CN112882061B 人车识别安全防护激光装置及方法 （深圳市砝石激光雷达有限公司）

(19)国家知识产权局(12)发明专利(65)同一申请的已公布的文献号(73)专利权人深圳市砝石激光雷达有限公司地址518000广东省深圳市宝安区新安街道兴东社区67区隆昌路8号飞扬科技创新园B栋701-B(74)专利代理机构深圳市华腾知识产权代理有限公司44370专利代理师彭年才人车识别安全防护激光装置及方法本发明公开了一种人车识别安全防护激光装置及方法，该装置包括线状激光组件和激光雷达，所述线状激光组件发射线型激光以照射于行人身上以形成激光警示线，激光雷达的激光扫描范围覆盖人行道和预设车行道，并通过扫描人行道和预设车行道上移动的目标物，测出目标物的轮廓、移动方向和移动速度，再根据测出目标物的轮廓、移动方向和移动速度来确定是行人还是车，当确定目标物是人时则发送信号以开启线状激光组件发射激光；当确定目标物是车时，则发送信号以关闭线状激光组件或不开启线状激光组件。通过激光雷达能准确测算出存在人或车，21.一种人车识别安全防护激光装置，其特征在于，包括线状激光组件和激光雷达，所述线状激光组件发射线型激光以照射于行人身上，并在行人身上形成肉眼可见的激光警示线，所述激光雷达的激光扫描范围覆盖人行道和靠近人行道来车方向的预设车行道，所述激光雷达的扫描的预设车行道范围为从人行道前的车辆停止线到远处的起始线，起始线距离车辆停止线30-40米，所述预设车行道范围划分远区范围和近区范围，所述激光雷达通过扫描人行道和预设车行道上移动的目标物并测出目标物的轮廓、移动方向和移动速度，所述激光雷达根据测出目标物的轮廓、移动方向和移动速度来确定是行人还是车，当确定目标物是人时则发送信号给线状激光组件以开启线状激光组件发射激光；当确定目标物是车时，并在所述激光雷达扫描到车辆处于远区范围时，发送信号给线状激光组件以开启线状激光组件发射激光，当所述激光雷达扫描到车辆处于近区范围时，则发送信号给线状激光组件以关闭线状激光组件或不开启线状激光组件。2.如权利要求1所述的人车识别安全防护激光装置，其特征在于，所述激光雷达为旋转式扫描雷达，所述激光雷达旋转范围是从第310°逆时针旋转到第230°,扫描覆盖角度范围为280度以上，扫描半径为30-50米。3.如权利要求1所述的人车识别安全防护激光装置，其特征在于，所述激光雷达为一个或二个并分别用于安装在人行道一端或两端，所述人行道具有在行车方向上的预定宽度，所述激光雷达装设于靠近来车方向的一侧。4.如权利要求2所述的人车识别安全防护激光装置，其特征在于，所述激光雷达判断目标物是人和车共存时，所述激光雷达发送信号给线状激光组件以关闭线状激光组件或不开启线状激光组件或者所述激光雷达进一步探测到来车在安全距离和安全速度时关闭线状激光组件。5.如权利要求1所述的人车识别安全防护激光装置，其特征在于，所述激光雷达扫描覆盖的预设车行道的范围等于或大于人行道的范围，所述激光雷达安装于人行道与预设车行道之间的路边位置，所述激光雷达扫描覆盖的预设车行道在行车方向上的纵向长度大于或等于人行道同一方面上的纵向长度。6.如权利要求1所述的人车识别安全防护激光装置，其特征在于，所述激光雷达在开启线状激光组件后继续感测人行道上是否有行人，如果行人消失于人行道则发送信号以关闭线状激光组件。7.如权利要求1所述的人车识别安全防护激光装置，其特征在于，所述远区范围是从起始线前行方向延伸5-10米，所述近区范围是从车辆停止线到距离起始线5-10米处。8.如权利要求1所述的人车识别安全防护激光装置，其特征在于，所述线状激光组件包括沿着垂直方向排列的多个线状激光器，多个线状激光器排成单列或多列，所述激光雷达和线状激光组件安装于一个路桩中，所述激光雷达位于线状激光组件的上方，所述装置还包括控制器，所述控制器装于一个控制盒内或装于所述路桩，所述控制器内还设有无线通讯装置以与外部服务器或远程终端进行数据传输和远程控制，所述装置还包括定时器和/或光传感器，所述定时器用于定时向多个线状激光器和激光雷达发送开关信号，所述定时器设定于夜间工作时间，所述光传感器感测到环境光线弱于预定亮度值时发送开启信号给控制器，以控制线状激光组件和激光雷达的开启。