[发明专利]一种基于可见光通信的精确车载雷达及目标车定位方法

说明书

技术领域

本发明属于可见光通信技术领域，特别涉及一种基于可见光通信的精确车 载雷达及目标车定位方法。

背景技术

绝大部分的交通事故是由于驾驶员操作失误造成的。在出现危险隐患的 时候对驾驶员提供预警，并且在危急时刻自动操作车辆进行危险避让这类需 求越来越大。现在，很多汽车都提供了前向避免碰撞系统、自动车辆控制系 统。这些系统都是通过车载雷达测量前方障碍物/车辆行人之间的相对位置， 并将其传送给行车电脑，行车电脑根据这些信息来控制汽车做出相应的反应。 现有的车载雷达多数以激光雷达和微波雷达为主，激光雷达精度和稳定性较 差，而微波雷达的成本较高。因此，开发稳定、高精度、低成本的车载雷达 越发重要。

可见光通信是利用可见光波段作为光载波来进行通信的一种无线通信手 段。由于可见光波段的照明指示LED技术日益成熟，且LED作为半导体器 件具有高速调制的特点，因此基于LED的可见光通信在近年来快速发展。

近年来汽车尾部指示灯纷纷采用寿命更长、能耗更小的LED灯，这为可 见光车载雷达提供了高功率的发射机。车尾部的LED指示灯光有较强的穿透 性，在雨雪雾霾天气时单位距离衰减较小，这保证了可见光传输链路的可靠 性。因此只需要在本车车头加装一些光电探测装置，即可实现对前方目标车 的精确探测定位。该系统无需额外高成本的发射器件，同时通过相位差算法 可以精确定位目标，是可见光通信与汽车雷达的天然结合。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于可见光通 信的精确车载雷达及目标车定位方法，使用目标车尾部的两个LED指示灯作为 信号发射端，使用本车头部的多个光电探测器作为信号接收端，利用由于光程 差产生的信号相位差，辅以解析几何的推导，本车可以计算出目标车相对本车 的精确位置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于可见光通信的精确车载雷达，在车头设置有至少两个分别位于 车头左右两个角部的光电探测器作为雷达信号的接收端，以车尾的两个LED 指示灯作为雷达信号的发射端，本车接收端接收目标车发射端发射的雷达信 号。

所述两个LED指示灯使用不同的发射频率，所述光电探测器中设置有用 于将两个LED指示灯信号分离开的滤波器。

本发明同时提供了基于所述车载雷达的目标车定位方法，将目标车两个 尾部LED指示灯分别用L1和L2来表示，L1发射频率为w₁、初始相位为q₁的 正弦波，即sin(w₁t+q₁)，L2发射频率为w₂、初始相位为q₂的正弦波，即sin(w₂t+q₂)； 将本车车头两个光电探测器分别用D1和D2来表示；

在D1或者D2使用滤波器将接收到的L1和L2的信号分离开，D1接收 到L1的信号表示为：

S₁₁=A₁₁sin(w₁t+w₁t₁₁+q₁)

其中A₁₁是增益，t₁₁是L1信号到D1的延时，D2接收到L1的信号表示 为：S₁₂=A₁₂sin(w₁t+w₁t₁₂+q₁)

其中A₁₂是增益，t₁₂是L1信号到D2的延时；

进一步用表示A₁₁cos(w₁t+w₁t₁₁+q₁)，用表示A₁₂cos(w₁t+w₁t₁₂+q₁)，和分别通过将S₁₁和S₁₂相移得到，进一步利用接收信号得到：