一种大型车盲区复合型监测装置及方法与流程

本发明属于车辆检测技术领域，尤其是涉及一种大型车盲区复合型监测装置及方法。

背景技术：

现有大型车大部分没有对盲区监测，对盲区中的行人和车辆带来安全威胁。即使小部分带有盲区监测装置的大型车，其盲区监测装置仍存在如下缺点：

1)利用单一的摄像头进行监测。摄像头容易沾上灰尘造成系统监测失效，大型车运行路况中，泥水路、山间村里的路面等扬尘大，摄像头很快便被灰尘沾满而失去视野，造成装置监测失效

2)利用摄像头和超声波传感器进行监测。摄像头易沾灰尘失去视野，超声波传感器探测角较小，在大型车上使用，车身布置点太多；同时超声波传感器对于高速行驶的物体探测误差大，如在高速路上行驶，对于高速行驶的汽车探测，声波测距无法跟上汽车的车距实时变化，误差较大。同时灰尘粘住严重影响探测性能。

大型车车身长，现有信号传输方式大多为电缆线路传输，信号传输线路长，造成传输失真。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种大型车盲区复合型监测装置，以解决上述背景技术中提到的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种大型车盲区复合型监测装置，包括复合型探测传感器系统、集电环、光纤传输线、中央处理系统，所述复合型探测传感器系统通过电机安装在车辆上，至少设置车辆后端两侧以及车辆副驾驶室一侧，复合型探测传感器系统发出扫描波将扫描到的信号传输至集电环，集电环将信号传输至光纤传输线，经光纤传输线传输至中央处理系统。

进一步的，所述复合型探测传感器系统包括壳体，壳体内设有红外高速摄像头、毫米波传感器、超声波传感器、激光传感器、毫米波接收器、超声波接收器、激光接收器，红外高速摄像头采集图像和红外信号，毫米波传感器发出毫米波信号，毫米波接收器接收反射回来的毫米波，超声波传感器发出超声波信号，超声波接收器接收反射回来的超声波，激光传感器发出激光信号，激光接收器接收反射回来的激光信号。

进一步的，所述集电环包括集电环转子和集电环定子，其中集电环转子为旋转件，集电环定子为静止件；集电环通过螺栓但不限于螺栓安装在复合型探测传感器系统上，集电环转子与复合型探测传感器系统进行连接，集电环转子跟随电机旋转，集电环定子固定在壳体顶盖上。

进一步的，所述中央处理系统还设置在驾驶室内，连接显示系统和报警系统，中央处理系统对信号进行分析和处理后，在显示系统上进行图像和数据显示，驾驶员可通过显示系统显示的图像观察到车身周围的物体和距离信息。

进一步的，所述中央处理系统还连接警报系统，中央处理系统对距离进行判断，若距离不在安全距离内，则中央处理系统控制警报系统发出警报，警示驾驶员，若距离在安全距离内，则警报系统无动作。

进一步的，所述复合型探测传感器系统的壳体包括壳体主体、壳体底座和壳体顶盖，电机通过螺栓但不限于螺栓安装在壳体底座上，壳体主体与壳体底座进行粘接，壳体顶盖与壳体主体进行粘接，壳体将复合型探测传感器系统、电机、集电包围起来，对传感器起到保护作用；壳体顶盖上安装插头，实现光纤传输线的快速插接；壳体主体材料为透光透波材料，壳体主体外侧涂覆疏水疏灰涂层，同时也可透光透波。

进一步的，所述壳体上还设有清洁装置，所述清洁装置固定在壳体底座上，包括环形清洁头、喷嘴、作动筒、固定筒、固定支架，固定筒固定在固定支架上；作动筒套在固定筒中，作动筒通过液压驱动可实现其在固定筒中的上下运动；环形清洁头固定在作动筒上，环形清洁头中可存储清洁液，环形清洁头外层为酥软弹性结构，将壳体主体紧紧夹住；喷嘴固定在环形清洁头上，清洁液通过管路从环形清洁头流至喷嘴，喷在壳体主体上；作动筒通过液压驱动上下运动，带动环形清洁头上下运动，由于环形清洁头外层的酥软弹性结构紧紧夹住壳体主体，其上下运动时，可对壳体主体进行机械清洁；喷嘴将清洁液喷在壳体主体上，环形清洁头上下运动清洁壳体主体时，清洁液起到辅助清洁作用。

本发明的另一目的在于提出一种大型车盲区复合型监测方法，具体实现过程如下：复合型探测传感器系统跟随电机旋转发出扫描波，将扫描的信号传输至集电环转子，然后传输至集电环定子，经过数据采集模块后，信号传输至光纤传输线，后经光纤传输线传输至中央处理系统，中央处理系统根据不同的外界条件对信号进行分析和处理，显示系统对上述信号处理结果进行实时的综合显示，数据异常则报警处理。

