一種車輛輪廓及軸距自動測量系統(tǒng)的自標定測量算法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種車輛輪廓及軸距自動測量系統(tǒng)的自標定測量算法，包括以下步驟：步驟1，測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)；步驟2，啟動系統(tǒng)，距離測量單元進行測地校正，并獲取校正參數(shù)傳輸給綜合數(shù)據(jù)處理單元；步驟3，測量被測車輛并傳輸數(shù)據(jù)；計算車輛輪廓和軸距。本發(fā)明能夠自動測量包括車長、寬、高在內(nèi)的車輛輪廓以及車輛軸距的數(shù)據(jù)，既保證測量精度，又提高測量效率。
【專利說明】一種車輛輪廓及軸距自動測量系統(tǒng)的自標定測量算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測量領(lǐng)域，特別是一種車輛輪廓及軸距自動測量系統(tǒng)的自標定測量算法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國每年新增機動車數(shù)量驚人，為防止部分客貨車私自改裝車輛尺寸，公安部交通管理局車輛管理處每年都必須對車輛進行外輪廓尺寸檢測。當前采用的傳統(tǒng)人工測量方法效率較低，人工成本較高，而且受被測車輛的復雜結(jié)構(gòu)影響和受測量工具的制約，測量精度具有較大誤差。這就迫切要求采用自動方法和自動裝置對車輛外輪廓尺寸進行檢測，既保證測量精度，又提高測量效率。
[0003]為實現(xiàn)測量車輛尺寸的自動化監(jiān)測，近年來也有一些自動測量方法和裝置，目前從已有的車輛檢測方法和裝置相關(guān)的資料以及相關(guān)專利資料查明，當前對車輛尺寸進行檢測的測量裝置主要包括激光掃描儀、激光雷達、成像裝置、光幕傳感器陣列等。申請?zhí)枮?01210119598.7的中國專利公開了一種基于光幕的車輛尺寸自動測量系統(tǒng)及其測量方法，該系統(tǒng)需要多個光幕傳感器陣列，結(jié)構(gòu)復雜，功耗較大，此外一旦傳感器陣列中有傳感器損壞，不易檢測和后期維修。申請?zhí)枮?01020645084.1的中國專利公布了一種利用激光掃描儀和成像裝置的車輛尺寸自動檢驗測量裝置，該裝置以成像裝置為主，激光掃描儀為輔，成本較高，結(jié)構(gòu)復雜，而且圖像易受到復雜背景、光線和陰影的影響，工作不穩(wěn)定。申請?zhí)枮?01210175516.0的中國專利公開了一種利用激光雷達掃描進行車輛尺寸的測量方法和裝置，該方法存在以下缺點:(I)不能檢測車輛的軸距；(2)不能去除車輛后視鏡對寬度的影響；(3)由于雷達安裝位置的限制，在車輛寬度的掃描中存在死角，所測車輛寬度只是車輛上表面寬度，不一定是車輛的最大寬度。(4)該方法無法達到本申請查新項目的精度要求?？傊F(xiàn)有的車輛尺寸自動測量方法和裝置成本較高，性能不全，可用性不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種車輛輪廓及軸距自動測量系統(tǒng)的自標定測量算法。
[0005]一種車輛輪廓及軸距自標定測量算法，包括以下步驟:
[0006]步驟1，系統(tǒng)啟動前，測量近端拱門架的寬度L6和高度L7 ；
[0007]步驟2，啟動系統(tǒng)，第二距離測量單元的第二激光雷達和第三距離測量單元的第三激光雷達自動進行測地校正，并獲取校正參數(shù)傳輸給綜合數(shù)據(jù)處理單元，綜合數(shù)據(jù)處理單元運算得到第二激光雷達標準角α I和第三激光雷達標準角α 2 ；
[0008]步驟3，被測車輛進入檢測通道，分別觸發(fā)輪廓測量控制單元和軸距測量控制單元，輪廓測量控制單元向第一距離測量單元發(fā)送信號，軸距測量控制單元向第一距離測量單元發(fā)送信號，第一距離測量單元根據(jù)觸發(fā)信號掃描車輛獲得車輛的相關(guān)參數(shù)；第二距離測量單元和第三距離測量單元掃描車輛獲得車輛的相關(guān)參數(shù)；三個距離測量單元將所獲得的車輛參數(shù)實時傳輸給綜合數(shù)據(jù)處理單元；
