【摘 要】
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随着社会的发展,汽车在人们生活中成为了必不可少的工具,其相关行业发展前景良好,而当前洗车房的智能化系统市场还存在较大空白。为了提高洗车房的工作效率和智能化水平,论文根据汽车型号调查,确定了车型分类标准,通过对比多种车辆识别方法,结合洗车房多沙尘、多水汽的特殊环境,设计基于脉冲激光测距的车辆识别系统,对轿车、小型货车、客车和大型货车等四种车型进行识别。论文根据系统要求设计了总体方案,确定收发器件分别
【基金项目】
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国家自然科学基金（编号:No.61975164）；
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随着社会的发展,汽车在人们生活中成为了必不可少的工具,其相关行业发展前景良好,而当前洗车房的智能化系统市场还存在较大空白。为了提高洗车房的工作效率和智能化水平,论文根据汽车型号调查,确定了车型分类标准,通过对比多种车辆识别方法,结合洗车房多沙尘、多水汽的特殊环境,设计基于脉冲激光测距的车辆识别系统,对轿车、小型货车、客车和大型货车等四种车型进行识别。论文根据系统要求设计了总体方案,确定收发器件分别为905nm的激光二极管和PIN光电二极管。在激光发射模块中,运用竞争冒险现象调制PWM波,通过窄脉冲、大电流信号驱动激光二极管,设计正交柱透镜发射光学系统进行激光准直;接收光学系统采用单透镜聚焦激光,经过光电二极管转化为电信号。由于回波信号较弱且上升时间短,设计了高增益、大带宽的放大电路以获得不失真的大信号;考虑到水汽和汽车颜色对回波信号幅值的影响,结合恒定比值法和固定阈值法进行发射与接收时刻鉴别,再通过高精度计时芯片完成时间间隔测量。经过ZEMAX、Multisim和TINA等软件仿真和优化,确定各元件的参数,验证硬件设计的可行性,并搭建实验平台对系统各模块电路进行测试、分析和调试验证。以STM32F103作为主控芯片,控制激光二极管发射激光、配置TDC-GP22等,实现启动自标定减小固定延时误差及数据处理等功能。同时,运用LabVIEW设计了车辆识别系统的上位机界面,具备RS232通信测试、数据读取和车型识别等功能。通过对多组测量数据的误差分析,采用“3σ准则”、多次测量取平均值和系统标定等方法分别校正粗大误差、随机误差和系统误差,提高系统的测量精度。对比不同环境和不同反射率目标的测距结果,表明该系统受环境水汽和目标颜色的影响有限。在洗车房进行了长期测试实验,分析车辆识别样本,证明该系统的车辆识别率可达96.5%。考虑实际应用需要,对测距模块进行高低温、防水、盐雾及EMC测试,所有可靠性测试皆符合标准。
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