專利名稱：一種汽車防撞雷達干擾信號的預防及處理方法
技術領域：
本發明涉及一種干擾信號的預防及處理方法，尤其是涉及一種汽車防撞雷達干擾信號的預防及處理方法。
背景技術：
統計表明，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警或主動避撞功能。激光線掃雷達，通過聚焦很好的低能級激光，掃描行駛前方，獲得障礙的距離與方位信息，從而實現對駕駛員的提醒，有效防止追尾惡性事故。在同向運動的車都安裝防撞激光雷達時，由于使用的激光波長一樣，對于同一障礙肯定會同時掃描到，這樣就會導致測距信息錯亂，從而影響判斷。現有的激光汽車防撞雷達系統采用了多種方法來解決相互干擾問題。一種方法是對激光汽車防撞雷達系統進行編碼，如美國專利US57M124，其復雜性導致成本上升，不利于推廣。用偽隨機碼發生器產生的偽隨機碼對連續波激光雷達的激光信號進行調制，受隨機碼長和調制速率的限制，導致測量數據率下降，不利于高幀頻回波信息的獲得，影響高速行駛狀態下的測量，而這恰好是汽車行駛中需要重點保障的。發明專利CN101363914A公開了一種基于混沌激光雷達汽車防撞系統及方法。其特點是將混沌激光器產生的混沌激光作為雷達信號，經分束器后分為兩束，一束作為參考信號，另一束作為發射信號通過掃描裝置對目標障礙物進行掃描探測，利用接收器分別接收參考信號及經目標物反射的回波信號，通過對回波信號與參考信號進行相關運算得到回波信號的延遲時間進而計算得到目標障礙物的距離，同時根據在確定時間間隔內的距離差計算得到汽車與目標障礙物的相對速度。混沌激光的產生是由光反饋半導體激光器產生的。用光反饋半導體激光器產生混沌激光，相對直接用脈沖半導體激光器來說，成本還是高出很多，另外其光路結構也過于復雜，導致加工成本、裝調成本大大上升；另外，實用中采用數字相關器還需要面對很多困難。目前方法不是采用復雜電路，就是利用復雜光路，難以降低成本。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種信號處理簡單， 能消除低成本汽車防撞激光雷達對鄰車防撞激光雷達的干擾的汽車防撞雷達干擾信號的預防及處理方法。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種汽車防撞雷達干擾信號的預防及處理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟1)信號處理單元控制激光器發出隨機光信號，避免形成多幀干擾；幻控制接收視場角度，減少干擾產生幾率；幻信號處理單元進行濾波處理，并消除干擾。所述的步驟1)具體為信號處理單元內部的隨機發生器在2微秒內的任意時間點產生一個觸發脈沖，觸發脈沖觸發激光器產生一個窄脈沖光信號。所述的步驟幻中的接收視場角可以通過聚焦透鏡的參數調節。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，并進行濾波消除，否則判斷為有效信號；采用相鄰幀進行濾波，若回波在兩個相鄰幀中不存在依存性，則判斷為干擾，并進行濾波消除，否則判斷為有效信號。所述的給定閥值包括150m。與現有技術相比，本發明具有以下優點1、不用增加額外結構，成本得到降低，且信號處理簡單；2、大幅度降低鄰車同類回波信號落入本車探測單元的概率；3、消除低成本汽車防撞激光雷達對鄰車防撞激光雷達的干擾。
圖1為本發明的裝置結構示意圖；圖1中1為信號處理單元、2為激光器、3為穿孔鏡、4為掃描轉鼓、5為接收聚焦透鏡、6為APD測量單元、7為光電感應器。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。實施例如圖1所示，信號處理單元1隨機發生一個觸發脈沖，觸發激光器2發出一個25ns 的窄脈沖光信號，由穿孔鏡3中心射出，通過掃描轉鼓4的反射，照射到障礙目標上，障礙目標的光回波通過轉鼓4，按照原路返回，由穿孔鏡3反射、接收聚焦透鏡5光學聚焦后落在 APD測量單元6上，信號處理器單元1對發射脈沖與回波的光脈沖飛行時間進行比較，再乘以速度就可以得到障礙物相對探測設備的距離，同時掃描轉鼓4上的鋸齒通過光電感應器 7形成測角單元，可以測得障礙物的角度信息，兩者獲得的信息共同構成障礙數據，由信息處理單元1判斷，做出障礙的告警信號。