9.一种人车识别安全防护方法，其通过权利要求1-8任一项所述的人车识别安全防护3激光装置来实现，其包括如下步骤：开启激光雷达；通过所述激光雷达扫描人行道和预设车行道上移动的目标物并测出目标物的轮廓、移动方向和移动速度；所述激光雷达根据测出目标物的轮廓、移动方向和移动速度来判断人行道是有人或车以及判断预设车行道上是否有行车；当所述激光雷达测出人行道上的移动目标物是人时，发送开启信号给线状激光组件，所述线状激光器发射线型激光；当所述激光雷达测出移动目标物是车时，则发送信号给线状激光组件以关闭线状激光组件或不开启线状激光组件。10.如权利要求9所述的人车识别安全防护方法，其特征在于，当所述激光雷达测出移动目标物是车时同时还有人在人行道上移动时，所述激光雷达探测到来车在安全距离和安全速度时关闭线状激光组件，所述激光雷达通过探测路径上移动对象，并生成移动对象的4人车识别安全防护激光装置及方法技术领域[0001]本发明涉及道路安全通行设施技术领域，具体涉及一种人车识别安全防护激光装置及方法。背景技术[0002]道路交通中，在交叉路口或者行人较集中的路段，通常设置有人行横道线，方便行人或者自行车穿越道路。现在机动车数量日益增加现交通意外，对行人的伤害难以预估，特别是广大农村许多国省道限速高又无法封闭管理，人行过道斑马线多，到晚上人少车快视线不好更易发生交通事故，这时候行人安全装置的作用就凸显出其重要性来。[0003]尤其是在夜间、雷雨天或者雾天，由于光线过暗，造成驾驶人员视线不良，如果不能及时发现穿越道路的行人和自行车，将给行人和自行车造成极大的危险，使道路交通存在极大的安全隐患。发明内容[0004]有鉴于此，有必要提供一种智能化控制、节省能耗、减少激光线对人的损伤、更加安全可靠的人车识别安全防护激光装置及方法。[0005]一种人车识别安全防护激光装置，其包括线状激光组件和激光雷达，所述线状激光组件发射线型激光以照射于行人身上，并在行人身上形成肉眼可见的激光警示线，所述激光雷达的激光扫描范围覆盖人行道和靠近人行道来车方向的预设车行道，所述激光雷达通过扫描人行道和预设车行道上移动的目标物并测出目标物的轮廓、移动方向和移动速度，所述激光雷达根据测出目标物的轮廓、移动方向和移动速度来确定是行人还是车，当确定目标物是人时则发送信号给线状激光组件以开启线状激光组件发射激光；当确定目标物是车时，则发送信号给线状激光组件以关闭线状激光组件或不开启线状激光组件。[0006]进一步地，所述激光雷达为旋转式扫描雷达，所述激光雷达旋转范围是从第310°逆时针旋转到第230°,扫描覆盖角度范围为280度以上，扫描半径为30-50米。[0007]进一步地，所述激光雷达为一个或二个并分别用于安装在人行道一端或两端，所述人行道具有在行车方向上的预定宽度，所述激光雷达装设于靠近来车方向的一侧。[0008]进一步地，所述激光雷达判断目标物是人和车共存时，所述激光雷达发送信号给线状激光组件以关闭线状激光组件或不开启线状激光组件或者所述激光雷达进一步探测到来车在安全距离和安全速度时关闭线状激光组件。[0009]进一步地，所述激光雷达扫描覆盖的预设车行道的范围等于或大于人行道的范围，所述激光雷达安装于人行道与预设车行道之间的路边位置，所述激光雷达扫描覆盖的预设车行道在行车方向上的纵向长度大于或等于人行道同一方面上的纵向长度。[0010]进一步地，所述激光雷达在开启线状激光组件后继续感测人行道上是否有行人，如果行人消失于人行道则发送信号以关闭线状激光组件5[0011]进一步地，所述激光雷达的扫描的预设车行道范围为从人行道前的车辆停止线到远处的起始线，起始线距离车辆停止线30-40米，所述预设车行道范围划分远区范围和近区范围，所述远区范围是从起始线前行方向延伸5-10米，所述近区范围是从车辆停止线到距离起始线5-10米处，当所述激光雷达扫描到车辆处于远区范围时，发送信号给线状激光组件以开启线状激光组件发射激光，当所述激光雷达扫描到车辆处于近区范围时，发送信号给线状激光组件以关闭线状激光组件或不开启线状激光组件。