基于激光多普勒雷达的智慧交通终端的制作方法

本实用新型涉及一种城市智慧交通车载控制系统，具体说，是涉及一种利用激光多普勒雷达来识别道路、其他车辆、行人、障碍物及交通基础设施，并可实时测控与规范驾驶员的驾驶行为，进行超前分析预警，从而更安全可靠地保证驾驶员、乘客、其他周边人员及设施的安全，减少重大交通事故发生的城市智慧交通车载控制系统。

背景技术：

随着社会科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，汽车以惊人的速度递增，导致一些城市道路车辆拥堵、交通事故频繁出现，这也给城市交通管理带来了诸多的麻烦。部分驾驶员无视交通法规吸毒或酒后驾车屡见不鲜，疲劳驾驶、玩手机等问题也时有发生，这些都将给驾驶员安全行驶带来无处不在的安全隐患。目前交通管理部门对于酒驾、毒驾只能采取停车检查的方式使用乙醇传感器、毒品传感器对驾驶员逐一进行排查，既工作量大又浪费人力资源。因此只能进行抽查，这也使一部分驾驶员存在侥幸心理。由此产生的安全隐患仍不能得到彻底解决。对于疲劳驾驶、睡觉、玩手机违规行为也无法知晓，特别是对前方路况、车辆情况以及汽车周身环境一般只能依靠驾驶员目测，误差大，安全行驶的可靠性差。为了解决这个问题，现有采取将单个激光雷达设在汽车顶部，构成360 旋转方式对汽车周边环境进行探测，虽说测试精度得到明显提高。但是由于一只雷达要对各个方向分别进行探测，全部测完所需时间长、测速慢。如遇特殊紧急情况来不及时刹车，甚至情急之下错踩油门而酿成惨案。仍将给人民生命财产安全带来不可挽回的损失。另外尽管部分汽车安装了单一的北斗导航模块或GPS 定位模块或WIFI，但其所获取的信息仍具有一定的局限性，仍给安全行驶带来一些不便。因此该领域一直渴望能有一种有效规范驾驶员的驾驶行为，进行超前分析预警，从而避免或减少重大交通事故发生，可靠保证驾驶员、乘客、其他周边人员及设施安全的城市智慧交通车载控制终端已是当务之急。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于激光多普勒雷达的智慧交通终端，它可彻底解决现有技术中存在的问题，有效规范驾驶员的驾驶行为，进行超前分析预警，避免或减少重大交通事故发生，可靠保证驾驶员、乘客、其他周边人员及设施的安全。

本实用新型将采取如下技术措施予以实现：本实用新型由中央处理器、乙醇传感器、毒品传感器、人脸识别模块、城市大数据中心、WIFI模块、GPS模块、北斗模块、第一至第六激光多普勒雷达、总线转换模块、显示模块和广播模块组成，所述乙醇传感器、毒品传感器输出信号分别送入中央处理器模拟信号输入端，所述人脸识别模块和WIFI模块分别经SPI接口与中央处理器对应接口连接，将所述第一至第六激光多普勒雷达两信号端分别进行并联，再经总线转换模块至中央处理器数字信号接收端与控制端，而所述GPS模块、北斗模块、显示模块、广播模块的输入信号分别接入中央处理器输出控制端，其输出信号分别接入中央处理器信号接收端，并将WIFI模块、GPS模块、北斗模块与城市大数据中心进行双向通讯连接。

