阅读说明：本技术 车载激光雷达刚柔混连自适应装置 (Rigid-flexible hybrid connection self-adaptive device for vehicle-mounted laser radar ) 是由 石欣 范智瑞 张杰毅 翟马强 徐淑源 朱家庆 田文彬 冷正立 周文博 李文昌 廖 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了车载激光雷达刚柔混连自适应装置,主要包括车载雷达、监控探头、通讯模块、连动装置、电机和柔性稳定装置。本发明可以有效防止雷达镜头的抖动。同时,本发明可以有效监测出周围环境的障碍物,从而提高雷达监测的精确性。(The invention discloses a rigid-flexible hybrid connection self-adaptive device for a vehicle-mounted laser radar, which mainly comprises the vehicle-mounted radar, a monitoring probe, a communication module, a linkage device, a motor and a flexible stabilizing device. The invention can effectively prevent the jitter of the radar lens. Meanwhile, the invention can effectively monitor the obstacles in the surrounding environment, thereby improving the accuracy of radar monitoring.)

车载激光雷达刚柔混连自适应装置

技术领域

本发明涉及激光通讯领域，具体是车载激光雷达刚柔混连自适应装置。

背景技术

无人驾驶发展至今，全球已有多家企业审布在2020年前后推出无人驾驶汽车。预测，自动驾驶汽车的全球市场份额需要花15-20年时间达到25％，带有公路和交通堵塞自动驾驶功能的汽车将率先上路应用；到2022年，带有城市自动驾驶模式汽车上路；2025年之后，完全无人驾驶汽车才会大量出现。

2017年，中国汽车工程学会发布了“节能与新能源汽车技术路线图”，其中就有提到，至2020年，汽车产业规模将达3000万辆，驾驶辅助/部分自动驾驶车辆的市场占有率将达50％；力求高度或完全自动驾驶汽车在2021年到2025年能够上市；2026年到2030年，每辆车都应采用无人驾驶或辅助驾驶系统，国内无人驾驶汽车数量将稳步上升。

激光雷达运用于无人驾驶领域，相比于摄像头图像识别系统，有着天然的深度优势，激光雷达发射激光束来探测目标的位置、速度等特征量。车载激光雷达采用多个激光发射器和接收器，建立三维点云图，从而达到实时环境感知的目的。激光雷达的优势在于三维建模，探测范围广，探测精度高。

而车载激光雷达，因为受到汽车晃动的影响，会出现精度损失，因此如何解决激光雷达抖动是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，车载激光雷达刚柔混连自适应装置，主要包括车载雷达、监控探头、通讯模块、连动装置、直流电机、柔性稳定装置和电源。

所述车载激光雷达具有反射镜。

所述监控探头监测雷达探测区域环境图像，并通过通讯模块发送至处理模块。

所述通讯模块为无线网络。

所述处理模块对雷达探测区域环境图像进行图像处理和识别，若雷达探测区域环境图像中识别出障碍物，则每隔t周期产生车载激光雷达反射镜转动角度信号θ_t＝θ_t+a，直至车载激光雷达发射的单线激光照射到障碍物。a为车载激光雷达反射镜转动角度信号调整值。t＝1,2，…。θ_t初始值为0。

所述处理模块对雷达探测区域环境图像进行图像处理和识别，若雷达探测区域环境图像中未识别出障碍物，则每隔t周期产生车载激光雷达反射镜转动角度信号θ_t'＝θ_t'+b，直至车载激光雷达发射的单线激光水平。b为车载激光雷达反射镜转动角度信号调整值。t＝1,2，…。θ_t'初始值为0。

每隔t周期，所述处理模块根据车载激光雷达反射镜转动角度信号θ_t或车载激光雷达反射镜转动角度信号θ_t'产生电机驱动信号。所述处理模块向直流电机发送电机驱动信号。

所述直流电机在接收到电机驱动信号后，带动连动装置微调雷达反射镜角度。

所述连动装置的一端连接直流电机，另一端连接车载雷达的反射镜。

所述连动装置由若干连动杆套接而成。

所述柔性稳定装置的一端固定在连动装置上，另一端连接车载雷达的反射镜。

所述柔性稳定装置采用琴钢线材料。

主反射镜将环境光反射至菲涅尔透镜。

所述电源为通讯模块、直流电机和监控探头供电。

本发明的技术效果是毋庸置疑的。本发明可以有效防止雷达镜头的抖动。同时，本发明可以有效监测出周围环境的障碍物，从而提高雷达监测的精确性。

附图说明

图1为雷达结构示意图；

图2为连动装置示意图；

图中，连动装置1、直流电机2、柔性稳定装置3、反射镜4、雷达固定支撑框架51、次反射镜52、发射光源53、菲涅尔透镜54、接收APD55、热沉配重模块56、码盘57、解码器58和斜面窗口59。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

参见图1和图2，车载激光雷达刚柔混连自适应装置，主要包括车载雷达、监控探头、通讯模块、连动装置1、直流电机2、柔性稳定装置3和电源；

所述车载激光雷达具有反射镜4。反射镜4为主反射镜。

进一步，车载激光雷达还包括激光雷达、雷达固定支撑框架51、次反射镜52、发射光源53、菲涅尔透镜54、接收APD(光电二极管)55、热沉配重模块56、码盘57、解码器58和斜面窗口59。