[0012]进一步地，所述线状激光组件包括沿着垂直方向排列的多个线状激光器，多个线状激光器排成单列或多列；更进一步地，所述激光雷达和线状激光组件安装于一个路桩中，所述激光雷达位于线状激光组件的上方；所述装置还包括控制器，所述控制器装于一个控制盒内或装于所述路桩，所述控制器内还设有无线通讯装置以与外部服务器或远程终端进行数据传输和远程控制，所述装置还包括定时器和/或光传感器，所述定时器用于定时向多个线状激光器和激光雷达发送开关信号，所述定时器设定于夜间工作时间，所述光传感器感测到环境光线弱于预定亮度值时发送开启信号给控制器，以控制线状激光组件和激光雷达的开启。[0013]以及，一种人车识别安全防护方法，其通过上述的人车识别安全防护激光装置来[0015]通过所述激光雷达扫描人行道和预设车行道上移动的目标物并测出目标物的轮[0016]所述激光雷达根据测出目标物的轮廓、移动方向和移动速度来判断人行道是有人和/或车以及判断预设车行道上是否有行车；[0017]当所述激光雷达测出人行道上的移动目标物是人时，发送开启信号给线状激光组[0018]当所述激光雷达测出移动目标物是车时，则发送信号给线状激光组件以关闭线状激光组件或不开启线状激光组件。[0019]进一步地，当所述激光雷达测出移动目标物是车时同时还有人在人行道上移动时，所述激光雷达探测到来车在安全距离和安全速度时关闭线状激光组件，所述激光雷达通过探测路径上移动对象，并生成移动对象的扫描图像，通过扫描图像分析计算，来判断是否存在人或车。[0020]上述人车识别安全防护激光装置及方法中，通过激光雷达既感测人行道又感测预设车行道这两段道上的移动目标物，通过感测人行道及车行道上是否有移动目标物，发现有移动目标物时，通过激光雷达直接测出移动目标物的速度大小、方向和轮廓，再根据移动目标物的速度大小、方向和轮廓算出移动目标物的运动轨迹和轮廓，并由此判断是否存在人或车，根据此结果来控制线状激光组件的激光开启和关闭。由此当只有行人经过时，线状激光组件的激光开启，激光在行人身上形成激光警示线，以提醒较远的来车，注意行人安全。当测算出只有车出现在预设车行道上时，不开启线状激光组件；或者是测算出有车出现在预设车行道上也有人出现在人行道上，也不开启线状激光组件。这样，来车远处看到警示有行人时，即减速慢行，行到预设车行道位置，即将靠近人行道时，此时可以关闭线状激光组件，因为已经获得警示，车辆也在缓行或暂停行驶以让行人通过，这时不需要再发射激光6警示，由此节省能耗，节能减排，更能避免线状激光组件发射过多激光线而造成激光污染，同时减少激光线对人的损伤，更加安全可靠。而且，通过激光雷达扫描范围广，预警作用明附图说明[0021]图1是本发明实施例提供的人车识别安全防护激光装置的立体结构示意图。[0022]图2是本发明实施例提供的人车识别安全防护激光装置的内部结构示意图。[0023]图3是本发明实施例的人车识别安全防护激光装置应用时激光警示的结构示意[0024]图4是本发明实施例的人车识别安全防护激光装置的应用场景结构示意图。[0025]图5是本发明实施例的人车识别安全防护激光装置中激光雷达扫描覆盖范围示意[0026]图6是本发明实施例的人车识别安全防护激光装置的激光防护流程示意图。具体实施方式[0027]本实施例以人车识别安全防护激光装置为例，以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。[0028]请参阅图1、图2、图3和图4,示出本发明实施例提供的一种人车识别安全防护激光装置100及其内部结构，该装置100包括线状激光组件10和激光雷达20,所述线状激光组件10发射线型激光以照射于行人60身上，并在行人60身上形成肉眼可见的激光警示线61(如图3所示),所述激光雷达20的激光扫描范围覆盖人行道和靠近人行道来车方向的预设车行道65,所述激光雷达20通过扫描人行道和预设车行道上移动的目标物并测出目标物的轮廓、移动方向和移动速度，所述激光雷达20根据测出目标物的轮廓、移动方向和移动速度来确定是人还是车，当确定目标物是人时则发送信号给线状激光组件10以开启线状激光组件10发射激光；当确定目标物是车时，则发送信号给线状激光组件10以关闭线状激光组件10或不开启线状激光组件10。