一種主動式道路障礙探測儀及避障判斷方法與流程

本發(fā)明涉及檢測及避障領(lǐng)域，特別是一種主動式道路障礙探測儀及主動式道路避障方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)人在黑暗的環(huán)境中借助各種照明工具行走的時候，由于光照效果的有限性，人往往不能夠及時判斷前方路面高低起伏的狀況，因而走起路來踉踉蹌蹌，不能夠在有限的光照下，提前預(yù)知前方路面的狀態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了提供一種能利用光線投射到不在同一平面的物體上，幫助人類在黑暗的環(huán)境中行走時候預(yù)知和判斷前方路面高低起伏的狀況的主動式道路障礙探測儀，以及使用其的主動式道路避障判斷方法，幫助人們解決在在有限的光照下，提前預(yù)知前方路面的狀態(tài)的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種主動式道路障礙探測儀，包括網(wǎng)格生成裝置、控制電路，所述網(wǎng)格生成裝置包括若干個激光器，所述若干個激光器均為能夠在一定距離內(nèi)產(chǎn)生一條垂直于所述激光器的發(fā)射頭的光線的一字線激光器，所述控制電路與網(wǎng)格生成裝置中的若干個激光器電連接，所述控制電路控制若干個激光器是否發(fā)出光線并且能夠調(diào)節(jié)若干個激光器的發(fā)光強度。

進一步的，所述網(wǎng)格生成裝置包括有m+n+2個一字線激光器，所述m+n+2個一字線激光器中的m+1個一字線激光器作為行線的光源，所述m+n+2個一字線激光器中的n+1個一字線激光器作為列線的光源，所述網(wǎng)格生成裝置能夠在平面上形成m*n的網(wǎng)格。

進一步的，所述一字線激光器包括有產(chǎn)生行向光線的一字線激光器以及產(chǎn)生列向光線的一字線激光器，所述產(chǎn)生行向光線的一字線激光器按照產(chǎn)生光線由近及遠的順序在安裝時與豎直面的夾角度數(shù)遞增，所述 產(chǎn)生列向光線的一字線激光器按照產(chǎn)生光線從上到下的順序在安裝時與地平面的夾角先從一初始值遞減為零然后再遞增至遞減前的初始值。

進一步的，所述控制電路包括電源電路、主控制器電路、激光器控制電路，所述電源電路包括充電電路和蓄電電路，所述主控制器電路包括AT89S51單片機及其外圍電路，所述AT89S51單片機的I/O口用來控制一字線激光器的發(fā)光或著熄滅工作狀態(tài)，所述激光器控制電路包括有能夠控制一字線激光器是否發(fā)出光線的三極管Q1和用來調(diào)節(jié)一字線激光器的發(fā)光強度的電阻R1，所述三極管Q1以及電阻R1的個數(shù)與所述一字線激光器的個數(shù)相匹配。

進一步的，所述主動式道路障礙探測儀還包括安裝到自行車車把上的安裝固定裝置，所述安裝固定裝置包括固定裝置本體、安裝固定卡扣、盒蓋、帶有激光器安裝孔的第一面板、帶有出光孔的第二面板以及盒蓋固定槽，所述帶有激光器安裝孔的第一面板和帶有出光孔的第二面板依次安裝在固定裝置本體內(nèi)，固定裝置本體兩側(cè)面上設(shè)置有安裝固定卡扣，所述盒蓋卡合盒蓋固定槽將帶有激光器安裝孔的第一面板和帶有出光孔的第二面板密封在安裝固定裝置內(nèi)部。

進一步的，所述安裝固定裝置通過兩個固定卡環(huán)固定于自行車車把上，所述每個固定卡環(huán)均包括有通過鎖緊螺栓連接到一起的卡槽及卡環(huán)。

本發(fā)明還提供了一種主動式道路避障判斷方法，該避障判斷方法包括如下步驟：

(1)開啟如上述方案中所述的主動式道路障礙探測儀，在將要通行的路面上投射一組均勻的網(wǎng)格；

(2)判斷所投射的均勻的網(wǎng)格的光線變形情況，如果沒有發(fā)生變形，則得出前方道路平整且無可以阻擋通行的障礙物，如果網(wǎng)格的光線發(fā)生畸變，則得出前方路面有凸起，如果網(wǎng)格的光線有斷掉情形，則得出前方地面上有凹陷情況。