所述雷达固定支撑框架51用于支撑固定车载激光雷达。

所述发射光源53向次反射镜52发射激光源。次反射镜52的反射光由主反射镜4接收。

雷达固定支撑框架51的侧面具有斜面窗口59，周围环境光源通过斜面窗口59到达主反射镜4，并反射至菲涅尔透镜54。菲涅尔透镜54设置在主反射镜4下方，接收主反射镜4的反射光。

优选的，菲涅尔透镜54水平放置。

反射光通过菲涅尔透镜54到达接收APD(阵列激光成像)55，从而成像，也即得到雷达探测区域环境图像。

码盘57监测车载激光雷达转动角度θ_t或θ_t'，并由解码器解码得到。

热沉配重模块56固定雷达固定支撑框架51的底部，用于平衡车载激光雷达的运动。

车载激光雷达的探测角度范围为[0o,300o]。

所述监控探头监测雷达探测区域环境图像，并通过通讯模块发送至处理模块。

所述通讯模块为无线网络。

所述处理模块对雷达探测区域环境图像进行图像处理和识别，若雷达探测区域环境图像中识别出障碍物，则每隔t周期产生车载激光雷达反射镜转动角度信号θ_t＝θ_t+a，直至车载激光雷达发射的单线激光照射到障碍物。a为车载激光雷达反射镜转动角度信号调整值。t＝1,2，…。θ_t初始值为0。

所述处理模块对雷达探测区域环境图像进行图像处理和识别，若雷达探测区域环境图像中未识别出障碍物，则每隔t周期产生车载激光雷达反射镜转动角度信号θ_t'＝θ_t'+b，直至车载激光雷达发射的单线激光水平。b为车载激光雷达反射镜转动角度信号调整值。t＝1,2，…。θ_t'初始值为0。

每隔t周期，所述处理模块根据车载激光雷达反射镜转动角度信号θ_t或车载激光雷达反射镜转动角度信号θ_t'产生电机驱动信号。所述处理模块向直流电机2发送电机驱动信号。

所述直流电机2在接收到电机驱动信号后，带动连动装置1微调雷达反射镜4角度。

所述连动装置1的一端连接直流电机2，另一端连接车载雷达的反射镜4。

所述连动装置1由若干连动杆套接而成。

所述柔性稳定装置3的一端固定在连动装置1上，另一端连接车载雷达的反射镜4。

所述柔性稳定装置3采用琴钢线材料。

所述电源为通讯模块、直流电机2和监控探头供电。

实施例2：

车载激光雷达刚柔混连自适应装置，主要包括车载雷达、监控探头、通讯模块、连动装置1、直流电机2和柔性稳定装置3。

所述车载激光雷达具有反射镜4。

所述监控探头监测雷达探测区域环境图像，并通过通讯模块发送至处理模块。

所述处理模块对雷达探测区域环境图像进行图像处理和识别，若雷达探测区域环境图像中识别出障碍物，则每隔t周期产生车载激光雷达反射镜转动角度信号θ_t＝θ_t+a，直至车载激光雷达发射的单线激光照射到障碍物。a为车载激光雷达反射镜转动角度信号调整值。t＝1,2，…。θ_t初始值为0。

所述处理模块对雷达探测区域环境图像进行图像处理和识别，若雷达探测区域环境图像中未识别出障碍物，则每隔t周期产生车载激光雷达反射镜转动角度信号θ_t'＝θ_t'+b，直至车载激光雷达发射的单线激光水平。b为车载激光雷达反射镜转动角度信号调整值。t＝1,2，…。θ_t'初始值为0。

每隔t周期，所述处理模块根据车载激光雷达反射镜转动角度信号θ_t或车载激光雷达反射镜转动角度信号θ_t'产生电机驱动信号。所述处理模块向直流电机2发送电机驱动信号。

所述直流电机2在接收到电机驱动信号后，带动连动装置1微调雷达反射镜4角度。

所述连动装置1的一端连接直流电机2，另一端连接车载雷达的反射镜4。

所述柔性稳定装置3的一端固定在连动装置1上，另一端连接车载雷达的反射镜4。

实施例3：

车载激光雷达刚柔混连自适应装置，主要结构见实施例2，其中，还包括电源。

所述电源为通讯模块、直流电机2和监控探头供电。

实施例4：

车载激光雷达刚柔混连自适应装置，主要结构见实施例2，其中，所述柔性稳定装置3采用琴钢线材料，长度2mm，线径在0.15mm，其弹力系数为8000kg/mm²。柔性稳定装置3主要作用是被动防抖。当车载激光雷达在运动的过程中，发生碰撞颠簸，柔性稳定装置3能有效地保证激光雷达镜片不会剧烈抖动。

实施例5：

车载激光雷达刚柔混连自适应装置，主要结构见实施例2，其中，所述通讯模块为无线网络。

实施例6：

车载激光雷达刚柔混连自适应装置，主要结构见实施例2，其中，所述连动装置1由若干连动杆套接而成。