进一步的，所述中央处理系统将外界条件分为三类：白天、黑夜；可见度高的环境、可见度低的环境；低速行驶、高速行驶，中央处理系统根据不同的外界条件进行裁决。

进一步的，具体裁决方法包括：

1)白天、可见度高、低速行驶的条件下：

ⅰ)红外高速摄像头的红外信号失效，不参与综合显示；

ⅱ)红外高速摄像头的图像信号、激光传感器的激光图像信号在显示系统中进行图像合成后进行实时综合显示；

ⅲ)中央处理系统对毫米波测距信号、超声波测距信号、激光测距信号进行处理，对测距信号求算数平均值后在显示系统中实时显示距离；

2)白天、可见度高、高速行驶的条件下：

ⅰ)红外高速摄像头的红外信号、超声波传感器的超声波测距信号失效，不参与综合显示；

ⅱ)红外高速摄像头的图像信号、激光传感器的激光图像信号在显示系统中进行图像合成后进行实时综合显示；

ⅲ)中央处理系统对毫米波测距信号、激光测距信号进行处理，对测距信号求算数平均值后在显示系统中实时显示距离；

3)白天、可见度低、低速行驶条件下：

ⅰ)红外高速摄像头的图像信号和红外信号、超声波测距信号、激光测距信号和激光图像信号失效，不参与综合显示；

ⅱ)中央处理系统对毫米波测距信号进行处理，对测距信号求算数平均值后在显示系统中实时显示距离；

4)白天、可见度低、高速行驶条件下：

ⅰ)红外高速摄像头的图像信号和红外信号、超声波测距信号、激光测距信号和激光图像信号失效，不参与综合显示；

ⅱ)中央处理系统对毫米波测距信号进行处理，对测距信号求算数平均值后在显示系统中实时显示距离；

5)黑夜、可见度高、低速行驶的条件下：

ⅰ)红外高速摄像头的图像信号失效，不参与综合显示；

ⅱ)红外高速摄像头的红外信号、激光传感器的激光图像信号在显示系统中进行图像合成后进行实时综合显示；

ⅲ)中央处理系统对毫米波测距信号、超声波测距信号、激光测距信号进行处理，对测距信号求算数平均值后在显示系统中实时显示距离。

6)黑夜、可见度高、高速行驶条件下：

ⅰ)红外高速摄像头的图像信号、超声波传感器的超声波测距信号失效，不参与综合显示；

ⅱ)红外高速摄像头的红外信号、激光传感器的激光图像信号在显示系统中进行图像合成后进行实时综合显示；

ⅲ)中央处理系统对毫米波测距信号进行处理，对测距信号求算数平均值后在显示系统中实时显示距离。

相对于现有技术，本发明所述的一种大型车盲区复合型监测装置及方法具有以下优势：

(1)本发明利用复合型探测传感器系统，集红外高速摄像头、超声波传感器、毫米波传感器、激光传感器于一体，提高大型车盲区监测精度，同时大大提高盲区监测系统的可靠性；壳体使用疏水疏灰涂层，解决了传感器沾水沾灰造成失去视野、影响传感器测量精度的问题；本发明包含一套机械清洁装置，万一壳体外侧沾水沾灰，机械清洁装置将会对壳体外侧进行清洁，除水除灰；复合型探测传感器系统安装在旋转电机上，跟着电机旋转，扩大监测范围，减少监测装置在车身上布点的数量；利用光线进行信号传输，提高了传输精度，大幅减小长距离传输过程中的失真；

(2)本发明解决了大型车盲区监测问题，同时大幅提高了可靠性，本发明还可以用于无人驾驶车辆，解决无人驾驶车辆的测距和避障问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的复合型探测传感器系统结构示意图；

图2为本发明实施例所述的大型车自身存在的盲区和可视区示意图；

图3为本发明实施例所述的大型车安装复合型监测装置后可视区示意图；

图4为本发明实施例所述的集电环示意图；

图5为本发明实施例所述的复合型探测传感器系统安装结构示意图；

图6为本发明实施例所述的复合型探测传感器系统的壳体结构示意图；

图7为本发明实施例所述的清洁装置结构示意图；

图8为本发明实施例所述的疏水疏灰涂层示意图；

图9为本发明实施例所述的大型车盲区复合型监测装置的原理示意图。

附图标记说明：

1-复合型探测传感器系统；11-红外高速摄像头；12-毫米波传感器；13-超声波传感器；14-激光传感器；15-毫米波接收器；16-超声波接收器；17-激光接收器；2-电机；21-第二螺栓；3-集电环；31-集电环转子；32-集电环定子；33-第一螺栓；4-壳体；41-壳体主体；42-壳体底座；43-壳体顶盖；5-光纤传输线；6-清洁装置；61-环形清洁头；62-喷嘴；63-作动筒；64-固定筒；65-固定支架；7-中央处理系统；8-显示系统；9-警报系统。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-3所示，本发明提供一种大型车盲区监测装置，包括复合型探测传感器系统1，电机2，集电环3，壳体4，光纤传输线5，清洁装置6，中央处理系统7，显示系统8，警报系统9。

