[发明专利]一种路面状态检测装置及方法

权利要求书

1.一种路面状态检测装置，其特征在于，所述路面状态检测装置包括：

激光发生模块、PSD探测模块、数据处理控制模块、电源管理模块、九轴模块、显示报警装置以及数据通信模块；

所述激光发生模块包括：用于朝向路面发射激光的半导体激光器和用于将所述半导体激光器输出的激光束进行角度校准的准直系统；

所述PSD探测模块包括：用于接收经过路面反射回来的散射光并输出探测信号的接收透镜和用于接收所述接收透镜输出的探测信号的PSD传感器；

所述数据处理控制模块包括：用于根据环境的光照情况输出光强度值的光强传感器、用于对车辆进行实时定位及获取车辆实时速度的北斗定位模块、用于进行数据处理的处理器及外围电路；

所述外围电路包括：用于调节所述半导体激光器的输出功率的电流调制电路、用于将所述PSD传感器输出的微小电流信号转换为电压信号的A/D转换电路以及用于将所述电压信号转换为数字信号的A/D采样模块；

所述九轴模块用于实时获取车辆三轴加速度变化值、三轴陀螺仪的角度变化值以及三轴的磁感应数据变化值；

所述显示报警装置包括：用于显示报警信息的显示屏和用于发出报警语音的扬声器；

所述数据通信模块用于根据所述处理器的控制指令与指定服务器建立数据传输通道；

所述处理器、电流调制电路以及半导体激光器依次连接，所述准直系统设置在所述半导体激光器发射激光的光路前方，所述接收透镜设置所述PSD传感器前方，所述PSD传感器、A/D转换电路、A/D采样模块以及处理器依次连接；所述处理器还分别与所述北斗定位模块、光强传感器、数据通信模块、电源管理模块、九轴模块、显示屏以及扬声器连接。

2.根据权利要求1所述的路面状态检测装置，其特征在于，所述电源管理模块分别与所述半导体激光器、PSD传感器、北斗定位模块、光强传感器、数据通信模块、显示屏以及扬声器分别连接；所述处理器通过信号输出端口发送控制信号到所述电源管理模块，用于对所述半导体激光器、PSD传感器、北斗定位模块、光强传感器、数据通信模块、显示屏以及扬声器进行通电或者断电操作。

3.根据权利要求2所述的路面状态检测装置，其特征在于，所述处理器根据所述九轴模块输入的数据判断车辆熄火时发送控制信号到所述电源管理模块，所述电源管理模块对所述半导体激光器、PSD传感器、北斗定位模块、光强传感器、数据通信模块、显示屏以及扬声器进行断电操作，控制所述路面状态检测装置进入休眠模式；

所述处理器根据所述九轴模块输入的数据判断车辆点火时发送控制信号到所述电源管理模块，所述电源管理模块对所述半导体激光器、PSD传感器、北斗定位模块、光强传感器、数据通信模块、显示屏以及扬声器进行通电操作，并发送数据指令对所述半导体激光器、PSD传感器、北斗定位模块、光强传感器、数据通信模块、显示屏以及扬声器进行初始化，控制所述路面状态检测装置进入正常工作状态。

4.根据权利要求1所述的路面状态检测装置，其特征在于，所述准直系统由两个椭圆截面柱透镜组成。

5.根据权利要求1所述的路面状态检测装置，其特征在于，所述处理器型号为STM32F207。

6.根据权利要求1所述的路面状态检测装置，其特征在于，所述A/D转换电路在将所述PSD传感器输出的微小电流信号转换为电压信号的同时还用于进行加法电路和减法电路处理。

7.根据权利要求1所述的路面状态检测装置，其特征在于，所述数据通信模块为GPRS无线通信模块。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述路面状态检测装置的路面状态检测方法，其特征在于，所述路面状态检测方法包括如下步骤：

处理器根据当前的光照强度控制半导体激光器发射激光束，并通过准直系统对激光束进行准直处理后经由前挡风玻璃发射到车辆行驶前方；

经过路面反射的激光束通过接收透镜聚焦后射到PSD传感器， PSD传感器输出的电流信号转换为数字信号后传送至处理器；

处理器进行算法处理后得到路面的覆盖物情况，当检测出路面属于危险行驶路面时，对驾驶员进行报警提醒。