一种基于光强信号匹配的隧道内光感测距与定位装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于光强信号匹配的隧道内光感测距与定位装置，包括：感光组件以及信号采集组件，感光组件用于感知隧道中光照的周期变化，产生周期变化的电信号；信号采集组件的输入端与感光组件连接，用于接收感光组件生成的电信号并对电信号进行数字采样并输出。本实用新型专利技术避免了车辆在隧道中行驶时由于导航卫星信号被遮蔽而无法定位车辆具体位置的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光强信号匹配的隧道内光感测距与定位装置
本技术涉及光电探测
，尤其涉及一种基于光强信号匹配的车载或移动平台在隧道行驶环境中依据隧道照明变化进行测距和定位的隧道内光感测距与定位装置。
技术介绍
通常的车载测距和定位装置主要基于导航卫星定位技术，接收导航卫星的信号进行测距与定位，并可以将车辆的实时位置标记在电子地图上。但是当车辆处于一些特殊路段时，特别是当车辆驶入隧道后，由于隧道的遮挡，车辆搭载的基于导航卫星的测距和定位装置无法接收到卫星信号，因此无法测距与定位。目前车辆进入隧道中行驶时，常规的基于导航卫星信号的测距和定位装置通常处于搜索导航卫星信号状态中，行驶距离与位置等信息不再更新，当车辆驶出隧道后，系统重新搜索导航卫星信号，更新位置信息，在电子地图上标注出车辆的最新位置。当隧道较长或者隧道较多时，常规的测距与定位装置通常在一段相对较长的时间内无法搜索到导航卫星信号，会有较长的一段行驶距离无法测量，车辆位置也将无法更新，这导致了定位会出现较大的误差甚至定位错误。当需要车辆在隧道中的具体位置信息时，常规的测距与定位装置将无法提供准确的定位信息。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术突破了现有技术在隧道环境中无法测量车辆行驶距离和定位车辆位置的局限，提供了一种可以在隧道中利用隧道顶灯的照明进行行驶距离测量与定位的光感测距与定位装置，避免了车辆在隧道中行驶时由于导航卫星信号被遮蔽而无法定位车辆具体位置的情况。(二)技术方案根据本技术的一个方面，提供了一种基于光强信号匹配的隧道内光感测距与定位装置，包括：感知隧道中光照的周期变化并产生周期变化的电信号的感光组件；以及接收感光组件生成的电信号并对电信号进行数字采样并输出的信号采集组件，其输入端与感光组件连接。优选的，所述感光组件包括：光电探测器、直流电源、回路开关和回路电阻，所述光电探测器、直流电源、回路开关和回路电阻共同构成感光回路。优选的，所述光电探测器为光敏电阻器或光电二极管。优选的，所述光敏电阻器选择使用对可见光波段敏感的光敏电阻。优选的，所述光敏电阻器采用薄片结构。优选的，所述光敏电阻器安装在车辆的顶部或者贴合安装于前挡风玻璃的内侧。优选的，所述信号采集组件为数字采集卡。优选的，基于光强信号匹配的隧道内光感测距与定位装置还包括：信号处理与控制组件，其与信号采集组件的输出端连接，用于接收数字采样信号并对数字采样信号进行分析处理，生成车辆行驶距离信息，将距离信息与电子地图进行匹配得到定位信息；信号处理与控制组件还与感光组件连接，用于产生控制信号控制感光组件的工作状态。优选的，所述信号处理与控制组件为计算机，其中，计算机接收信号采集组件输出的数字采样信号，对其进行分析，提取数字采样信号的周期数、每个周期对应的时间，结合车辆提供的实时速度参数，计算车辆的行驶距离；计算机与所述回路开关相连，计算机产生控制信号输出至所述回路开关，控制所述回路开关的开/关，进而控制感光回路的工作状态。优选的，所述电子地图对车辆在隧道中的位置进行标记与定位，通过调整位置信息更新时间进行位置标记点更新。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本技术的隧道内光感测距与定位装置与现有技术相比较，至少具有以下有益效果其中之一：(1)使用感光组件作为隧道内光感测距与定位装置的探测单元，将隧道中顶灯照明的明暗变化转化为感光组件电流强度的变化，通过探测电流强度来进行电流信号的周期计数与计时，并结合车辆实时速率来进行测距，充分利用了隧道环境中的光照特点，避免了隧道中因无法搜索到导航卫星信号而导致的无法测距的问题；得到车辆行驶的距离信息后，通过距离信息与电子地图进行匹配，可以得到车辆在隧道中的位置信息，实现对车辆的定位，避免了隧道中由于导航卫星信号不稳定或无导航卫星信号而引起的无法定位的问题；(2)本技术的隧道内光感测距与定位装置结构简捷紧凑，可实现装置的小型化，便于在车辆或移动平台上安装，感光组件可以安装在车内空间，环境适应性好，可在严苛环境下工作，提高了隧道内光感测距与定位装置的适用性。附图说明图1为本技术实施例基于光强信号匹配的隧道内光感测距与定位装置的结构示意图。【主要元件】11-光电探测器；12-数字采集卡；13-计算机；21-直流电源；22-回路开关；23-回路电阻。