進一步的，所述主動式道路避障判斷方法在步行、騎行、自駕環(huán)境中使用。

本發(fā)明的主動式道路障礙探測儀利用光線投射到不在同一平面的物體上，光線會在兩個平面的交叉處發(fā)生扭曲變形的原理來工作的。當(dāng)一條光線投射到一平面上，如果該平面水平或者起伏不平的幅度較小，則光線在平面的投影近似于直線傳播；如果該平面起伏不平幅度較大、平面上有障礙物或者坑洞，光線在平面上的投影則會發(fā)生扭曲變形或者光線某一部分消失不見，本發(fā)明將要通過的路面上投射一組由平行光線組成的網(wǎng)格，用于檢測前方道路路面劇烈的起伏不平狀況或者是否有障礙物。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：主動式道路障礙探測儀可以由人握持或安裝于交通工具的前方，在將要通過的路面上投射一組由平行光線組成的網(wǎng)格，用于檢測前方道路路面劇烈的起伏不平狀況或者是否有障礙物，使人能夠及時判斷前方路面高低起伏的狀況，避免走起路來踉踉蹌蹌，在有限的光照下，提前預(yù)知前方路面的狀態(tài)。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1是本發(fā)明道路障礙探測儀控制電路；

圖2是本發(fā)明主控制器電路圖；

圖3是本發(fā)明激光器控制電路；

圖4是本發(fā)明帶有激光器安裝孔的第一面板和帶有出光孔的第二面板安裝示意圖；

圖5是本發(fā)明激光器安裝固定盒正面視圖；

其中：1.固定裝置本體 2.安裝固定卡扣 3.盒蓋固定槽。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施方式。雖然附圖 中顯示了本公開的示例性實施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

實施例1

如圖1-5所示，一種主動式道路障礙探測儀，包括網(wǎng)格生成裝置、控制電路，所述網(wǎng)格生成裝置包括若干個激光器，所述若干個激光器均為能夠在一定距離內(nèi)產(chǎn)生一條垂直于所述激光器的發(fā)射頭的光線的一字線激光器，所述控制電路與網(wǎng)格生成裝置中的若干個激光器電連接，所述控制電路控制若干個激光器是否發(fā)出光線并且能夠調(diào)節(jié)若干個激光器的發(fā)光強度。

實施例2

如圖1-5所示，一種主動式道路障礙探測儀，包括網(wǎng)格生成裝置、控制電路，所述網(wǎng)格生成裝置包括若干個激光器，所述若干個激光器均為能夠在一定距離內(nèi)產(chǎn)生一條垂直于所述激光器的發(fā)射頭的光線的一字線激光器，所述控制電路與網(wǎng)格生成裝置中的若干個激光器電連接，所述控制電路控制若干個激光器是否發(fā)出光線并且能夠調(diào)節(jié)若干個激光器的發(fā)光強度，若干個激光器為一字線激光器，一字線激光器包括有產(chǎn)生行向光線的一字線激光器以及產(chǎn)生列向光線的一字線激光器，所述產(chǎn)生行向光線的一字線激光器按照產(chǎn)生光線由近及遠的順序在安裝時與豎直面的夾角度數(shù)遞增，所述產(chǎn)生列向光線的一字線激光器按照產(chǎn)生光線從上到下的順序在安裝時與地平面的夾角先從一初始值遞減為零然后再遞增至遞減前的初始值，具體的，所述主動式道路障礙探測儀的安裝高度為1000mm、探測距離為3000mm、網(wǎng)格大小為200X200mm、網(wǎng)格個數(shù)為10X10，所述主動式道路障礙探測儀設(shè)置有一字線激光器22個，其包括產(chǎn)生行向光線的11個一字線激光器以及產(chǎn)生列向光線的11個一字線激光器，為了使得沿水平方向安裝的一字線激光器在被探測道路上產(chǎn)生間隔為200mm的行向平行光線，按照產(chǎn)生光線由近及遠的順序，所述每個行向一字線 激光器的安裝時與豎直面的夾角分別為63.43度、65.56度、67.38度、68.96度、70.35度、71.57度、72.65度、73.61度、74.48度、75.26度、75.96度，為了使得沿水平方向安裝的一字線激光器在被探測道路上產(chǎn)生間隔為200mm的列向平行光線，所述每個列向一字線激光器的安裝時與豎直面的夾角均為71.57度，按照產(chǎn)生光線從上到下的順序，所述每個列向一字線激光器與地平面的夾角分別為17.22度、13.93度、10.53度、7.07度、3.55度、0度、3.55度、7.07度、10.53度、13.93度、17.22度。

