本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種汽車防撞雷達(dá)干擾信號(hào)的預(yù)防及處理方法，該方法包括以下步驟：1)信號(hào)處理單元控制激光器發(fā)出隨機(jī)光信號(hào)，避免形成多幀干擾；2)控制接收視場(chǎng)角度，減少干擾產(chǎn)生幾率；3)信號(hào)處理單元進(jìn)行濾波處理，并消除干擾。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利技術(shù)具有成本低、信號(hào)處理簡(jiǎn)單，能消除低成本汽車防撞激光雷達(dá)對(duì)鄰車防撞激光雷達(dá)的干擾等優(yōu)點(diǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種干擾信號(hào)的預(yù)防及處理方法，尤其是涉及。
技術(shù)介紹
統(tǒng)計(jì)表明，70% 90%的交通事故是由于駕駛員操作失誤造成的。最有效降低事故的方法就是讓車輛具有碰撞報(bào)警或主動(dòng)避撞功能。激光線掃雷達(dá)，通過聚焦很好的低能級(jí)激光，掃描行駛前方，獲得障礙的距離與方位信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員的提醒，有效防止追尾惡性事故。在同向運(yùn)動(dòng)的車都安裝防撞激光雷達(dá)時(shí)，由于使用的激光波長(zhǎng)一樣，對(duì)于同一障礙肯定會(huì)同時(shí)掃描到，這樣就會(huì)導(dǎo)致測(cè)距信息錯(cuò)亂，從而影響判斷。現(xiàn)有的激光汽車防撞雷達(dá)系統(tǒng)采用了多種方法來解決相互干擾問題。一種方法是對(duì)激光汽車防撞雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行編碼，如美國專利US57M124，其復(fù)雜性導(dǎo)致成本上升，不利于推廣。用偽隨機(jī)碼發(fā)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼對(duì)連續(xù)波激光雷達(dá)的激光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，受隨機(jī)碼長(zhǎng)和調(diào)制速率的限制，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)率下降，不利于高幀頻回波信息的獲得，影響高速行駛狀態(tài)下的測(cè)量，而這恰好是汽車行駛中需要重點(diǎn)保障的。專利技術(shù)專利CN101363914A公開了一種基于混沌激光雷達(dá)汽車防撞系統(tǒng)及方法。其特點(diǎn)是將混沌激光器產(chǎn)生的混沌激光作為雷達(dá)信號(hào)，經(jīng)分束器后分為兩束，一束作為參考信號(hào)，另一束作為發(fā)射信號(hào)通過掃描裝置對(duì)目標(biāo)障礙物進(jìn)行掃描探測(cè)，利用接收器分別接收參考信號(hào)及經(jīng)目標(biāo)物反射的回波信號(hào)，通過對(duì)回波信號(hào)與參考信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算得到回波信號(hào)的延遲時(shí)間進(jìn)而計(jì)算得到目標(biāo)障礙物的距離，同時(shí)根據(jù)在確定時(shí)間間隔內(nèi)的距離差計(jì)算得到汽車與目標(biāo)障礙物的相對(duì)速度。混沌激光的產(chǎn)生是由光反饋半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的。用光反饋半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生混沌激光，相對(duì)直接用脈沖半導(dǎo)體激光器來說，成本還是高出很多，另外其光路結(jié)構(gòu)也過于復(fù)雜，導(dǎo)致加工成本、裝調(diào)成本大大上升；另外，實(shí)用中采用數(shù)字相關(guān)器還需要面對(duì)很多困難。目前方法不是采用復(fù)雜電路，就是利用復(fù)雜光路，難以降低成本。