[发明专利]混沌激光雷达汽车防撞系统及其方法

权利要求书

1.混沌激光雷达汽车防撞系统，包括混沌激光器，分束器，扩束器，会聚光学透镜I，光电探测器，扫描反射镜，扫描平台，接收器，数字相关器，信号处理器，声光报警器，显示器，其特征在于混沌激光器(1)产生的混沌激光射入到分束器(2)，分束器(2)将混沌激光分成透射光和反射光，反射光作为参考光依次输入到会聚光学透镜I(9)和光电探测器(10)，光电探测器(10)将参考光转变为电信号后再输入到数字相关器(11)；透射光作为探测光依次输入到扩束器(3)和固定在扫描平台(4)上的扫描反射镜(7)，扫描反射镜(7)发射探测光，并扫描探测目标障碍物；障碍物的后向散射或反射光被扫描平台(4)上的接收器(8)接收并转化为电信号输入数字相关器(11)；数字相关器(11)将电信号连接到信号处理器(12)后再将电信号分别连接到显示器(13)和声光报警器(14)。

2.权利要求1所述的混沌激光雷达汽车防撞系统，其特征在于混沌激光器(1)是由激光器I(21)、非球面透镜(24)、半波片(22)、偏振分束器(28)和反射镜(23)通过光连接构成；

或者是由光纤依次连接的激光器II(25)、光纤耦合器(26)、光纤可变反射镜(27)，以及与光纤耦合器(26)另一输出端光连接的非球面透镜(24)构成。

3.权利要求2所述的混沌激光雷达汽车防撞系统，其特征在于激光器I(21)是窗口输出的半导体激光器；激光器II(25)是带尾纤的半导体激光器。

4.一种用于混沌激光雷达汽车防撞系统的方法，其特征在于该方法是按下列步骤进行：

I.系统初始化与目标探测

将扫描反射镜(7)的初始角度置于扫描范围的0°位置，后通过光反馈的方式，将混沌激光器(1)产生的混沌激光，输入到分束器(2)后分成两束，分束器(2)的透射光作为探测光经扫描反射镜(7)发射并通过接收器(8)进行回波信号接收并转变为电信号输入到数字相关器(11)，分束器(2)的反射光作为参考光经光电探测器(10)转变为电信号后输入到数字相关器(11)；

II.目标障碍物方位的确定

目标障碍物距离的计算，数字相关器(11)对接收到的参考信号和具有时延的回波信号进行互相关运算，通过相关测距法得到目标障碍物的距离；

目标障碍物与初始扫描位置之间角度A的计算，扫描反射镜的扫描频率为f，扫描的范围为60°，从0°扫描开始至探测到目标障碍物的时间为t，扫描反射镜扫描过的角度A1＝f×60°×t，当扫描反射镜完成一次扫描后，将扫描时间t置零后重新开始计时，计数器记录t的置零次数，以n表示，当n为奇数时，目标障碍物与初始扫描位置之间的角度A＝60°-A1，当n为0或者偶数时，目标障碍物与初始扫描位置之间的角度A＝A1；

III.目标障碍物相对速度的计算

信号处理器(12)根据确定时间间隔内测得的距离差计算出目标障碍物的相对速度；

IV.报警与防撞

当目标障碍物的距离小于预置报警距离时，由信号处理器(12)控制声光报警器(14)进行声光报警。

5.权利要求4所述的用于混沌激光雷达汽车防撞系统的方法，其特征在于目标障碍物的距离是通过数字相关器(11)对接收到的参考信号和具有时延的回波信号进行互相关运算，得到探测信号探测目标障碍物的往返时间t，然后根据公式S＝Ct/2计算得到目标障碍物的距离，其中，C为光速。

6.权利要求4所述的用于混沌激光雷达汽车防撞系统的方法，其特征在于预置报警距离是根据汽车与障碍物的相对速度进行选择。