一种基于多路激光雷达的车载智能语音报警系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于多路激光雷达的车载智能语音报警系统，包括安装在叉车或货车的四个方位，分别用于监控叉车或货车前后左右四个方位安全状况的激光雷达；所述的激光雷达通过数据线与微控制器连接，所述的微控制器通过信号线与存储模块和语音芯片连接，进行数据传输；所述的语音芯片通过语音功率放大器与扬声器连接；所述的微控制器分别控制四路激光雷达的转动和点云数据的接收，每路激光雷达都通过串口不断将数据传输到微控制器，同时微控制器将激光雷达每个角度的数据都缓存在存储模块中。模块中。模块中。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多路激光雷达的车载智能语音报警系统


[0001]本技术涉及车载周边安全监控和避障
，尤其涉及一种基于多路激光雷达数据的、应用于叉车或货车的、车载智能识别障碍系统和智能语音报警装置。

技术介绍

[0002]出于安全运输的考虑，在运载货物的叉车或货车上往往需要安装各种类型的传感器，比如红外传感器、距离传感器、CMOS摄像头、声呐、激光雷达等，并基于这些传感器的信号识别和判断叉车四周的故障物方位和距离、异常闯入情况等，进行语音提示和报警。
[0003]目前，叉车或货车上所安装的报警系统一般只采用单个传感器，功能单一，所获取的信息有限，而且存在视觉识别的盲区，无法覆盖叉车的四周环境；而且传感器需要多种传感器配合，整体方案复杂且昂贵；或者是不能准确、实时地识别到故障物的方位、距离和移动速度，无法准确地判断是否与叉车相撞；而且报警功能简单，没有更多的报警提示信息，驾驶员或者后台监控者无法判断四周的碰撞风险和隐患。