其中，复合型探测传感器系统1由红外高速摄像头11、毫米波传感器12、超声波传感器13、激光传感器14、毫米波接收器15、超声波接收器16、激光接收器17构成；红外高速摄像头11采集图像和红外信号，可在高速环境下工作，也可以在黑暗环境下工作，适应白天和黑夜；毫米波传感器12发出毫米波信号，毫米波穿透性强，传播速度快，可以穿雾，适应雾天、水汽、扬尘、高速行驶环境；超声波传感器13发出超声波信号，超声波信号频率高，方向性好，定位和测距准确；激光传感器14发出激光信号，激光精度高，分辨力强，可采集到图像；毫米波传感器12、超声波传感器13、激光传感器14三者共同采集距离信号和目标物体信号；毫米波接收器15接收反射回来的毫米波，超声波接收器16接收反射回来的超声波，激光接收器17接收反射回来的激光信号。

如图5所示，复合型探测传感器系统1用螺栓但不限于螺栓安装在电机2上，电机2以设计转速旋转，带动复合型探测传感器系统1进行旋转，从而实现复合型探测传感器系统1的360°周期性扫描的功能。

如图4所示，集电环3由集电环转子31和集电环定子32构成，其中集电环转子31为旋转件，集电环定子32为静止件；集电环3通过螺栓33但不限于螺栓安装在复合型探测传感器系统1上，集电环转子31与复合型探测传感器系统1进行连接，集电环转子31跟随电机旋转，集电环定子32固定在壳体顶盖43上，此二者均为固定部件；复合型探测传感器系统1将采集到的信号传输至集电环转子31，集电环转子31通过集电环电刷将信号传输至集电环定子32，然后将信号传输至数据采集模块，通过数据采集模块将信号传输至光纤传输线5，后经光纤传输线5传输至中央处理系统7。

中央处理系统7对信号进行分析和处理后，在显示系统8上进行图像和数据显示，驾驶员可通过显示系统8显示的图像观察到车身周围的物体和距离信息；中央处理系统7对距离进行判断，若距离不在安全距离内，则中央处理系统7控制警报系统9发出警报，警示驾驶员，若距离在安全距离内，则警报系统9无动作。

如图6、8所示，本发明的壳体4由壳体主体41、壳体底座42和壳体顶盖43构成；电机2通过螺栓21但不限于螺栓安装在壳体底座42上，壳体主体41与壳体底座42进行粘接，壳体顶盖43与壳体主体41进行粘接，壳体4将复合型探测传感器系统1、电机2、集电环3包围起来，对传感器起到保护作用；壳体顶盖43上安装插头，可实现光纤传输线5的快速插接；壳体主体41材料为透光透波材料，壳体主体41外侧涂覆疏水疏灰涂层，同时也可透光透波；水滴溅到壳体主体41时，由于外侧涂层疏水，水滴将会自行滑落；灰尘落到壳体主体41时，由于外侧涂层疏灰，灰尘将会自行滑落。

如图7所示，本发明的清洁装置6固定在壳体底座42上，固定方式不限于胶接；清洁装置6由环形清洁头61、喷嘴62、作动筒63、固定筒64、固定支架65构成；固定筒64固定在固定支架65上；作动筒63套在固定筒64中，作动筒63通过液压驱动可实现其在固定筒64中的上下运动；环形清洁头61固定在作动筒63上，环形清洁头61中可存储清洁液，环形清洁头61外层为酥软弹性结构，将壳体主体41紧紧夹住；喷嘴62固定在环形清洁头61上，清洁液通过管路从环形清洁头61流至喷嘴62，喷在壳体主体41上；作动筒63通过液压驱动上下运动，带动环形清洁头61上下运动，由于环形清洁头61外层的酥软弹性结构紧紧夹住壳体主体41，其上下运动时，可对壳体主体41进行机械清洁；喷嘴62将清洁液喷在壳体主体41上，环形清洁头61上下运动清洁壳体主体41时，清洁液起到辅助清洁作用。

本发明的工作过程如图9所示：

中央处理系统7采集红外高速摄像头11的图像信号和红外信号，毫米波传感器12的毫米波测距信号，超声波传感器13的超声波测距信号，激光传感器14的激光测距信号和激光图像信号，中央处理系统7对各组信号分别进行处理，显示系统8对上述信号处理结果进行实时的综合显示。

