[实用新型]一种基于PSD的车载积水深度检测报警装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于PSD的车载积水深度检测报警装置，特别涉及一种汽车在泥浆或浑浊水域实时测量路面水深显示和报警装置，属测量与测控装置技术领域。

背景技术

暴雨导致的城市道路渍水严重，这些渍水易导致行驶在道路上的车辆熄火抛锚,造成群众财产损失,甚至威胁到生命安全。驾驶员由于不易判断积水深度，特别是在夜间，容易冒险将车辆涉水驶入，造成熄火等状况，而有些司机则会下车亲自勘探，这不光给司机带来麻烦，且易发生交通事故，甚至是人员伤亡。针对这种情况，目前，交管部门也做出了相应的措施，比如放置路标进行提醒，实时对路段进行监测等。然而，这种方法毕竟只是一种被动的提醒方式，司机仍然不能在第一时间及时了解行驶路段的积水状况。已有的积水深度监测方法及装置如：利用电阻式液位计，水位传感器等，均需要将设备放置于水中进行测量，或提前了解可能发生积水的路段，在夜间时，这也难于及时的让司机知道积水深度，还有使用不便、测量装置成本较高等问题。另一方面，泥浆水、浑浊水容易造成较大的测量误差，流动的渍水更是易于冲走已有测量装置。发明专利《基于激光的船舶吃水深度测量装置及其测量方法》（CN102530197A）所公开的，是使用两端带有透明窗口的空心密封直管作为激光传播方向转换的载体，附带水下探头的测量方法及装置，该结构装置並不能引用到道路水深的实时测量与报警方案中。

根据激光粒度仪的原理，激光束是可以穿透悬浊液，基于PSD激光三角测距原理的激光发射与接收装置，PSD接收到的反射光强会因为被测积水中的悬浮粒子的吸收散射而减弱，但只需增强激光器的出射功率即可达到要求，且积水深度一般不超过激光被完全吸收的行程，PSD即能够接收到水底反射回的光线。当然，受到散射影响，当积水较深且非常浑浊时，测量精度相对有所降低，但对于驾驶员的安全行车来说，厘米级的精度误差完全可满足要求。

发明内容

本实用新型的目的是针对背景技术所提出问题，设计一种基于PSD的车载积水深度检测报警装置，所述装置安装在汽车前方保险杠上，包括PSD探测模块、数据控制处理模块、显示报警装置。是利用半导体激光器进行主动照明，采用激光三角法PSD测距，利用水体目标反射折射光线，无需将检测器探入水下，能及时获取车辆前方的积水深度，并具有深度显示和报警功能。成本低廉、组装简单、检测装置整体精简、体积小、操作方法简单快捷。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下方案：

一种基于PSD的车载积水深度检测报警装置，包括水深检测装置和显示报警装置，所述水深检测装置安装在汽车前方保险杠上，所述显示报警装置放置于汽车内部；其特征在于：

所述水深检测装置包括：PSD探测模块、数据控制处理模块，所述PSD探测模块用于发射激光信号和获取反射的激光信号；

所述数据控制处理模块包括：单片机及外围电路，用于处理输入输出信号、计算积水深度，还用于控制A/D转换单元，并与显示报警装置无线通信；所述外围电路包括电流电压转换电路，所述电流电压转换电路用于把PSD输出的微弱电路信号转换为电压信号并滤波放大后，再传送至单片机信号输入端；

所述显示报警装置包括：控制所述水深检测装置的启动与停止按钮、实时显示积水深度屏幕、当积水深度超过安全值时的声光报警功能模块；所述声光报警功能模块包括蜂鸣器和LED灯；

所述显示报警装置与水深检测装置之间是无线通信；

所述PSD探测模块包括：带主动照明的半导体激光器模块、带调整激光输出的准直透镜、接收透镜和PSD，接收透镜和PSD用于接收反射回的激光束；所述激光器输出激光的轴线、接收透镜的光轴以及PSD三者位于同一平面，激光器输出激光与PSD形成三角测距。

本实用新型基于PSD的车载积水深度检测报警装置的工作原理是：

当司机在开车行驶过程中，遇到前方道路积水时，开启显示报警装置上启动按钮，启动车载积水深度检测报警装置，激光器发射激光并经准直透镜准直，从积水水面上折射入水中，再射到道路上形成反射光束，并再次折射出水面，出水面后通过接收透镜传输到PSD探测模块上作为传感信号。PSD输出的电信号准确地反映了传感器接收到的光束传输的距离信息。PSD输出电流信号，经过数据控制处理模块，首先由电流电压转换电路转换为适当的小电压信号，并经过放大，通过单片机控制A/D转换，读取转换结果，并计算得到积水下路面的距离信息，减去装置与积水水面的距离则可得到积水深度值，当测量出的积水深度大于致使车辆抛锚的深度时，发出报警信号，无线传输到车内的显示报警装置上。

本实用新型的有益效果是：