激光器(1)脈沖的頻率為50KHz。接收器(6)采用APD作為探測單元，它和透鏡組(5)共同構成一個IOmrad左右的窄接收視場，以減小相鄰車的視場在空間掃描時交叉的概率。信號處理單元(1)對回波時間超過Ius的都認為是干擾，加以剔除。信號處理單元(1)觸發脈沖的產生由內部隨機發生器在2μ s內任意時間點產生。濾波算法是由信號處理單元(1)，結合前后掃描幀，判斷是否為干擾，從而將把非本車發射的激光脈沖回波基本抑制，實現對相鄰車干擾的消除。該方法包括3種方式對干擾進行處理1、窄發射脈沖，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以外的回波就當成干擾，落入距離門中的信號，當成有效。當采用50KHz重頻時，每個脈沖周期為20 μ s， 若采用25ns寬度的脈沖，取150m范圍的距離門，時間范圍1 μ s。其它脈沖落入有效測量范圍內的概率為1/20 = 0.05。
2、窄接收視場通常情況下，為了獲得良好的角分辨率，發射激光都需要經過準直，這樣發射光照射在目標上的光斑一般很小，為采用窄接收視場創造了條件。目標反射的回波，可以當成平行光，經過轉鼓反射沿發射光路照射到穿孔鏡上。穿孔鏡起始是一個分光機構，發射光從中心發射，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。通過設計聚焦透鏡的參數可以控制接收視場角，當采用120°掃描范圍，即2.09rad，探測視場角度設置為0. OlradJP lOmrad。兩車掃描存在交叉時，落入對方探測器的概率為 0. 01/2. 09 = 0. 004775。3、設置隨機起始點，避免兩個設備同速度、同方向掃描時形成多幀干擾的極端情況出現。每個轉鼓鏡面的起始與結束部位對應的是車道上很偏的障礙目標，不會對本車形成威脅，從而可以設置一個范圍(如100 μ S)，讓下一條掃描線的起點時刻隨機產生。采用始發點隨機的最大好處就是可以防止兩個設備同速度、同方向掃描從而造成交叉點較多、 干擾嚴重的情況。讓每條線掃描的起始點在100 μ s范圍內隨機啟動，且取1 μ S的距離門， 則相鄰設備可能同時啟動的概率為1/100 = 0. 01。綜合三種方式，相鄰設備產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。
權利要求
1.一種汽車防撞雷達干擾信號的預防及處理方法，其特征在于，該方法包括以下步驟1)信號處理單元控制激光器發出隨機光信號，避免形成多幀干擾；2)控制接收視場角度，減少干擾產生幾率；3)信號處理單元進行濾波處理，并消除干擾。
2.根據權利要求1所述的一種汽車防撞雷達干擾信號的預防及處理方法，其特征在于，所述的步驟1)具體為信號處理單元內部的隨機發生器在2微秒內的任意時間點產生一個觸發脈沖，觸發脈沖觸發激光器產生一個窄脈沖光信號。
3.根據權利要求1所述的一種汽車防撞雷達激光干擾信號的預防及處理方法，其特征在于，所述的步驟2、中的接收視場角可以通過聚焦透鏡的參數進行調節。
4.根據權利要求1所述的一種汽車防撞雷達干擾信號的預防及處理方法，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，并進行濾波消除，否則判斷為有效信號；采用相鄰幀進行濾波，若回波在兩個相鄰幀中不存在依存性，則判斷為干擾，并進行濾波消除，否則判斷為有效信號。
5.根據權利要求4所述的一種汽車防撞雷達干擾信號的預防及處理方法，其特征在于，所述的給定閥值包括150m。
全文摘要
本發明涉及一種汽車防撞雷達干擾信號的預防及處理方法，該方法包括以下步驟1)信號處理單元控制激光器發出隨機光信號，避免形成多幀干擾；2)控制接收視場角度，減少干擾產生幾率；3)信號處理單元進行濾波處理，并消除干擾。與現有技術相比，本發明具有成本低、信號處理簡單，能消除低成本汽車防撞激光雷達對鄰車防撞激光雷達的干擾等優點。
文檔編號G01S17/93GK102338872SQ20101022933
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月16日 優先權日2010年7月16日
發明者李少勤 申請人:李少勤