[0029]如图2所示，所述线状激光组件10包括沿着垂直方向排列的多个线状激光器11,多个线状激光器11排成单列或多列。具体应用中，所述激光雷达20和线状激光组件10安装于一个路桩中，或者是一个路灯桩中。所述激光雷达20位于线状激光组件10的上方。线状激光组件10的详细结构以及与激光雷达20位置关系可参照同一申请人于2021年01月14日提交的申请号为202120101442.0的一种多列式激光路桩装置，2021年01月14日提交的申请号为202120106221.2的一种对射型激光路桩装置，2021年01月12日提交的申请号为202120080057.2的行人安全防护独立型激光装置，2021年01月12日提交的申请号为202110037299.8的行人安全激光全息防护装置及方法，这些专利文件中关于激光器和激光雷达或传感器方面的结构和功能都全文引用入本申请中。[0030]具体应用中，所述多个线状激光器11安装于一个灯杆的底桩或路桩30中，所述底桩或路桩30具有多个侧板围成一个内部空间，其中一个侧板即面对人行道上的前面板，面对人行道并采用透光板。[0031]如图1所示，所述底桩或路桩30包括前面壳31和侧面壳32,其中，前面壳31分别具7有上窗口和下窗口，上窗口通过透光上窗板33密封，下窗口通过透光下窗板35密封，所述激光雷达20安装于上窗口对应位置的内侧，多个线状激光器11安装在下窗口对应位置的内侧。也即，每个底桩或路桩30内部分成上下两部分，所述激光雷达20安装于上半部分，多个线状激光器11安装于下半部分。所述底桩或路桩30通过安装结构装于道路基面上，安装结构包括底座36和紧固件37,用于安装于道路基面上。激光雷达20还具有数据传输接口。[0032]如图2所示，以第一激光桩为例，所述底桩或路桩30内具有安装板16,所述安装板16具有多个安装孔17,多个所述安装孔17分别安装多个所述线状激光器11,所述激光雷达20安装于安装板16的顶端并与多个所述线状激光器11处于同一竖直方向上。[0033]具体地，所述激光雷达20为旋转式扫描雷达，所述激光雷达20旋转范围是从第310°逆时针旋转到第230°,即从设备上方仰视来看从第310°逆时针旋转到第230°,扫描覆盖角度范围为280度以上，扫描半径优选为30-50米，在此扫描范围内，发现有车辆出现再发警示，理论上还能紧急制动以避免事故。本实施例的激光雷达优选采用深圳市砝石激光雷达有限公司提供的F20型号的激光雷达。如图5所示，激光雷达20的盲区范围只在本身身后80度左右的范围内，完全覆盖整个人行道和预设车行道，即图4中的a角大于280述激光雷达20在开启线状激光组件10后继续感测人行道上是否有行人，如果持续测出有行人，则保持开启线状激光组件10;如果行人消失于人行道则发送信号以关闭线状激光组件[0034]另外，所述装置100还包括控制器，所述控制器装于一个控制盒内或装于所述底桩或路桩30,所述控制器内还设有无线通讯装置以与外部服务器或远程终端进行数据传输和远程控制。此外，所述装置100还包括定时器和/或光传感器，所述定时器用于定时向多个线状激光器和激光雷达20发送开关信号，所述定时器设定于夜间工作时间，所述光传感器感测到环境光线弱于预定亮度值时发送开启信号给控制器，以控制线状激光组件10和激光雷达20的开启。多个线状激光器11和激光雷达20分别与所述控制器电连接，所述激光雷达20将信号发送给控制器，所述控制器再根据所述信号控制多个所述线状激光器11的开关。[0035]进一步地，多个所述线状激光器11的安装高度为20-30厘米，以照射于行人60的脚部，多个所述线状激光器11在竖直方向上排布以形成具有一定高度范围的激光警示线61,多个激光警示线61的高度范围为10-30厘米。[0036]如图4所示，限于图的尺寸，激光雷达20并未完全展示，实际应用中的激光雷达20比图示的扫描范围更大。所述激光雷达20为一个或二个并分别用于安装在人行道一端或两端，所述人行道具有在行车方向上的预定宽度，所述激光雷达20装设于靠近来车方向的一侧。图4所示，采用两个激光雷达20,分别安装于人行道的两端，更优选地，每个激光雷达20安装于靠近于行车停止线63的外延长线旁侧，这样既方便照射于行人60脚上，面对来车方向形成警示线，同时也方便感测尽可能较远的来车。