车辆安全间距探测系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种车辆安全间距探测系统，包括有激光发射头、高清摄像头及实时计算芯片，激光发射头的发射方向与高清摄像头的透镜的光轴平行，高清摄像头的信号输出口与实时计算芯片电信号连接，实时计算芯片实时接收高清摄像头传送的图像信号，再按照既定的公式计算与输出测距数值。该车辆安全间距探测系统从取材到制作都十分简便，生产难度低、成本低廉，产品结构简单、使用效果好(测距精确度高、误判率极低)，极具推广使用前景。
【专利说明】
车辆安全间距探测系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种车辆安全间距探测系统，是一种测距装置。
【背景技术】
[0002] 雷达系统是传统的距离探测装置，采用电磁波为探测手段。雷达系统的应用领域 是大尺度空间目标的探测。在对于地面物体的探测应用中，地面雷达会在地面反射波的干 涉下形成近地盲区，处于盲区中的物体很难被地面雷达探测到。目前克服近地盲区的途径 有两种，一种是提高雷达的空间高度，即预警机的运用；另一种是缩短电磁波波长，从米波 缩至毫米波，但波长的缩短带来的是技术难度的极大提升。随着机动交通工具的发展与普 及，近距主动探测技术对确保日常交通安全的重要性与必要性与时倶增。日常交通中车辆 之间的距离为几米到几十米，车辆高度为米级，这两点对电磁波探测设置了很高的技术门 槛;军用雷达技术成本昂贵，很难推广到民用领域;超声测距技术与雷达技术类似，不同点 在于探测手段是超声波，由于超声波的传播速度远低于电磁波，其频点与波长都远低于电 磁波，这一特点使超声波探测技术适合于地面物体的探测，但通常只用于汽车的倒车雷达 系统。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是：目前由于技术与成本方面的原因，导致在民用车辆 上安装前车测距系统施行难度大、推广困难，为此专门提供一种成本低廉、技术难度低，使 用效果好的车辆安全间距探测系统，以解决问题，满足应用所需。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种车辆安全间距探测系统，包括 有激光发射头、高清摄像头及实时计算芯片，激光发射头的发射方向与高清摄像头的透镜 的光轴平行，高清摄像头的信号输出口与实时计算芯片电信号连接，定义被测物体距高清 摄像头的距离为L，激光发射头距高清摄像头的透镜光轴的距离为H，透镜的焦距为f，被测 物体被激光发射头照射所形成的光斑在高清摄像头内的像斑到透镜光轴的像素单位距离 为PPI，实时计算芯片实时接收高清摄像头传送的图像信号，将被测物体被激光发射头照射 所成的激光斑在高清摄像头内的像斑到透镜光轴的像素单位距离转化为长度单位距离h， 再按照
的公式计算与输出L的数值。
[0005] 本发明的有益效果是:该车辆安全间距探测系统从取材到制作都十分简便，生产 难度低、成本低廉，产品结构简单、使用效果好(测距精确度高、误判率极低），极具推广使用 前景。
【附图说明】
[0006] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0007] 图1是本发明的结构示意图（图中箭头表示光路）。
[0008] 图中：1.激光发射头2.高清摄像头2-1.透镜3.实时计算芯片
【具体实施方式】
[0009] 一种车辆安全间距探测系统，如图1所示，其包括有激光发射头1、高清摄像头2及 实时计算芯片3,激光发射头1的发射方向与高清摄像头2的透镜2-1的光轴平行，高清摄像 头2的信号输出口与实时计算芯片3电信号连接，定义被测物体距高清摄像头2的距离为L， 激光发射头1距高清摄像头2的透镜2-1光轴的距离为H，透镜2-1的焦距为f，被测物体被激 光发射头1照射所成的激光斑在高清摄像头2内的像斑到透镜2-1光轴的像素单位距离为 PPI，实时计算芯片3实时接收高清摄像头2传送的图像信号，将被测物体被激光发射头1照 射所形成的光斑在高清摄像头2内的像斑到透镜2-1光轴的像素单位距离转化为长度单位 距离h，再按$
?的公式计算与输出L的数值。
[0010]该车辆安全间距探测系统一般安装于车辆的车前位置，其对前车的测距原理如 下:根据凸透镜成像原理，被测物距高清摄像头2的距离远大于其透镜2-1的焦距时，高清摄 像头2的成像平面无限趋近焦平面，此时可近似认为成像平面与焦平面重合，被测物的成像 位置可直接用经过透镜2-1光心的射线与焦平面的焦点来确定，如图1所示，A点代表被测物 受激光照射形成的光斑，B点代表光斑经透镜2-1在高清摄像头2内所成的像(在焦平面上）， 〇点为透镜2-1光心，F点为透镜2-1焦点，根据相似三角形的对应比例关系，存在此关系式：
[0011]
[0012] 式中OC即为被测物体距高清摄像头2的距离L，AC即为激光发射头1距高清摄像头2 的透镜2-1光轴的距离H，0F即为透镜2-1焦距f，BF即为被测物体被激光发射头1照射所形成 的光斑在高清摄像头2内的像斑到透镜2-1光轴的距离h，因此有关系式：
[0013]
[0014]
[0015]如此则可得到L的数值(被测物距高清摄像头的距离），也就是前车与本车的间距。
[0016] 在此计算过程中，H与f均为已知参数，只有h的长度是需要实时测量的，但h的长度 并不能直接测量，须由实时计算芯片3对接收到的高清摄像头2传送的图像信号进行处理， 对被测物体被激光发射头1照射所形成的光斑在高清摄像头2内的像斑到透镜2-1光轴的像 素单位距离进行转化，才可得到长度单位的h的数值。当然，将像素单位数值转化为长度单 位数值的技术为现有技术，业内公知。
[0017] 上述实施例仅用于解释说明本发明，而非对本发明权利保护的限定，凡是在本发 明本质方案的基础上进行的任何非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围内。
【主权项】
1. 一种车辆安全间距探测系统，其特征在于:包括有激光发射头（1)、高清摄像头(2)及 实时计算忍片（3)，激光发射头（1)的发射方向与高清摄像头(2)的透镜(2-1)的光轴平行， 高清摄像头(2)的信号输出口与实时计算忍片(3)电信号连接，定义被测物体距高清摄像头 (2)的距离为L，激光发射头（1)距高清摄像头(2)的透镜(2-1)光轴的距离为H，透镜(2-1)的 焦距为f，被测物体被激光发射头（1)照射所形成的光斑在高清摄像头(2)内的像斑到透镜 (2-1)光轴的像素单位距离为PPI，实时计算忍片(3)实时接收高清摄像头(2)传送的图像信 号，将被测物体被激光发射头（1)照射所成的激光斑在高清摄像头(2)内的像斑到透镜(2- H*f 1)光轴的像素单位距离转化为长度单位距离h，再按照L = -；-的公式计算与输出L的数 h 值。
【文档编号】G01S11/12GK105842682SQ201610307135
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】薛峰, 王洪波
【申请人】薛峰, 王洪波