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。在本技术的示例性实施例中，提供了一种基于光强信号匹配的隧道内光感测距与定位装置。本技术的一种基于光强信号匹配的隧道内光感测距与定位装置包括：感光组件、信号采集组件和信号处理与控制组件。感光组件感知隧道中光照的周期变化，产生周期变化的电信号，信号采集组件接收感光组件生成的电信号并对电信号进行数字采样并输出，信号处理与控制组件接收数字采样信号并保存，对数字采样信号进行分析处理，生成车辆行驶距离信息，将距离信息与电子地图进行匹配得到定位信息，信号处理与控制组件也产生控制信号控制感光组件的工作状态。图1为本技术实施例的结构示意图。如图1所示，所述感光组件包括光电探测器11、直流电源21、回路开关22和回路电阻23。光电探测器11、直流电源21、回路开关22和回路电阻23共同构成了感光回路，直流电源21在光电探测器11的正负极之间施加恒定的电压，当外界光照变化时，光电探测器11的光电流产生变化，光电流的变化引起感光回路中电流强度的变化，回路开关22与直流电源21连接，控制感光回路的通断，回路电阻23与回路开关22连接，回路电阻23起保护与限流作用。当回路开关22闭合，感光回路联通，光电探测器11在车辆于隧道中行驶时，隧道顶灯照明的明暗变化将引起光电探测器11的光电流发生变化，感光回路中的电流值也将随着照明的明暗变化而有规律地变化。优选地，光电探测器11为高灵敏度光敏电阻器。光敏电阻器的电阻值随外界光照条件变化，引起感光回路中电流强度的变化。当入射至光敏电阻器的光变强时，光敏电阻器的阻值变小，感光回路中的电流变大；当入射至光敏电阻器的光变弱时，光敏电阻器的阻值变大，感光回路中的电流变小。为了感知隧道中顶灯照明的明暗变化，光敏电阻器选择使用对可见光波段敏感的光敏电阻；为了吸收更多的光能，光敏电阻器采用薄片结构，增大感光面，薄片结构的光敏电阻器可安装在车辆的顶部或者贴合安装于前挡风玻璃的内侧，提高装置在环境中的适应性和稳定性。另外，光电探测器11也可选用高灵敏度光电二极管。光电二极管在受到光照时产生光电流，光电流强度随隧道中光照的明暗而变化，而光电流的变化则引起感光回路中电流大小的变化。当入射至光电二极管的光照变强时，光电二极管产生的光电流变大，感光回路中的电流变大；当入射至光电二极管的光照变弱时，光电二极管产生的光电流变小，感光回路中的电流变小。信号采集组件为数字采集卡12，数字采集卡12串联在感光回路中的光电探测器11和回路电阻23之间，数字采集卡12探测感光回路中的电流，并对电流信号进行采样，生成数字采样信号，数字采集卡12的输出端与信号处理与控制组件连接，将数字采样信号发送至信号处理与控制组件进行处理。信号处理与控制组件为计算机13，计算机13分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光强信号匹配的隧道内光感测距与定位装置，其特征在于，包括：感知隧道中光照的周期变化并产生周期变化的电信号的感光组件；接收感光组件生成的电信号并对电信号进行数字采样并输出的信号采集组件，其输入端与感光组件连接；以及接收数字采样信号并对数字采样信号进行分析处理，生成车辆行驶距离信息，将距离信息与电子地图进行匹配得到定位信息的信号处理与控制组件，该信号处理与控制组件与信号采集组件的输出端连接，还与感光组件连接，用于产生控制信号控制感光组件的工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种基于光强信号匹配的隧道内光感测距与定位装置，其特征在于，包括：感知隧道中光照的周期变化并产生周期变化的电信号的感光组件；接收感光组件生成的电信号并对电信号进行数字采样并输出的信号采集组件，其输入端与感光组件连接；以及接收数字采样信号并对数字采样信号进行分析处理，生成车辆行驶距离信息，将距离信息与电子地图进行匹配得到定位信息的信号处理与控制组件，该信号处理与控制组件与信号采集组件的输出端连接，还与感光组件连接，用于产生控制信号控制感光组件的工作状态。2.根据权利要求1所述的隧道内光感测距与定位装置，其特征在于，所述感光组件包括：光电探测器、直流电源、回路开关和回路电阻，所述光电探测器、直流电源、回路开关和回路电阻共同构成感光回路。3.根据权利要求2所述的隧道内光感测距与定位装置，其特征在于，所述光电探测器为光敏电阻器或光电二极管。4.根据权利要求3所述的隧道内光感测距与定位装置，其特征在于，所述光敏电阻器选择使用对可见光波段敏感的光敏电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李传荣，陈育伟，王震，吴昊昊，李伟，胡坚，田咪，李晓辉，刘照言，周春城，贺文静，张慧静，孟凡荣，唐健，
申请(专利权)人：中国科学院光电研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11