，避免雷射測距系統由於角度過大距離太遠而導致回波能量的不足，並且可以降低電機負載，提高電機壽命。
【專利說明】一種多接收的雷射車輛檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及雷射應用【技術領域】，尤其涉及一種多接收的雷射車輛檢測裝置。
【背景技術】
[0002]作為公路交通重要信息資源，交通情況調查是交通運輸行業宏觀管理和決策的基礎，是實現公路交通加快轉變發展的信息支撐。智能交通領域涉及到交通情況調查，需要對公路上車輛進行車信息進行獲取。
[0003]近幾年來，雷射測距技術廣泛應用於交通情況調查領域。目前市面上基於雷射測距原理的交調裝置，能夠在車輛行駛斷面上形成一個掃描檢測斷面，車輛通過時，通過檢測該斷面各點信息，得到車輛的寬高信息。
[0004]現階段，這種基於雷射測距原理的動態掃描方式廣泛應用於交通調查領域，雷射測距應用於交通調查領域，有諸多優勢:比如採用無接觸的測量方式，可以採用不破壞路面的方式實現交通流量調查，雷射測距原理的交通情況調查方式車型車速的識別更加精確坐寸ο
[0005]但是現階段的雷射測距交調方案受掃描角度限制比較嚴重，在掃描方向與地面入射角度過大時，雷射測距的回波能量過於微弱，以至於沒有辦法成功獲取到回波能量。
[0006]此外，在雷射掃描測距方案中，常見的雷射測距儀需要利用一臺電機帶動反光轉鏡旋轉實現雷射掃描測距。由於反光轉鏡的體積較大，電機的壽命也因此受到了較大的制約。因此，掃描式雷射測距儀的方案雖然被廣泛應用，但也會受到上述等客觀技術條件的影響巨大。
實用新型內容
[0007]現階段雷射掃描測距裝置基於雷射測距原理，雷射測距的回波能量跟入射角的餘弦值成正比，在測量的入射角較大、距離較遠時，回波能量過於微弱嚴重影響測距精度，甚至可能導致，因此，針對大角度遠距離的測距能力，一直是困擾掃描式雷射測距應用於道路交通的一個嚴重的瓶頸問題。
[0008]本實用新型實施例提供一種多接收的雷射車輛檢測裝置，該裝置基於現階段的掃描式雷射測距原理，利用增加接收模塊的方式，可以有效解決大角度掃描方向的回波能量和減輕電機負載質量，以提高電機壽命。有利於雷射測距的車輛檢測裝置的廣泛推廣，該裝置包括:
[0009]掃描式雷射測距單元，包括:雷射發射二極體、雷射準直透鏡、45°反射鏡、直流無刷電機、聚焦接收透鏡、雪崩光電二極體APD、計時晶片，用於在垂直於車輛行駛方向上形成一個二維掃描面，實現掃描式雷射測距功能；
[0010]輔助接收測距單元，用於輔助接收雷射發射產生的大角度、遠距離的回波信號；
[0011]所述輔助接收測距單元包括同步計時信號線、聚焦接收透鏡、雪崩光電二極體APD、放大電路、計時晶片；
[0012]同步計時信號，用於將所述掃描式雷射測距單元產生的雷射發射時間信號同步給所述輔助接收單元的計時晶片；
[0013]聚焦接收透鏡，用於在所述掃描式雷射測距的二維掃描面內，雷射發射產生大角度反射面且距離較遠的情況下，聚焦、接收雷射打到被測區域上產生的漫反射回波能量；
[0014]雪崩光電二極體APD，用於將經過聚焦後的回波能量轉換為電信號；
[0015]放大電路，用於將所述電信號放大，並觸發後級的計時晶片；
[0016]計時晶片，用於通過所述的雷射發射時間與所述的雷射接收時間完成計時，得到各點的距離信息；
[0017]中控單元，利用所述各點的距離信息，計算地面各點高度值，獲取道路行車信息；
[0018]一個實施例中，所述掃描式雷射測距單元包括:雷射發射二極體、雷射準直透鏡、45°反射鏡、直流無刷電機、聚焦接收透鏡、雪崩光電二極體APD、計時晶片；
[0019]一個實施例中，所述雷射發射二極體模塊，採用驅動模塊驅動雷射二極體，產生一束脈衝式雷射；
[0020]一個實施例中，所述雷射準直透鏡，用於將所述出射的脈衝式雷射進行準直，平行射出；
[0021]一個實施例中，所述45°反射鏡，用於將所述雷射垂直反射打到被測物上；