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種信號(hào)處理簡(jiǎn)單， 能消除低成本汽車防撞激光雷達(dá)對(duì)鄰車防撞激光雷達(dá)的干擾的汽車防撞雷達(dá)干擾信號(hào)的預(yù)防及處理方法。本專利技術(shù)的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，其特征在于，該方法包括以下步驟1)信號(hào)處理單元控制激光器發(fā)出隨機(jī)光信號(hào)，避免形成多幀干擾；幻控制接收視場(chǎng)角度，減少干擾產(chǎn)生幾率；幻信號(hào)處理單元進(jìn)行濾波處理，并消除干擾。所述的步驟1)具體為信號(hào)處理單元內(nèi)部的隨機(jī)發(fā)生器在2微秒內(nèi)的任意時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)脈沖，觸發(fā)脈沖觸發(fā)激光器產(chǎn)生一個(gè)窄脈沖光信號(hào)。所述的步驟幻中的接收視場(chǎng)角可以通過聚焦透鏡的參數(shù)調(diào)節(jié)。所述的步驟幻中的濾波處理消除干擾包括采用距離門，若回波在給定閥值之外則判斷為干擾，并進(jìn)行濾波消除，否則判斷為有效信號(hào)；采用相鄰幀進(jìn)行濾波，若回波在兩個(gè)相鄰幀中不存在依存性，則判斷為干擾，并進(jìn)行濾波消除，否則判斷為有效信號(hào)。所述的給定閥值包括150m。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)1、不用增加額外結(jié)構(gòu)，成本得到降低，且信號(hào)處理簡(jiǎn)單；2、大幅度降低鄰車同類回波信號(hào)落入本車探測(cè)單元的概率；3、消除低成本汽車防撞激光雷達(dá)對(duì)鄰車防撞激光雷達(dá)的干擾。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖1中1為信號(hào)處理單元、2為激光器、3為穿孔鏡、4為掃描轉(zhuǎn)鼓、5為接收聚焦透鏡、6為APD測(cè)量單元、7為光電感應(yīng)器。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例如圖1所示，信號(hào)處理單元1隨機(jī)發(fā)生一個(gè)觸發(fā)脈沖，觸發(fā)激光器2發(fā)出一個(gè)25ns 的窄脈沖光信號(hào)，由穿孔鏡3中心射出，通過掃描轉(zhuǎn)鼓4的反射，照射到障礙目標(biāo)上，障礙目標(biāo)的光回波通過轉(zhuǎn)鼓4，按照原路返回，由穿孔鏡3反射、接收聚焦透鏡5光學(xué)聚焦后落在 APD測(cè)量單元6上，信號(hào)處理器單元1對(duì)發(fā)射脈沖與回波的光脈沖飛行時(shí)間進(jìn)行比較，再乘以速度就可以得到障礙物相對(duì)探測(cè)設(shè)備的距離，同時(shí)掃描轉(zhuǎn)鼓4上的鋸齒通過光電感應(yīng)器 7形成測(cè)角單元，可以測(cè)得障礙物的角度信息，兩者獲得的信息共同構(gòu)成障礙數(shù)據(jù)，由信息處理單元1判斷，做出障礙的告警信號(hào)。激光器(1)脈沖的頻率為50KHz。接收器(6)采用APD作為探測(cè)單元，它和透鏡組(5)共同構(gòu)成一個(gè)IOmrad左右的窄接收視場(chǎng)，以減小相鄰車的視場(chǎng)在空間掃描時(shí)交叉的概率。信號(hào)處理單元(1)對(duì)回波時(shí)間超過Ius的都認(rèn)為是干擾，加以剔除。信號(hào)處理單元(1)觸發(fā)脈沖的產(chǎn)生由內(nèi)部隨機(jī)發(fā)生器在2μ s內(nèi)任意時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生。濾波算法是由信號(hào)處理單元(1)，結(jié)合前后掃描幀，判斷是否為干擾，從而將把非本車發(fā)射的激光脈沖回波基本抑制，實(shí)現(xiàn)對(duì)相鄰車干擾的消除。該方法包括3種方式對(duì)干擾進(jìn)行處理1、窄發(fā)射脈沖，距離門控制，使鄰車回波激光無效。采用窄脈沖，降低占空比；利用距離門，確定回波范圍，例如150m以外的回波就當(dāng)成干擾，落入距離門中的信號(hào)，當(dāng)成有效。當(dāng)采用50KHz重頻時(shí)，每個(gè)脈沖周期為20 μ s， 若采用25ns寬度的脈沖，取150m范圍的距離門，時(shí)間范圍1 μ s。其它脈沖落入有效測(cè)量范圍內(nèi)的概率為1/20 = 0.05。