一种基于STM32数据采集控制的激光雷达报警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于STM32数据采集控制的激光雷达报警系统，涉及安全技术领域，包括激光雷达模块和控制模块；控制模块包括低端处理单元和高端处理单元；低端处理单元获取激光雷达模块中的数据，获取点云数据，对点云数据进行处理，去除因团状雾形成的点云数据，得到有效的点云数据；高端处理单元采用红外感知模块感知前行方向的热源，对热源的移动轨迹进行获取后，通过预测单元对热源的移动进行预测通过利用激光雷达模块实现物体轮廓的捕捉和显示，本申请首先利用低端处理单元，在降雨量较小时，能够对物体的距离以及轮廓进行获取；在雨水较大时，本申请可以通过利用红外热源感知热源，通过热源的移动位置和检测点的位置进行比对。比对。比对。

【技术实现步骤摘要】
一种基于STM32数据采集控制的激光雷达报警系统


[0001]本专利技术涉及安全
，具体为一种基于STM32数据采集控制的激光雷达报警系统。

技术介绍

[0002]激光雷达就是按照测距的原理，构造出在雷达检测范围内物体的外部姓张，其中激光雷达分为两种，分别是脉冲式和相位式，脉冲式是通过激光向着目标发射一束很窄的光脉冲，系统通过测量从信号发出到信号返回的时间间隔来确定激光器到目标物的距离，即是通过路程等于速度和时间之和的公式得到；相位式是对激光束进行幅度调制并测定调制光，往返测线一次所需要的相位延迟，利用调制光的波长，换算成此相位延迟所代表的距离，主要用于较近距离的测量。综上，雷达激光主要是得到目标物外形的以及目标物距离的仪器。
[0003]在申请号为：202020042552.X的专利文件中，公开了一种基于STM32的激光雷达三维成像系统，并具体公开了利用数据采集单元发射脉冲式激光源到被测物表面并接收从物体表面返回的回波信号转换成电信号传输到STM32的主控制板中，STM32单片机再将数据传输到数据处理、三维建模单元进行数据处理和三维建模，得到被测物体的三维图像，在PC端进行显示。
[0004]但是在下雨时，激光雷达受到雨雪的影响很大，尤其是激光雷达的检测精度，随着雨量的增大，激光最远探测距离线性下降，由于雨和雾都是小水滴构成的，雨滴的半径和分布密度都决定了激光在传播过程中与之相撞的概率，相撞的概率越高，激光的传播速度受到影响，且由于地面上的积水，还可能会造成激光检测出现“海市蜃楼”的现象，影响到激光雷达检测出的物体形状，例如在汽车行驶过程中，可能会由于检测精度的原因，导致灾祸的发生。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供了一种基于STM32数据采集控制的激光雷达报警系统。
[0006]本专利技术所解决的技术问题为：解决在下雨时随着雨量的增大，激光最远探测距离线性下降，由于雨和雾都是小水滴构成的，雨滴的半径和分布密度都决定了激光在传播过程中与之相撞的概率，相撞的概率越高的问题，同时解决且由于地面上的积水，还可能会造成激光检测出现“海市蜃楼”的现象，影响到激光雷达检测出的物体形状，例如在汽车行驶过程中，可能会由于检测精度的原因，导致灾祸的发生的问题。
[0007]本专利技术可以通过以下技术方案实现：一种基于STM32数据采集控制的激光雷达报警系统，包括激光雷达模块和控制模块，激光雷达模块用于通过发射激光得到点云数据，对数据处理后得到模型，将模型发送到控制模块；控制模块用于将接收的模型分析处理，对不同环境下使用不同的方式响应，控制报警模块进行报警；
[0008]控制模块包括低端处理单元和高端处理单元；
[0009]低端处理单元获取激光雷达模块中的数据，获取点云数据，对点云数据进行处理，去除因团状雾形成的点云数据，得到有效的点云数据；
[0010]高端处理单元采用红外感知模块感知前行方向的热源，对热源的移动轨迹进行获取后，通过预测单元对热源的移动进行预测。
[0011]本专利技术的进一步技术改进在于：低端处理单元去除因团状雾形成的点云数据的过程包括：
[0012]步骤一、将获取的点云数据根据点云数据的分布密度进行分区，得到若干个数据集区，对得到的数据集区进行分别定义；
[0013]步骤二、将数据集区内的点云数据根据距离检测点的距离进行划分，得到若干个相等距离的数据集合，删除除了距离相等的数据集合之外的数据，得到有效数据集合；
[0014]步骤三、对所有数据集区内的数据集合进行调取，得到整合数据；
[0015]步骤四、对整合数据重复步骤一和步骤二，得到最终数据，最终数据的分布作为物体的轮廓。
[0016]本专利技术的进一步技术改进在于：高端处理单元中通过预测单元对热源的移动进行预测步骤包括：
[0017]步骤五、热源感知模块获取热源的位置，将热源的位置发送到预测模块中，预测模块将热源的位置记录在地图上，记录为M1；
[0018]步骤六、设置采样周期时间TN，在采样周期时间TN内采样多组该热源的位置，分别记录为M2、M3...Mn，n为大于1的正整数，预测模块将热源的对应位置分别记录在图表上；
