一种用于自动驾驶的传感器制造技术

一种用于自动驾驶的传感器，其特征是在交通工具上设置至少一个朝向前方地面的线状激光发射装置1，在交通工具前部低于或高于线状激光发射装置处设置至少一个数字成像模块2，数字成像模块2主要用于将线状激光线1在交通工具前方投影位置的投影线摄入成像模块的CCD或CMOS感光元件上，根据该激光线在感光元件上的位置形状，就能判别激光线在地面的投影线有没有被障碍物遮挡住,线状激光发射装置是设置在一个可以回旋转摆动的底板上的平行或放射状排列多个点状激光发射头，通过来回旋转摆动，点状激光发射头在前方投影面上投射出断续点构成的激光线，用来回摆动的激光头射出的投影线构成线状激光可以保证线的亮度，且结构简单，避免了连续旋转时激光头供电线路复杂的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于自动驾驶的传感器，主要用于汽车在自动驾驶过程中或辅助驾驶系统中检测前方整个投影面上可能碰到的障碍物，也可适应于火车、船舶等交通工具的自动驾驶或辅助驾驶中。
技术介绍
目前自动驾驶的汽车正成为研发的热点，对于汽车移动方向（一般是前方）上障碍物的检测主要依赖雷达、激光扫描测距、视频摄像头等方式，其中视频摄像头一般为检测道路标志线、信号灯之类，延伸的使用方式是检测人、其他汽车等（依赖大数据的完善），目前最成功的无人驾驶汽车靠的是LIDAR，即激光雷达传感器，它也被称为无人驾驶汽车的眼睛。LIDAR是个合成词，取自“light”（光）和“radar”（雷达）。顾名思义，此类传感器是靠向物体发出光，通过测量光反射所用的时间来检视周围坏境的。用在无人驾驶汽车上，功能很强大，只是目前LIDAR的设计笨重且价格不菲。谷歌早期的无人驾驶汽车只在LIDAR上就花了8万美元。不仅如此，现在的自动驾驶汽车往往在有明显标志线的结构性道路上行驶，技术并不是很成熟。
技术实现思路
本专利技术是这样设计的：一种用于自动驾驶的传感器，其特征是在交通工具上设置至少一个朝向前方地面的线状激光发射装置，在交通工具前部低于或高于线状激光发射装置处设置至少一个数字成像模块，数字成像模块主要用于将线状激光线在交通工具前方投影位置的投影线摄入成像模块的CCD或CMOS感光元件上，根据该激光线在感光元件上的位置形状，就能判别激光线在地面的投影线有没有被其他物体（障碍物）遮挡住，除了激光线（合作目标），其他物体（非合作目标）在感光元件上的成像可被忽略。因为一般的障碍物都落地（有脚），尤其汽车的轮子，在前方地面上能被检测到，那么障碍物也就存在。线状激光发射装置包括一个能够围绕一根旋转轴一定角度来回旋转摆动的底板，底板上平行或放射状排列至少一层多个点状激光发射头或张角小的一字线激光发射头，通过来回旋转摆动，点状激光发射头或张角小的一字线激光发射头在前方投影面上投射出断续点或短线段构成的激光线，驱动底板来回旋转摆动的是反复断续供电的电磁铁或电机。底板上还设置一个箱体围住点状激光发射头或张角小的一字线激光发射头，激光发射头朝向的箱体处可敞开或设置透光的面板。平行或放射状排列多个点状激光发射头或张角小的一字线激光发射头可以有多层，多层叠合在底板上，每层朝向不同的水平夹角。可在朝向远距离、中距离、近距离分别设置的多个（比如三个）不同水平夹角的线状激光装置。所述的线状激光发射装置还带有上下角度偏转机构，偏转机构转动时将线状激光装置发射的线状激光朝向前方不同的水平角度。所述的线状激光发射装置还带有升降机构，升降机构能调整线状激光发射装置位于交通工具上的高度。所述的线状激光发射装置也可安装在交通工具上的固定高度。数字成像模块大致设置的位置是交通工具的半高位置，可以兼顾成像模块的视角。一般线状激光发射装置设置在交通工具顶部，所发出的线状激光朝向交通工具前下方，投射面垂直于交通工具的中轴线所在的平面。用来回摆动的激光头构成线状激光可以保证线的亮度，且结构简单，避免了连续旋转时激光头供电线路复杂的问题。附图说明图1（a、b、c、d）为前方障碍物判别示意图（其中a’、b’、c’、d’分别为a、b、c、d的成像示意图）。图2为本专利技术前方障碍物距离计算原理图。图3为本专利技术的线状激光发射装置结构示意图，其中图3a为结构侧面图，图3b、3c为摆动工作状态俯视图。图4（a、b、c、d）为激光线在摆动过程中照射的方向示意图，其中4a、4b为点状激光发射头；4c、4d为一字线激光发射头。图5（a、b、c、d、e、f）为带上下角度偏转机构的线状激光发射装置的示意图。图6（a、b）~7（a、b、c）为升降杆工作示意图（7c为局部放大图）。图8为一种升降架示意图。实施例：在交通工具上设置至少一个朝向前方地面的线状激光发射装置1，在交通工具前面板附近低于或高于线状激光发射装置处设置至少一个数字成像模块2，大致设置的位置是交通工具的半高位置，可以兼顾成像模块的视角，数字成像模块主要用于将线状激光线在交通工具前方投影位置的投影线摄入成像模块的CCD（或CMOS）感光元件上，根据该激光线在感光元件上的位置形状，就能判别激光线在地面的投影线有没有被其他物体（障碍物）遮挡住，除了激光线（合作目标），其他物体（非合作目标）在感光元件上的成像可被忽略。