所述第一至第六6个激光多普勒雷达以正六边形排列方式设置在汽车外部车顶。

本实用新型由于采取了所述结构，特别是通过正六边形排列的六个激光多普勒雷达对汽车周边环境、目标的位置、速度等特征量进行全方位无死区的探测与跟踪，加之乙醇传感器、毒品传感器、人脸识别模块的设置及WIFI模块、GPS 模块、北斗模块与城市大数据中心的交互反馈，不仅能快速识别道路、车辆、行人、障碍物及交通基础设施，进行超前分析预警处理，提醒驾驶员注意安全提前减速避让，同时对多种违规驾驶进行提醒，有效规范驾驶员驾驶行为，而且能够提供不中断的WIF模块、GPS模块、北斗模块功能服务。从而更安全可靠地保证了驾驶员、乘客、其他周边人员及设施的安全，有效避免或减少重大交通事故的发生，可靠实现发明目的。还具有发明构思新颖独特、结构设计科学合理、智慧管理性能可靠、适宜推广前景广阔等优点。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是激光多普勒雷达安装位置示意图。

具体实施方式

由图1-图2所示的基于激光多普勒雷达的智慧交通终端，是在现有技术的基础上发明的一种城市智慧交通车载控制系统。它由中央处理器1、乙醇传感器2、毒品传感器3、人脸识别模块4、城市大数据中心5、WIFI模块6、GPS模块7、北斗模块8、第一至第六激光多普勒雷达(以下简称激光雷达)9、91、92、93、 94、95、总线转换模块10、显示模块11和广播模块12组成(见图1)。其中中央处理器(MCU)1是STM103VET6芯片，首先将所述的乙醇传感器2、毒品传感器3输出正信号端AD-OUT1、AD-OUT2输出的模拟信号分别对应接入中央处理器(MCU)1的模拟信号输入端AD-IN1、AD-IN2，人脸识别模块4和WIFI模块6分别经由从机选择端SPI-NSS、时钟端SPI-SCK、输入、输出信号端SPI-MISO、 SPI-MOSI组成的SPI接口与中央处理器1对应接口SPI1、SPI2进行连接，同时将第一、第二、第三、第四、第五、第六激光雷达9、91、92、93、94、95的信号端CAN-H及CANH-L分别进行并联，然后经总线转换模块10至中央处理器1信号输入、输出端口CAN-RX、CAN-TX，而将中央处理器1输出控制信号分别经输出控制端USART1-TX、USART2-TX、USART3-TX、USART4-TX对应接入所述GPS 模块7、北斗模块8、显示模块11、广播模块12的RX端口，所述GPS模块7、北斗模块8、显示模块11、广播模块12的TX端口分别与中央处理器1的USART1- RX、USART2-RX、USART3-RX、USART4-RX相连接，WIFI模块6可通过城市路灯联网，GPS模块7、北斗模块8均经卫星与城市大数据中心5实现双向通讯连接。整个系统共地。所述的第一、第二、第三、第四、第五、第六激光雷达9、91、 92、93、94、95采取正六边形排列方式安装在汽车外部车顶上。以便全方位的实时在线观测汽车周身的环境进行信息的反馈，避免在盲区所发生的重大惨案。

本实用新型工作时，首先通过微调机构对正六边形排列的六个激光雷达9、 91、92、93、94、95进行调整，即对偏移的位置进行纠正，确保激光雷达全方位的探测与反馈。

酒驾、毒驾是不顾及人身安全而驾驶的一种既害人又害己的非法行为，为了规范所述行为，在驾驶员喝酒或吸毒情况下可通过乙醇传感器2或毒品传感器3 的检测，将乙醇传感器2或毒品传感器3输出的模拟信号送入中央处理器1，经内部AD模块把模拟信号转换成数字信号并存储，在计算机程序控制下由中央处理器1的USART3-TX、USART4-TX向显示模块11、广播模块12的RX端口发送指令，广播模块12接受指令将事先预置的语音或对应的分析预警进行播报。提醒驾驶员不能开车，显示模块11进行显示。同时由显示模块11、广播模块12 的TX端口把信号反馈给中央处理器1的USART3-RX、RXUSART4-RX端口。并通过WIFI模块6、GPS模块7将信号传输给城市大数据中心5，在此情况下驾驶员仍违规启动汽车，由城市大数据中心5再次发出提醒指令，中央处理器1重复上述控制，仍由显示模块11和广播模块12再次播报，严重时予以处理。