[0022]一個實施例中，直流無刷電機，用於帶動光學元器件旋轉，實現單束雷射對於目標區域的動態掃描測距；
[0023]一個實施例中，所述聚焦接收透鏡，用於將打到被測物上的產生的漫反射回波能量進行聚焦接收；
[0024]一個實施例中，所述雪崩光電二極體APD，用於將所述聚焦後的光信號轉換為電信號
[0025]一個實施例中，所述的放大電路，用於將所述Aro產生的電信號進行放大，並觸發計時晶片；
[0026]一個實施例中，所述的計時晶片，可以根據計時單元測量得到的計時信號，獲取雷射飛行時間，根據所述飛行時間計算各點距離；
[0027]—個實施例中，所述輔助接收測距單元，可以由多個彼此相互獨立分離的聚光接收模塊組成，進一步的，用於接收雷射發射打到地面產生的入射角度範圍在45°和90°之間的測量區域內產生的回波信號；
[0028]一個實施例中，所述輔助接收測距單元的具體數目，可以是I?11個；
[0029]一個實施例中，所述輔助接收測距單元，又包括，同步計時信號線、聚焦透鏡、光電轉換器件、計時晶片；
[0030]一個實施例中，所述的同步計時信號線，可以用屏蔽信號線實現，進一步的，用於將所述掃描式雷射測距單元中，雷射發射的時間信號傳輸給計時晶片；
[0031]一個實施例中，所述聚光接收透鏡，可以用特定尺寸的聚焦凸透鏡實現；
[0032]一個實施例中，所述的光電轉換器件，可以採用雪崩光電二極體實現；
[0033]一個實施例中，所述的計時晶片，可以根據計時單元測量得到的計時信號，獲取雷射飛行時間，根據所述飛行時間計算各點距離，進一步的，用於採集所述掃描式雷射測距單元中的雷射發射START信號，與光電轉換器件產生的STOP信號，並用固定延遲消除計時誤差;
[0034]一個實施例中，行車信息計算單元，可以利用單片機實現，根據所述掃描式雷射測距單元與輔助接收測距單元上傳的各點的距離信息，計算地面各點高度信息，對道路上經過掃描斷面的車輛進行檢測，從而實現車輛信息獲取、交通情況調查的目的。
[0035]利用光線飛行時間，計算各點距離，屬於常識內容，不屬於專利保護的內容，利用各點距離獲取車輛信息過程屬於行業內的通用知識，不屬於專利保護的內容。
[0036]本實用新型實施例提供的一種多接收的雷射車輛檢測裝置，通過將發射與接收光路的分離設計，可以大幅簡化雷射發射單元，避免雷射發射與接收的相互影響，同時有效提高解決大角度掃描問題，並且降低電機負載，提高電機壽命。從各方面全面提高雷射測距交通情況調查方案。並且檢測精度高，成本低廉，易於推廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:
[0038]圖1為本實用新型實施例中一種多接收的雷射車輛檢測裝置的結構示意圖；
[0039]圖2為本實用新型實施例中一種多接收的雷射車輛檢測裝置中掃描式雷射測距單元具體結構示意圖；
【具體實施方式】
[0040]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，但並不作為對本實用新型的限定。
[0041]為了解決上述現有技術中存在的問題，本實用新型實施例基於單點雷射測距原理，提供一種檢測精度和可靠性高、有效解決雷射測距系統電機負載過重和大角度測量效果較差等問題的一種多接收的雷射交通情況調查系統。
[0042]圖1為本實用新型實施例中一種多接收的雷射車輛檢測裝置的結構示意圖，如圖1所示，本實用新型實施例中一種多接收的雷射車輛檢測裝置可以包括:
[0043]掃描式雷射測距單元101，輔助接收測距單元102，行車信息計算單元103。
[0044]掃描式雷射測距單元101，用於產生一束脈衝雷射，並利用電機帶動反光鏡旋轉，將所述的單束脈衝雷射，在空間內形成一個垂直於車輛行駛方向的二維掃描面，同時對於經原光路返回的脈衝雷射，進行接收計時，獲取各點距離信息；
[0045]輔助接收測距單元102，在所述掃描式雷射測距的二維掃描面內，雷射發射產生大角度反射面且距離較遠的情況下，用於輔助聚焦、接收並放大雷射打到被測區域上產生的漫反射回波能量，獲取大角度、遠距離情況下各點距離信息；
