用于测量行驶车辆车间距离的新方法

[摘 要]介绍一种测量行驶车辆车间距离的新方法，用简单的装置就能得到强力光源，满足了远距离测距的需要，解决了一直存在的难题。可与氙闪光放电管同步进行测距，可测高速行驶时前车与自车的间距。可测自车的前、后、左、右与任一方被测对象（车或物）的相间距离，颇具实用价值。 [关键词]测距装置；测距方法；测距限度；间距；瞬时发光 1原来测量方法 为了防止车辆发生自行运转、碰撞之类的交通事故，近年来大都在车上增设测距装置。就这类测距装置而言，随测量方法不同而有雷达式、超声波和光学式之分。其中，光学式测距方法特别引人注目。这是因为光学式测距装置结构简单，而且还由于自动聚焦式摄像机有所改进，可望用上廉价产品的缘故。光学式测距方法又可分为有源式测距法和无源式测距法二种。自测量装置一侧向被测对象（车或物）照射光的为有源式，利用来自被测对象的自然光反射的为无源式。夜晚测距时以选用前者有源式为佳。 可是，就此种光学式测距方法而言，其测距限度取决于照射光的程度。因而，若被测对象为几米的近距离，只需用红外光二级管就足以满足使用要求。而高速行驶车载用测距装置则不然，要对自车与前方行驶车相间几十米的远距离被测对象进行测量，就必须具备高输出的照射光才行。这便是实际存在的课题。 2革新测量方法 2.1革新目标 针对上述实情，着力进行技术革新，侧重解决光学式测距装置远距离测距所需要的照射光源问题，提供一种光学式测量车间距离的新方法，使之更具实用价值。 2.2革新要点 新方法采用光学式测距装置，通过向被测对象（车或物）照射红外光来测量自车与被测对象之间的距离[1]。在车前面朝着同一方向设置复数只氙闪光放电管。氙闪光放电管适用于汽车载用光源的聚焦透镜及滤光片。滤光片的作用是既可截止可见光又能透过红外光，使氙闪光放电管依次闪烁发光，与其同步进行测距。 2.3应用实例 图1所示为汽车载用测距装置示意图。测距装置主要由凸透镜和CCD（电荷耦合器件）构成，设置在车辆的前部。光源设置复数个，如图1所示，本例用4个光源。光源由氙闪光放电管、反射镜、滤光片及聚焦透镜构成，如图2所示。放电管内充氙气，以氙闪光。反射镜向放电管的前方反射闪光。滤光片设置在放电管的前方，截止可见光，仅透过红外光。聚焦透镜设置在滤光片的前面，由凸透镜对放电管的发光加以聚焦而形成。 氙闪光放电管，如频闪观测器便是众所周知的用例。若使用电容器积蓄的电能作瞬时放电，则在几百分之一秒的短时间内就会发生强力的闪光。此闪光的色温度约为5000K，近似于白天的太阳光。因其内含有大量红外光，故在氙闪光放电管的前方配置滤光片，以截止可见光，就能单利用红外光。再者，氙闪光放电管也并非不可能连续发光，只是为了减少闪光时的光量，延长其寿命，才择善选用瞬时发光。 似这样，氙闪光放电管按以上所述从一次闪光到下次发光固然需要时间，但利用复数个放电管依次相继发光，可使发光间隔时间减至极少程度。因此，便可与这些氙闪光放电管的发光同步进行测距，所得数据虽以间歇测定值，但实用也无妨。此外，放电管在发光中由于用滤光片截止可见光，因而闪光方向也不会晃眼刺目。 本应有例采用凸透镜为聚焦透镜，但因氙闪光放电管的形状为线形，故也可以相应改为半圆锥体的圆柱形透镜。 此外，本用例是以测距装置设置在车辆的前部为例对自车前方的被测对象（车或物）进行测距。但需证明，并不局限于此，若将测距装置设置在车后面或左面或右面，也同样可以测出自车与后方或左右侧方被测对象的相间距离。 3效果 用本开发提供的新方法测量车间距离，可获得如下效果： （1）用简单的装置就能得到强力光源，解决了一直存在的难题，可满足远距离测距的需要； （2）自车的前、后、左、右与任一被测对象之间的距离均可测量； （3）可与氙闪光放电管的发光同步进行测距； （4）用滤光片截止可见光，对处于闪光方向的人无晃眼刺目之感。