因为一般的障碍物都落地（有脚），尤其汽车的轮子，在前方地面上能被检测到，那么障碍物也就存在。线状激光发射装置1包括一个能够围绕一根旋转轴50一定角度来回旋转摆动的底板16，底板16上至少设置一层并列（平行或放射状、扇形排列）的多个点状激光发射头12或张角小的一字线激光发射头11，通过来回旋转摆动，点状激光发射头12或张角小的一字线激光发射头11在前方投影面上投射出断续点或短线段构成的激光线，驱动底板16来回旋转摆动的是反复断续供电或正反向间隔供电的电磁铁58或电机，一字线激光发射头11的张角均垂直于交通工具的中轴线所在的面。如图3，分别在底板16一侧两端设置两个电磁铁58，电磁铁58反复间隔吸合设置在底板16一侧两端的铁块（板）60，达到让底板16上的多个（多层或一层）点状激光发射头12围绕旋转轴50通过来回旋转摆动，或者底板16一侧外沿的铁块（板）60为磁性体，靠近电磁铁58一侧为“N/S”中的一种极性，电磁铁58只需要设置一个，通过正反向供电吸合或排斥磁性体60。旋转轴50本身固定，与底板16通过轴承连接；或者旋转轴50与底板16固定在一起，通过固定的轴承旋转，如果是电机驱动底板16来回旋转摆动，那么电机输出轴可以就是旋转轴50。底板16上还设置一个箱体10围住点状激光发射头12或张角小的一字线激光发射头11，激光发射头朝向的箱体10处可敞开或设置透光的面板（比如玻璃或树脂），一方面可防尘，另一方面可减小阻力，这个面板还可是上下方向的凸透镜（左右方向等厚，非球面镜），可对线状激光进一步聚焦（将线变细而非将线变短）。电磁铁58吸合铁块60有噪音，可以不直接接触吸合（相隔丝毫的间隙距离），旁边设置弹簧或橡胶等弹性体61，阻碍铁块60与电磁铁58的碰撞。电磁铁58除了可设置在底板16一侧两端外（如图3、图4a/4b）,也可设置在底板16两侧（如图4c/4d）。箱体10及旋转轴50、电磁铁58或电机设置在一底座18上，当然也可是一个更大的箱体10，包围住激光发射头（朝向处有窗口）、电磁铁58、底座18。无障碍时，地面上的激光线稳定投影在固定位置（因为马路有一定的斜度，投影的激光线并不一定是一直线），如图1a/1a’，有障碍凸起时，一部分激光线照在凸起的障碍上，其在成像模块上的投影会上移（记录下首次上移的时间），如图1b/1b’、1c/1c’，根据上移的偏移量，能计算出障碍物的距离，并根据交通工具移动速度，可计算交通工具多长时间会遇到该障碍，交通工具应该如何动作，如果前方道路上有坑（台阶），那么在预期位置上应该有的激光线就会下移或者看不见，如图1d/1d’，这种情况也表明前方有障碍，不能跨越（也可通过计算下移的偏移量，根据经验值确定这个落差交通工具能通过）。进一步，根据线状激光发射头的斜向下的角度、感光元件上的线状激光线投影位置，甚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自动驾驶的传感器，其特征是在交通工具上设置至少一个朝向前方地面的线状激光发射装置(1)，在交通工具前部低于或高于线状激光发射装置(1)处设置至少一个数字成像模块(2)，数字成像模块(2)主要用于将线状激光线(1)在交通工具前方投影位置上的投影线摄入成像模块的CCD或CMOS感光元件上，所述的线状激光发射装置(1)包括一个能够围绕一根旋转轴(50)一定角度来回旋转摆动的底板(16)，底板(16)上至少设置一层并列的多个点状激光发射头(12)或张角小的一字线激光发射头(11)，通过来回旋转摆动，点状激光发射头(12)或张角小的一字线激光发射头(11)在前方投影面上投射出断续点或短线段构成的激光线，驱动底板(16)来回旋转摆动的是反复断续供电或正反向间隔供电的电磁铁(58)或电机，一字线激光发射头(11)的张角均垂直于交通工具的中轴线所在的面。

【技术特征摘要】
1.一种用于自动驾驶的传感器，其特征是在交通工具上设置至少一个朝向前方地面的线状激光发射装置(1)，在交通工具前部低于或高于线状激光发射装置(1)处设置至少一个数字成像模块(2)，数字成像模块(2)主要用于将线状激光线(1)在交通工具前方投影位置上的投影线摄入成像模块的CCD或CMOS感光元件上，所述的线状激光发射装置(1)包括一个能够围绕一根旋转轴(50)一定角度来回旋转摆动的底板(16)，底板(16)上至少设置一层并列的多个点状激光发射头(12)或张角小的一字线激光发射头(11)，通过来回旋转摆动，点状激光发射头(12)或张角小的一字线激光发射头(11)在前方投影面上投射出断续点或短线段构成的激光线，驱动底板(16)来回旋转摆动的是反复断续供电或正反向间隔供电的电磁铁(58)或电机，一字线激光发射头(11)的张角均垂直于交通工具的中轴线所在的面。2.根据权利要求1所述的一种用于自动驾驶的传感器，其特征是所述的线状激光发射装置(1)包含的平行或放射状排列多个点状激光发射头(12)或张角小的一字线激光发射头(11)有多层，多层叠合在底板(16)上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张舒怡，
申请(专利权)人：张舒怡，
类型：发明
国别省市：江苏;32