實施例3

在該實施例中，其他技術(shù)特征均與實施例1或2中的相同，其不同之處在于，控制電路包括電源電路、主控制器電路、激光器控制電路，所述電源電路包括充電電路和蓄電電路，所述主控制器電路包括AT89S51單片機及其外圍電路，所述AT89S51單片機的IO口用來控制一字線激光器的發(fā)光或著熄滅工作狀態(tài)，所述激光器控制電路包括有能夠控制一字線激光器是否發(fā)出光線的三極管Q1和用來調(diào)節(jié)一字線激光器的發(fā)光強度的電阻R1，所述三極管Q1以及電阻R1的個數(shù)與所述一字線激光器的個數(shù)相匹配。

實施例4

公開的主動式道路障礙探測儀是應(yīng)用到騎行的自行車上的，包括安裝到自行車車把上的安裝固定裝置，所述安裝固定裝置包括固定裝置本體、安裝固定卡扣、盒蓋、帶有激光器安裝孔的第一面板、帶有出光孔的第二面板以及盒蓋固定槽，所述帶有激光器安裝孔的第一面板和帶有出光孔的第二面板依次安裝在固定裝置本體內(nèi)，固定裝置本體兩側(cè)面上設(shè)置有安裝固定卡扣，所述盒蓋卡合盒蓋固定槽將帶有激光器安裝孔的第一面板和帶有出光孔的第二面板密封在安裝固定裝置內(nèi)部。

進一步的，所述安裝固定裝置通過兩個固定卡環(huán)固定于自行車車把上，所述每個固定卡環(huán)均包括有通過鎖緊螺栓連接到一起的卡槽及卡環(huán)。

實施例5

本發(fā)明還提供了一種主動式道路避障判斷方法，該避障判斷方法包括如下步驟：

(1)開啟如上述方案中所述的主動式道路障礙探測儀，在將要通行的路面上投射一組均勻的網(wǎng)格；

(2)判斷所投射的均勻的網(wǎng)格的光線變形情況，如果沒有發(fā)生變形，則得出前方道路平整且無可以阻擋通行的障礙物，如果網(wǎng)格的光線發(fā)生畸變，則得出前方路面有凸起，如果網(wǎng)格的光線有斷掉情形，則得出前方地面上有凹陷情況。

所述主動式道路避障判斷方法還可以在步行、騎行、自駕環(huán)境中使用。

本發(fā)明的主動式道路障礙探測儀利用光線投射到不在同一平面的物體上，光線會在兩個平面的交叉處發(fā)生扭曲變形的原理來工作的。當(dāng)一條光線投射到一平面上，如果該平面水平或者起伏不平的幅度較小，則光線在平面的投影近似于直線傳播；如果該平面起伏不平幅度較大、平面上有障礙物或者坑洞，光線在平面上的投影則會發(fā)生扭曲變形或者光線某一部分消失不見，本發(fā)明將要通過的路面上投射一組由平行光線組成的網(wǎng)格，用于檢測前方道路路面劇烈的起伏不平狀況或者是否有障礙物。

主動式道路障礙探測儀可以由人握持或安裝于交通工具的前方，在將要通過的路面上投射一組由平行光線組成的網(wǎng)格，用于檢測前方道路路面劇烈的起伏不平狀況或者是否有障礙物，使人能夠及時判斷前方路面高低起伏的狀況，避免走起路來踉踉蹌蹌，在有限的光照下，提前預(yù)知前方路面的狀態(tài)。

需要說明的是，本發(fā)明的優(yōu)選實施例，包括發(fā)明人用于實施本發(fā)明的已知最佳模式。優(yōu)選實施例的變更對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言在閱讀上述說明后是顯而易見的。發(fā)明人希望普通技術(shù)人員合理應(yīng)用這樣的變更，并且發(fā)明人認為與在此明確說明不同的應(yīng)用也可以實現(xiàn)本發(fā)明。因此，本發(fā)明包括權(quán)利要求中所引用的主旨的所有修改及等效形式，這在 適用的法律中是允許的。此外，上述要素的所有可能的變更的任何組合也被本發(fā)明所包含，除非在此另外指出或者在上下文中明顯矛盾。