【技术实现步骤摘要】
一种用于高速公路隧道路面异物检测的激光雷达系统及方法
本专利技术涉及激光雷达
，尤其是涉及一种用于高速公路隧道路面异物检测的激光雷达系统及方法。
技术介绍
近年来，我国高速公路隧道建设得到飞速发展，公路隧道总长持续高速增长，平均年增速度超过24％，已然成为交通车辆通行的关键路段。而隧道作为高速公路上的特殊结构物，具有环境信息复杂的特点，当隧道路面存在落石、过往汽车抛撒物等异物时，绝大多数驾驶员因为隧道内部能见度低、视野狭窄、出入口处黑洞和白洞效应等交通特点，驾驶员来不及提前采取有效措施避开这些异物，当车辆轮胎高速驶过异物时，极易导致车辆失控；驾驶员或是往往会不经意地采取强制性紧急制动措施或紧急变道措施，紧急制动会引发车辆甩尾和侧翻，而紧急变道则容易导致车辆失控，从而造成惨重的人员伤亡和重大的财产损失，因此高速隧道路面异物的存在，大大降低了高速隧道路面的行车安全系数，对行驶车辆形成路面障碍，极大地增加了其发生交通事故的可能性。目前我国已经建立了一定规模的高速公路隧道基础设施和隧道监控系统，如测速设备、烟雾报警器、...
【技术保护点】
1.一种用于高速公路隧道路面异物检测的激光雷达系统，其特征是：包括导轨伺服运动单元(1)和激光雷达单元(2)；所述导轨伺服运动单元(1)包括沿隧道顶部纵向安装的导轨、滚珠丝杠和伺服电机；所述激光雷达单元(2)安装在导轨伺服运动单元(1)导轨上，并在伺服电机带动下沿导轨移动；所述激光雷达单元(2)包括现场可编程门阵列FPGA(3)、LD脉冲激光器驱动电路(4)、LD脉冲激光器(5)、光束整形透镜(6)、分光器件(7)、PIN光电二极管(8)、单轴MEMS微镜(9)、接收透镜(10)、APD线列探测器(11)、信号处理电路(12)、时刻鉴别电路(13)、单轴MEMS微镜驱动电路...
【技术特征摘要】
1.一种用于高速公路隧道路面异物检测的激光雷达系统，其特征是：包括导轨伺服运动单元(1)和激光雷达单元(2)；所述导轨伺服运动单元(1)包括沿隧道顶部纵向安装的导轨、滚珠丝杠和伺服电机；所述激光雷达单元(2)安装在导轨伺服运动单元(1)导轨上，并在伺服电机带动下沿导轨移动；所述激光雷达单元(2)包括现场可编程门阵列FPGA(3)、LD脉冲激光器驱动电路(4)、LD脉冲激光器(5)、光束整形透镜(6)、分光器件(7)、PIN光电二极管(8)、单轴MEMS微镜(9)、接收透镜(10)、APD线列探测器(11)、信号处理电路(12)、时刻鉴别电路(13)、单轴MEMS微镜驱动电路(14)；
所述FPGA(3)的一输出端与LD脉冲激光器驱动电路(4)相连，LD脉冲激光器驱动电路(4)与LD脉冲激光器(5)输入端相连，LD脉冲激光器(5)发射激光脉冲信号至分光器件(7)；分光器件(7)用于将接入的激光脉冲信号分成两路，一路信号接入PIN光电二极管(8)，PIN光电二极管(8)与时刻鉴别电路(13)相连，以确定激光脉冲的飞行起始时刻，另一路信号经光束整形透镜(6)、单轴MEMS微镜(9)向高速公路隧道路面(15)反射，产生激光脉冲回波信号；
所述FPGA(3)的另一输出端与单轴MEMS微镜驱动电路(14)相连，单轴MEMS微镜驱动电路(14)与单轴MEMS微镜(9)相连，以驱动其进行沿高速公路隧道路面(15)横向方向的谐振运动；
所述高速公路隧道路面(15)反射产生的激光脉冲回波信号经接收透镜(10)接入APD线列探测器(11)，以确定激光脉冲飞行停止时刻信号和激光回波信号幅值，APD线列探测器(11)与信号处理电路(12)相连，信号处理电路(12)分别与时刻鉴别电路(13)和FPGA(3)的输入端相连，时刻鉴别电路(13)的输出端与FPGA(3)的输入端相连。
2.如权利要求1所述的一种用于高速公路隧道路面异物检测的激光雷达系统，其特征是：所述导轨伺服运动单元(1)的导轨安装于隧道顶部的一侧。
3.如权利要求1-2任一项所述的一种用于高速公路隧道路面异物检测的方法，其特征是：包括以下六个步骤
S1.导轨伺服运动单元(1)按照一定的给进速度驱动激光雷达单元(2)沿导轨匀速运动。
S2.激光雷达单元(2)的FPGA(3)根据系统单轴MEMS微镜(9)的扫描角度及扫描速度、光束整形透镜(6)产生的条状激光光斑长度、激光雷达单元(2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭志永，高挺挺，谢光辉，穆学桢，雷卫宁，严毅，周树平，刘振力，
申请(专利权)人：中国空空导弹研究院，
类型：发明
国别省市：河南;41
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