[0019]步骤七、将所得的图表上离散的位置点拟合成一条拟合曲线，得到热源运行轨迹，预测模块预测热源运行轨迹的未来运动路线以及未来运动时间，得到靠近设定点的时间和靠近检测点的时间。
[0020]本专利技术的进一步技术改进在于：还包括天气关联模块，天气关联模块获取未来天气情况，将天气情况发送到控制模块中，控制模块对天气情况进行处理分析后得到预测值PR，通过预测值PR的大小控制报警模块的报警。
[0021]本专利技术的进一步技术改进在于：预测值PR的获取过程包括：通过天气关联模块获得降雨的可能性KE和降雨量JE，通过公式得到预测值PR，ME、α和β是预设值。
[0022]本专利技术的进一步技术改进在于：报警模块包括低端单元、高端单元和预警单元，低端单元获取物体的轮廓，得到物体轮廓距离检测点的距离，在物体轮廓距离检测点的距离在设定值以内时，发送危险信号给报警模块；高端单元将预测热源靠近设定点的时间和靠近检测点的时间差值，判断热源的移动速度，热源靠近设定点的时间和靠近检测点的时间差值在设定值内时，发送危险信号给报警模块；预警单元获取预测值PR，若预测值PR小于预设值时，发送阻碍信号给报警模块。
[0023]本专利技术的进一步技术改进在于：还包括电机驱动模块，电机驱动模块采用双电机驱动，伺服驱动器控制直流电机，电机驱动模块给激光雷达模块和控制模块提供电力支持。
[0024]本专利技术的进一步技术改进在于：控制模块采用的是STM32芯片。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具备以下有益效果：
[0026]1、在本申请中，通过利用激光雷达模块实现物体轮廓的捕捉和显示，同时本申请
首先利用低端处理单元，在降雨量较小时，通过将获取的点云数据根据点云数据的分布密度进行分区，得到若干个数据集区，对得到的数据集区进行分别定义，将数据集区内的点云数据根据距离检测点的距离进行划分，得到若干个相等距离的数据集合，删除除了距离相等的数据集合之外的数据，得到有效数据集合，随后对有效数据集合进行上述操作，得到了在排除少量雨水形成团状雾产生的点云数据后，得到真正物体的轮廓，从而能够对物体的距离以及轮廓进行获取，便于对其进行处理；同时在雨水较大时，本申请可以通过利用红外热源感知热源，利用热源的存在实现对有温度的物体的避让，从而能够在降雨量较大，视线模糊时，通过热源的移动位置和检测点的位置进行比对，通过上述两种方式，能够在激光雷达受到影响后，实现危险判断。
[0027]2、本申请中利用天气关联模块能够通过未来天气情况的预测，获取预测值，从而实现通过预测值的存在，实现危险的判断，在本申请中可以利用激光雷达模块智能识别20米内的物体或者环境的主要特征，快速且准确，抗感染性能强，电机驱动搭载双电机给激光雷达和STM32提供24本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于STM32数据采集控制的激光雷达报警系统，其特征在于：包括激光雷达模块和控制模块，所述激光雷达模块用于通过发射激光得到点云数据，对数据处理后得到模型，将模型发送到控制模块；所述控制模块用于将接收的模型分析处理，对不同环境下使用不同的方式响应，控制报警模块进行报警；所述控制模块包括低端处理单元和高端处理单元；所述低端处理单元获取激光雷达模块中的数据，获取点云数据，对点云数据进行处理，去除因团状雾形成的点云数据，得到有效的点云数据；所述高端处理单元采用红外感知模块感知前行方向的热源，对热源的移动轨迹进行获取后，通过预测单元对热源的移动进行预测。2.根据权利要求1所述的一种基于STM32数据采集控制的激光雷达报警系统，其特征在于，所述低端处理单元去除因团状雾形成的点云数据的过程包括：步骤一、将获取的点云数据根据点云数据的分布密度进行分区，得到若干个数据集区，对得到的数据集区进行分别定义；步骤二、将数据集区内的点云数据根据距离检测点的距离进行划分，得到若干个相等距离的数据集合，删除除了距离相等的数据集合之外的数据，得到有效数据集合；步骤三、对所有数据集区内的数据集合进行调取，得到整合数据；步骤四、对整合数据重复步骤一和步骤二，得到最终数据，最终数据的分布作为物体的轮廓。3.根据权利要求2所述的一种基于STM32数据采集控制的激光雷达报警系统，其特征在于，所述高端处理单元中通过预测单元对热源的移动进行预测步骤包括：步骤五、热源感知模块获取热源的位置，将热源的位置发送到预测模块中，预测模块将热源的位置记录在地图上，记录为M1；步骤六、设置采样周期时间TN，在采样周期时间TN内采样多组该热源的位置，分别记录为M2、M3...Mn，n为大于1的正整数，预测模块将热源的对应位置分别记录在图...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗东梅，
申请(专利权)人：安徽三联学院，
类型：发明
国别省市：