2、窄接收視場(chǎng)通常情況下，為了獲得良好的角分辨率，發(fā)射激光都需要經(jīng)過準(zhǔn)直，這樣發(fā)射光照射在目標(biāo)上的光斑一般很小，為采用窄接收視場(chǎng)創(chuàng)造了條件。目標(biāo)反射的回波，可以當(dāng)成平行光，經(jīng)過轉(zhuǎn)鼓反射沿發(fā)射光路照射到穿孔鏡上。穿孔鏡起始是一個(gè)分光機(jī)構(gòu)，發(fā)射光從中心發(fā)射，回波由背面的反射層折射到聚焦透鏡，最后在APD接收單元上形成電脈沖信號(hào)。通過設(shè)計(jì)聚焦透鏡的參數(shù)可以控制接收視場(chǎng)角，當(dāng)采用120°掃描范圍，即2.09rad，探測(cè)視場(chǎng)角度設(shè)置為0. OlradJP lOmrad。兩車掃描存在交叉時(shí)，落入對(duì)方探測(cè)器的概率為 0. 01/2. 09 = 0. 004775。3、設(shè)置隨機(jī)起始點(diǎn)，避免兩個(gè)設(shè)備同速度、同方向掃描時(shí)形成多幀干擾的極端情況出現(xiàn)。每個(gè)轉(zhuǎn)鼓鏡面的起始與結(jié)束部位對(duì)應(yīng)的是車道上很偏的障礙目標(biāo)，不會(huì)對(duì)本車形成威脅，從而可以設(shè)置一個(gè)范圍(如100 μ S)，讓下一條掃描線的起點(diǎn)時(shí)刻隨機(jī)產(chǎn)生。采用始發(fā)點(diǎn)隨機(jī)的最大好處就是可以防止兩個(gè)設(shè)備同速度、同方向掃描從而造成交叉點(diǎn)較多、 干擾嚴(yán)重的情況。讓每條線掃描的起始點(diǎn)在100 μ s范圍內(nèi)隨機(jī)啟動(dòng)，且取1 μ S的距離門， 則相鄰設(shè)備可能同時(shí)啟動(dòng)的概率為1/100 = 0. 01。綜合三種方式，相鄰設(shè)備產(chǎn)生交叉干擾的概率為概率P = 0. 05X0. 004775X0. 01 ^ 2. 4Χ1(Γ6可見采用這三種方式之后，每掃描一條激光線，回波中存在相鄰車設(shè)備形成的干擾的概率是很低的。如果再采用濾波，就基本上可以將干擾消除。權(quán)利要求1.，其特征在于，該方法包括以下步驟1)信號(hào)處理單元控制激光器發(fā)出隨機(jī)光信號(hào)，避免形成多幀干擾；2)控制接收視場(chǎng)角度，減少干擾產(chǎn)生幾率；3)信號(hào)處理單元進(jìn)行濾波處理，并消除干擾。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于，所述的步驟1)具體為信號(hào)處理單元內(nèi)部的隨機(jī)發(fā)生器在2微秒內(nèi)的任意時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)脈沖，觸發(fā)脈沖觸發(fā)激光器產(chǎn)生一個(gè)窄脈沖光信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車防撞雷達(dá)激光干擾信號(hào)的預(yù)防及處理方法，其特征在于，所述的步驟2、中的接收視場(chǎng)角可以通過聚焦透鏡的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的，其特征在于，所述的步驟3)中的濾波處理消除干擾包括采用距離門，若回波在給定閥值之外則判斷為干擾，并進(jìn)行濾波消本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種汽車防撞雷達(dá)干擾信號(hào)的預(yù)防及處理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：１）信號(hào)處理單元控制激光器發(fā)出隨機(jī)光信號(hào)，避免形成多幀干擾；２）控制接收視場(chǎng)角度，減少干擾產(chǎn)生幾率；３）信號(hào)處理單元進(jìn)行濾波處理，并消除干擾。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李少勤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：李少勤，
類型：發(fā)明
國別省市：31
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