外界条件分为三类：白天、黑夜；可见度高的环境、可见度低的环境；低速行驶、高速行驶。中央处理系统根据不同的外界条件进行裁决：

1)白天、可见度高、低速行驶的条件下：

ⅰ)红外高速摄像头11的红外信号失效，不参与综合显示；

ⅱ)红外高速摄像头11的图像信号、激光传感器14的激光图像信号在显示系统8中进行图像合成后进行实时综合显示；

ⅲ)中央处理系统7对毫米波测距信号、超声波测距信号、激光测距信号进行处理，对测距信号求算数平均值后在显示系统8中实时显示距离。

2)白天、可见度高、高速行驶的条件下：

ⅰ)红外高速摄像头11的红外信号、超声波传感器13的超声波测距信号失效，不参与综合显示；

ⅱ)红外高速摄像头11的图像信号、激光传感器14的激光图像信号在显示系统8中进行图像合成后进行实时综合显示；

ⅲ)中央处理系统7对毫米波测距信号、激光测距信号进行处理，对测距信号求算数平均值后在显示系统8中实时显示距离。

3)白天、可见度低、低速行驶条件下：

ⅰ)红外高速摄像头11的图像信号和红外信号、超声波测距信号、激光测距信号和激光图像信号失效，不参与综合显示；

ⅱ)中央处理系统7对毫米波测距信号进行处理，对测距信号求算数平均值后在显示系统8中实时显示距离。

4)白天、可见度低、高速行驶条件下：

ⅰ)红外高速摄像头11的图像信号和红外信号、超声波测距信号、激光测距信号和激光图像信号失效，不参与综合显示；

ⅱ)中央处理系统7对毫米波测距信号进行处理，对测距信号求算数平均值后在显示系统8中实时显示距离。

5)黑夜、可见度高、低速行驶的条件下：

ⅰ)红外高速摄像头11的图像信号失效，不参与综合显示；

ⅱ)红外高速摄像头11的红外信号、激光传感器14的激光图像信号在显示系统8中进行图像合成后进行实时综合显示；

ⅲ)中央处理系统7对毫米波测距信号、超声波测距信号d、激光测距信号e进行处理，对测距信号求算数平均值后在显示系统8中实时显示距离。

6)黑夜、可见度高、高速行驶条件下：

ⅰ)红外高速摄像头11的图像信号、超声波传感器13的超声波测距信号失效，不参与综合显示；

ⅱ)红外高速摄像头11的红外信号、激光传感器14的激光图像信号在显示系统8中进行图像合成后进行实时综合显示。

ⅲ)中央处理系统7对毫米波测距信号进行处理，对测距信号求算数平均值后在显示系统8中实时显示距离。

本发明的大型车盲区复合型监测装置由复合型探测传感器系统、电机、壳体、清洁装置、光纤传输线、中央处理系统、显示系统、警报系统构成。复合型探测传感器系统固定在电机上，跟随电机旋转而旋转，不停地进行360°扫描，监测范围覆盖车身四周，包括盲区，成功排除盲区存在对行车的威胁。复合型探测传感器系统将扫描到的信号经过集电环传输至光纤传输线，再由光纤传输线传输至中央处理系统，信号经过处理后在显示系统上进行显示。设置安全距离，若行人、车辆等物体位于安全距离之内时，则由警报系统进行警报示警，引起司机的注意。复合型探测传感器系统和电机安装在壳体内，壳体起到保护雷达系统和电机的作用，壳体由透光透波材料制成，外层涂覆疏水疏灰涂层，防止壳体沾水沾灰对监测造成干扰和误判。壳体外部安装有清洁装置，万一壳体沾水沾灰，清洁装置就会启动，对壳体进行除水除灰，清洁装置上安装有喷嘴，喷嘴可喷出清洁剂，进行辅助清洁。

本发明利用复合型探测传感器系统，集红外高速摄像头、超声波传感器、毫米波传感器、激光传感器于一体，提高大型车盲区监测精度和可靠性，适用于白天、黑夜、雾天、扬灰、高速行驶、远距离测距，具有极强的环境适应性；壳体外侧采用疏水疏灰涂层，成功解决传感器沾水沾灰影响监测效果甚至使传感器失效问题；探测传感器系统跟随电机不停地进行360°旋转，扩大了单点监测范围，有效地减少监测装置在车身上的布点数量；使用光纤进行信号传输，大幅减小传输过程的信号失真；壳体外部安装机械清洁装置，对壳体沾水沾灰提供了机械清洁能力，大幅提高本发明的可靠性。

本发明不仅成功解决了大型车盲区监测问题，同时大幅提高了可靠性，本发明还可以用于无人驾驶车辆，解决无人驾驶车辆的测距和避障问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。