[0046]中控單元103，利用所述各點的距離信息，計算地面各點高度值，獲取道路行車信息；
[0047]圖2為本實用新型實施例中一種多接收的雷射車輛檢測裝置掃描式雷射測距單元具體結構示意圖，如圖2所示，掃描式雷射測距單元又可以包括:
[0048]雷射發射模塊2101，由雷射驅動產生出一束脈衝雷射，於此同時，給計時電路發出START信號，觸發計時晶片開始計時；
[0049]雷射準直模塊2102，將所述脈衝雷射進行準直之後射出；
[0050]掃描電機模塊2103，用於利用電機帶動反光轉鏡2104旋轉；
[0051]反光轉鏡模塊2104，用於將所述脈衝雷射發射出去，在二維空間內，形成一個空間掃描光幕；
[0052]被測物2105，所述脈衝雷射打到被測物2105上，雷射漫反射產生的回波信號，沿原光路返回；
[0053]聚焦接收透鏡2106，用於將所述2105產生的漫反射信號進行聚焦接收；
[0054]雪崩光電二極體APD2107，用於將所述聚焦透鏡聚焦後的光信號轉換為電信號；
[0055]放大電路2108，用於將所述電信號放大，並利用放大後的電信號，傳給後級計時電路分析處理，觸發STOP信號；
[0056]掃描式雷射測距單元已經屬於市面上較為常見的模塊，在行業內屬於通用常識，不屬於本專利的保護範圍。
[0057]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，並不用於限定本實用新型的保護範圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種多接收的雷射車輛檢測裝置，其特徵在於，包括: 掃描式雷射測距單元，輔助接收測距單元，中控單元； 掃描式雷射測距單元，包括:雷射發射二極體、雷射準直透鏡、45°反射鏡、直流無刷電機、聚焦接收透鏡、雪崩光電二極體APD、放大電路、計時晶片,用於在垂直於車輛行駛方向上形成一個二維掃描面，實現掃描式雷射測距功能； 輔助接收測距單元，用於輔助接收雷射發射產生的大角度、遠距離的回波信號； 所述輔助接收測距單元包括同步計時信號線、聚焦接收透鏡、雪崩光電二極體APD、放大電路、計時晶片； 同步計時信號，用於將所述掃描式雷射測距單元產生的雷射發射時間信號同步給所述所述輔助接收單元的計時晶片； 聚焦接收透鏡，用於在所述掃描式雷射測的二維掃描面內，雷射發射產生大角度反射面且距離較遠的情況下，聚焦、接收雷射打到被測區域上產生的漫反射回波能量； 雪崩光電二極體APD，用於將經過聚焦後的回波能量轉換為電信號； 放大電路，用於將所述電信號放大，並觸發後級的計時晶片； 計時晶片，用於通過所述的雷射發射時間與所述的雷射接收時間完成計時，得到各點的距離信息； 中控單元，利用所述各點的距離信息，計算地面各點高度值，獲取道路行車信息。
2.如權利要求1所述的一種多接收的雷射車輛檢測裝置，其特徵在於，所述輔助接收測距單元的數量可以是1-5個。
3.如權利要求1所述的一種多接收的雷射車輛檢測裝置，其特徵在於，輔助接收測距單元，用於接收雷射發射打到地面產生的入射角度範圍在45°和90°之間的測量區域內產生的回波信號。
4.如權利要求1所述的一種多接收的雷射車輛檢測裝置，其特徵在於，同步計時信號線，用於將所述掃描式雷射測距單元中，雷射發射的時間信號傳輸給計時晶片。
5.如權利要求1所述的一種多接收的雷射車輛檢測裝置，其特徵在於，計時晶片，用於採集所述掃描式雷射測距單元中的雷射發射START信號，與光電轉換器件產生的STOP信號，並用固定延遲消除計時誤差。
【文檔編號】G08G1/04GK204044362SQ201420413244
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2014年7月25日
【發明者】熊若訥, 鄧永強, 張英傑, 劉一郎, 李康 申請人:武漢萬集信息技術有限公司