人脸识别模块4是以扫描成像为主的传感装置，通过对驾驶员面部的眼睛 (如睁或闭)及头部动作(抬头与低头)的扫描成像所获数字信号由SPI接口的 MISO端口传输给中央处理器1进行处理，对于疲劳驾驶、睡觉、玩手机违规行为由中央处理器1向显示模块11、广播模块12发送指令，并由广播模块12发出对应的分析预警播报。随时随地的提醒驾驶员安全驾驶。

本实用新型的激光多普勒雷达是以激光器作为辐射源，通过发射对人畜无害的红外光束对探测目标的位置、速度等特征进行扫描、接收、处理的的雷达传感装置。所述六个激光雷达9、91、92、93、94、95同时工作，由激光器发射激光扫描地面的树木、道路、桥梁或建筑物等被识别目标，扫描接收信号传输至光电探测器，光电探测器将光信号转换为电信号再传输至计算机控制装置进行数据处理，并对激光发射和光电探测器进行时序控制，根据激光测距原理计算，就可得到从激光雷达到达目标点的距离，激光不断地扫描目标物，就可以得到目标物上全部目标点的数据，把来自各个不同方向位置的探测处理数据通过两信号端 CAN-H及CAN-L传输到并联节点上，也就是总线转换模块10的对应端子CAN-H 及CAN-L，由总线转换模块10进行电平的匹配，再经数据总线CAN快速送入中央处理器1的CAN-RX端口。而中央处理器1的CAN-TX端口与总线转换模块10 的对应端口连接以实现对数据总线CAN输出信号的控制。中央处理器1以点云数据进行成像处理后，就可得到精确(精度可达到厘米级)的三维立体图像与 3D环境地图。然后在显示模块11中显示。同时进行超前分析预警处理，例如出现交通指示灯的状态及交通指示标识以达到提醒驾驶员规范安全行驶，注意提前进行减速避让；在他方出现近距离驾驶或紧急状况时，还可利用中央处理器1 的输出接口连接车载计算机，为不同类型的刹车系统提供自动刹车指令实现特殊情况下的紧急刹车。通过所述激光雷达全方位的探测、跟踪与识别加之系统的有机配合，从而更加安全可靠地保证驾驶员、乘客、其他周边人员及设施的安全，并有效避免或减少重大交通事故的发生。

在遇驾驶员有超速、慢速、非法停车以及行进途中夹塞等非法驾驶行为，本实用新型可通过城市大数据中心5将信息数据反馈给GPS模块7、北斗模块8，经GPS模块7、北斗模块8的TX端口送入中央处理器1，再由中央处理器1对显示模块11、广播模块12发送指令，进行显示并提醒与警告，严重者给予处罚处理，从而规范驾驶员进行安全行驶。

在前方道路发生拥堵现象，驾驶员无法看见或识别红绿灯，可通过城市大数据中心5实时提供给驾驶员交通指示灯的红绿灯状态、路况及交通指示牌的要求，再通过显示模块11显示且广播模块12提前播报，并通过实时的共享服务，提醒驾驶员在行驶的道路上绿灯时同时起步，红灯时又同时减速，按照统一的速度前行，使拥堵现象尽快解除；其次还可通过对路况的判定来提供行驶的最佳路线；以及实时通知驾驶员前方出现的交通指示牌的要求，从而实现车辆同步安全行驶，为驾驶员提供更方便、更快捷、更安全的服务，保证了驾驶员、乘客等其他周边人员及设施的安全。

如果驾驶员对路况不清楚，可对广播模块12发送语音，由USART4-RX端口进入中央处理器1，中央处理器1与GPS模块7、北斗模块8通讯，将城市大数据中心5的数据再传输给中央处理器1处理，并控制广播模块12将路况的判定以及行驶的最佳路线进行导航播报。