技术实现思路

[0004]本技术提出了一种基于多路激光雷达的车载智能语音报警系统，实现对叉车或货车四周情况的实时监控异常闯入物或故障物的方位、距离和移动速度、并播放对应情形下的报警语音，使得驾驶员或后台监控者及时地知道四周准确的安全信息；可有效的解决上述技术问题。
[0005]本技术通过以下技术方案实现：
[0006]一种基于多路激光雷达的车载智能语音报警系统，包括安装在叉车或货车的四个方位，分别用于监控叉车或货车前后左右四个方位安全状况的多个激光雷达；所述的多个激光雷达分别通过数据线与微控制器连接，所述的微控制器通过信号线与存储模块和语音芯片连接，进行数据传输；所述的语音芯片通过语音功率放大器与扬声器连接；所述的微控制器分别控制四路激光雷达的转动和点云数据的接收，每路激光雷达都通过串口不断将数据传输到微控制器，同时微控制器将激光雷达每个角度的数据都缓存在存储模块中。
[0007]进一步的，所述激光雷达采用3.3V-LVTTL电平，经过缓冲器U1转换为3.3V-LVCMOS电平，再连接到微控制器。
[0008]进一步的，所述微控制器是支持多路通讯的处理器，或是支持多路通讯的CPLD，或是支持多路通讯的FPGA；微控制器与激光雷达之间采用UART串口、或SPI、或IIC进行通讯连接。
[0009]进一步的，所述的存储芯片采用Flash存储模块，Flash存储模块通过MISO管脚将矩阵数据发送给微控制器。
[0010]进一步的，当所述的微控制器需要往Flash存储模块中写入帧数据时，将/CS管脚拉低，将/WP管脚拉高，CLK发送24MHz时钟，MOSI管脚将帧数据传送给Flash存储模块。
[0011]进一步的，当所述的激光雷达完成一圈数据的缓存，微控制器需要读取整圈的矩
阵数据出来分析时，再将/CS管脚拉低，将/WP管脚拉低，CLK发送24MHz时钟，MOSI管脚先发送读取的指令和地址。
[0012]进一步的，所述语音芯片通过串口与微控制器连接，语音芯片通过SPI接口与大容量存储器相连；所述大容量存储器预先烧录了不同的报警语音数据；所述语音芯片读取存储器中的语音数据，并利用内部集成的音频DAC，产生音频模拟信号；所述模拟信号经过音频功放的放大，直接驱动扬声器播放特定的报警语音。
[0013]进一步的，所述的大容量存储器采用Flash芯片、或SD卡、或TF卡，内部可存放多套语音数据。
[0014]进一步的，所述的微控制器通过UART6将组合指令信息发送给语音芯片，当微控制器根据所获取的障碍物的方位和速度信息，判定需要实时报警时，将播放信息。
[0015]进一步的，所述的播放信息包括方位和速度的信息；组合指令信息包括“方位指令”、“速度指令”、“停车指令”这些指令信息；所播放的定制语音效果为：“有物体从
ꢀ“
方位
”ꢀ“
速度
”ꢀ
靠近，请
ꢀ“
减速/停车
”ꢀ”
。
[0016]（三）有益效果
[0017]本技术提出的一种基于多路激光雷达的车载智能语音报警系统，与现有技术相比较，其具有以下有益效果：
[0018]（1）本技术方案采用四路激光雷达，分别覆盖四个方位的空间环境，通过点云计算合成出叉车四周360
°
的平面地图，能支持多路激光雷达数据的接收和监控，实时地监控叉车四周360
°
的环境情况，且快速地获取到四周环境的信息，作出判别是否有异常靠近物体，达到了高灵敏度、实时的监控。优于目前仅支持单路雷达的系统、或仅支持其它单一传感器的系统，如红外传感器、毫米波传感器等。
[0019]（2）本技术方案通过激光雷达搜集的信息，可判别出有异常物体在哪个方位、以什么速度靠近时，再通过语音芯片和音频功放，实时地播放定制语音，提醒司机或者后台监控，哪个方位有快速、异常靠近的情况。
[0020]（3）本技术方案实现了四路激光雷达信号输入、计算合成出叉车四周360
°
的平面地图、并智能地播放带有方位、速度信息的异常物体靠近的报警语音，实时地为司机或者后台监控提供详细的报警信息。
附图说明
[0021]图1是本技术的总体系统架构示意框图。
[0022]图2是本技术中激光雷达与微控制器的电路连接示意图。
[0023]图3是本技术激光雷达的上报扫查数据帧示意图。
[0024]图4是本技术中Flash存储模块内缓存的矩阵空间示意图。
[0025]图5是本技术中微控制器绘制的当前圈的点云平面图。
[0026]图6是本技术中微控制器和Flash存储模块的电路连接图。
[0027]图7是本技术中语音芯片U4的电路连接示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述。所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在不脱离本技术设计构思的前提下，本领域普通人员对本技术的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本技术的保护范围。
[0029]实施例：
[0030]如图1所示，一种基于多路激光雷达的车载智能语音报警系统，包括安装在叉车或货车的四个方位，分别用于监控叉车或货车前后左右四个方位安全状况的多个激光雷达；本实施例中设置了4个，每个方位各安装一个；4个激光雷达分别通过与串口连接的数据线与微控制器连接，微控制器通过串口和信号线与存储模块和语音芯片连接，进行数据传输；所述的语音芯片通过语音功率放大器与扬声器连接；所述的微控制器分别控制四路激光雷达的转动和点云数据的接收，每路激光雷达都通过串口不断将数据传输到微控制器，同时微控制器将激光雷达每个角度的数据都缓存在存储模块中。
[0031]微控制器是支持多路通讯的处理器，或是支持多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多路激光雷达的车载智能语音报警系统，其特征在于：包括安装在叉车或货车的四个方位，分别用于监控叉车或货车前后左右四个方位安全状况的多个激光雷达；所述的多个激光雷达分别通过数据线与微控制器连接，所述的微控制器通过信号线与存储模块和语音芯片连接，进行数据传输；所述的语音芯片通过语音功率放大器与扬声器连接；所述的微控制器分别控制四路激光雷达的转动和点云数据的接收，每路激光雷达都通过串口不断将数据传输到微控制器，同时微控制器将激光雷达每个角度的数据都缓存在存储模块中。2.根据权利要求1所述的一种基于多路激光雷达的车载智能语音报警系统，其特征在于：所述激光雷达采用3.3V-LVTTL电平，经过缓冲器U1转换为3.3V-LVCMOS电平，再连接到微控制器。3.根据权利要求1所述的一种基于多路激光雷达的车载智能语音报警系统，其特征在于：所述微控制器是支持多路通讯的处理器，或是支持多路通讯的CPLD，或是支持多路通讯的FPGA；微控制器与激光雷达之间采用UART串口、或SPI、或IIC进行通讯连接。4.根据权利要求1所述的一种基于多路激光雷达的车载智能语音报警系统，其特征在于：所述的存储模块采用Flash存储模块，Flash存储模块通过MISO管脚将矩阵数据发送给微控制器。5.根据权利要求4所述的一种基于多路激光雷达的车载智能语音报警系统，其特征在于：当所述的微控制器需要往Flash存储模块中写入帧数据时，将/CS管脚拉低，将/WP管脚拉高，C...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴丽钰，江锋，刘辉，刘军，颜秀梅，
申请(专利权)人：江苏自然数智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：