[0037]进一步地，所述激光雷达20扫描覆盖的预设车行道的范围等于或大于人行道的范围，所述激光雷达20安装于人行道与预设车行道之间的路边位置。预设车行道在行车方向上的长度在20-40米范围，即在图示中停止线63与起始线64之间的行车范围内，起始线64也是激光雷达20所能扫描到的最大距离处。例如，以扫描半径为40米为例，预设车行道在行车方向上的长度可设为30米，即距离停止线63的30米远处。因此，所述激光雷达20扫描覆盖的预设车行道在行车方向上的纵向长度大于或等于人行道同一方面上的纵向长度。实际上，8预设车行道在行车方向上的纵向长度在20-40米范围，远大于人行道的纵向长度。[0038]另外，所述激光雷达20的扫描的预设车行道范围为从人行道前的车辆停止线63到远处的起始线64,起始线64距离车辆停止线63约30-40米，所述预设车行道范围划分远区范围和近区范围，所述远区范围是从起始线64前行方向延伸5-10米，所述近区范围是从车辆停止线63到距离起始线64约5-10米处，当所述激光雷达20扫描到车辆处于远区范围时，发送信号给线状激光组件10以开启线状激光组件10发射激光，当所述激光雷达20扫描到车辆处于近区范围时，发送信号给线状激光组件10以关闭线状激光组件10或不开启线状激光组件10。近区范围可以视为来车的安全距离，实际应用时，安全距离可以根据场景、技术要求等灵活变化。另外，所述激光雷达20判断目标物是人和车共存时，发送信号给线状激光组件10以关闭线状激光组件10或不开启线状激光组件10,或者有人和车的同时所述激光雷达20进一步探测到来车在安全距离和安全速度时关闭线状激光组件10。安全速度可以根据国家[0039]另一方面，本发明实施例还提供一种人车识别安全防护方法，其通过上述的人车识别安全防护激光装置100来实现，其包括如下步骤：[0040]步骤S10,开启激光雷达20;[0041]步骤S20,通过所述激光雷达20扫描人行道和预设车行道上移动的目标物，并测出[0042]步骤S30,所述激光雷达20根据测出目标物的轮廓、移动方向和移动速度来判断人行道是有人和/或车以及判断预设车行道上是否有行车；[0043]步骤S40,当所述激光雷达20测出人行道上的移动目标物是人时，发送开启信号给线状激光组件10,所述线状激光器发射线型激光；[0044]步骤S50,当所述激光雷达20测出移动目标物是车时，则发送信号给线状激光组件10以关闭线状激光组件10或不开启线状激光组件10。[0045]请结合图1-5参阅图6,以说明本发明实施例还提供一种人车识别安全防护方法的以根据定时的时间段来定时开启激光雷达20.光传感器感测环境光线大于预设亮度值时，不开启激光雷达20,或者已经开启的情况下关闭激光雷达20和关闭线状激光组件10。[0047]步骤S20,激光雷达20进行感测时，即通过旋转激光扫描人行道和预设车行道上移动的目标物，先判断是否有移动目标物，如果有，则通过激光雷达20测出目标物的轮廓、移动方向和移动速度；如果没有移动物，则返回，激光雷达20持续监测，直到人行道上没有行人即关闭线状激光组件10。也即，所述激光雷达20在开启线状激光组件10后继续感测人行道上是否有行人，如果持续测出有行人，则保持开启线状激光组件10;如果行人消失于人行道则发送信号以关闭线状激光组件10。[0048]当测出移动目标物的数据后，所述激光雷达20能根据目标物的轮廓、移动方向和移动速度快速判断出有人或车，即，判断人行道上是否有人，以及判断预设车行道上是否有行车。[0049]如果判断是有人，则开启线状激光组件10,以发出激光警示线61,以警示可能有的9来车，此时较远车辆(即在预设行车道之外的车辆)能看到激光警示线61,将有更充裕的时[0050]如果测出移动目标物是车时，则发送信号给线状激光组件10以关闭线状激光组件10或不开启线状激光组件10。[0051]在具体应用实施例中，如果有车已经出现在预设车行道范围内，此时车辆也能注意到有没有行人，则不需要开启线状激光组件10,即使有人和车共存的情况，也不需要开启线状激光组件10.因为存在来车时，车辆已经知道有人，已经没