[0009]步驟4，車輛駛出檢測通道，三個距離測量單元獲得的參數(shù)傳輸給綜合數(shù)據(jù)處理單元完畢，綜合數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)步驟I至步驟3獲得的相關(guān)參數(shù)計算得到車輛輪廓及軸距的數(shù)據(jù)。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點在于:(I)本技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡單，由3個距離傳感器和2組測量傳感器構(gòu)成，安裝位置方便，易于維護；(2)被測車輛只需低速通過檢測通道即可，無需停留，車輛完全通過檢測通道后即可得出測量結(jié)果，整個檢測時間不會超過30秒，和人工測量相比，大大節(jié)約了人力成本和提高了時間效率；(3)利用安裝在不同高度的2個激光雷達實現(xiàn)對不同高度車輛的高和寬的無死角準確測量；(4)利用安裝在車頭行進正前方的激光雷達精確測量運動中的車輛的軸距；(5)利用直方圖原理，基于凸出采樣點過濾消除干擾數(shù)據(jù)，能夠在車輛寬度測量過程中，消除反光鏡等數(shù)據(jù)的干擾；(6)測量精度通過誤差分析和實驗測試，在保證安裝精度符合要求的情況下，各個值的測量誤差能夠控制在1%以內(nèi)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明系統(tǒng)總體框架示意圖；
[0013]圖3是車長測量原理圖；
[0014]圖4是車寬車高測量前激光雷達測地校正測量標準角原理圖；
[0015]圖5是車寬車高測量原理圖；
[0016]圖6是軸距測量原理圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，通過實施方式詳細地描述本發(fā)明提供的車輛輪廓及軸距自動測量系統(tǒng)及測量方法。應(yīng)理解，這些實施僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0018]一種車輛輪廓及軸距自動測量系統(tǒng)，包括三個距離測量單元、輪廓測量控制單元、軸距測量控制單元、取證單元、綜合數(shù)據(jù)處理單元和檢測通道；所述的檢測通道由近端拱門架和遠端拱門架組成，兩個拱門架平行且均垂直于水平面，所述的距離測量單元、輪廓測量控制單元、軸距測量控制單元、取證單元設(shè)置于檢測通道上；三個距離測量單元分別為第一距離測量單元B1、第二距離測量單元B2和第三距離測量單元B3，所述的輪廓測量控制單元與第一距離測量單元BI連接，軸距測量控制單元與第一距離測量單元BI連接，距離測量單元與綜合數(shù)據(jù)處理單元連接，綜合數(shù)據(jù)處理單元還分別與第二距離測量單元B2和第三距離測量單元B3連接，所述的取證單元監(jiān)控并記錄車輛運行檢測的實時狀態(tài)。
[0019]具體地，所述三個距離測量單元分別為第一距離測量單元B1、第二距離測量單元B2和第三距離測量單元B3，所述的第一距離測量單元BI安裝在遠端拱門架橫梁中央，第二距離測量單元B2和第三距離測量單元B3以不同高度安裝在近端拱門架的兩個立柱上以實現(xiàn)對不同高度車輛的高和寬的無死角準確測量，例如，在實際測量中，測量單元離被測車輛越遠精度越低，若第二距離測量單元B2和第三距離測量單元B3位于同樣高度，很難同時滿足大型車輛和中小型車輛的測量要求，若處于不同高度，則測量中小型車輛時，距離地面較低距離測量單元距被測車輛距離更進，測量的數(shù)據(jù)較為精確，測量大型車輛時，距離地面較高距離測量單元距離車輛更進，測量的數(shù)據(jù)較為精確；一般的中小型車輛其車輛高度在1.5米至2米之間，因此距離地面較低的距離測量單元固定與近端拱門架立柱距地面的3米處，而大型車輛的高度一般超過3米，因此距離地面較高的距離測量單元固定與近端拱門架立柱距地面的3.5米處。每個距離測量單元均包括一個激光雷達和一個距離測量前端處理器，所述距離測量前端處理器的數(shù)據(jù)傳輸端與激光雷達連接，距離測量前端處理器發(fā)射端與綜合數(shù)據(jù)處理單元連接，第一距離測量單元BI的第一距離測量前端處理器接收端與輪廓測量控制單元和軸距測量控制單元連接。其中，所述激光雷達采用單線激光雷達，該雷達一幀發(fā)射多條掃描線，當掃描線掃描到障礙物時，激光雷達接收到掃描線反射回的信號可以測量出雷達和障礙物之間該掃描線的長度以及該掃描線與地面法向量(方向向下)的夾角。所述距離測量前端處理器可以為嵌入式開發(fā)板鑲嵌在激光雷達中或者其他具有計算和收發(fā)信號功能的裝置，距離測量前端處理器與綜合數(shù)據(jù)處理單元、輪廓測量控制單元和軸距測量控制單元的連接方式可以為無線連接，也可以為有線連接，通過這種安裝方式，第一距離測量前端處理器可以將輪廓測量控制單元或軸距測量控制單元的觸發(fā)信號傳輸給激光雷達使激光雷達開始或停止掃描以及將激光雷達掃描獲得的參數(shù)傳輸給綜合數(shù)據(jù)處理單元進行數(shù)據(jù)運算。
[0020]所述的輪廓測量控制單元包括一組輪廓測量傳感器和輪廓測量前端處理器組成，所述輪廓測量傳感器由兩個光電管組成，一個光電管為第一發(fā)送端，另一個光電管為第一接收端，輪廓測量傳感器第一發(fā)送端位于近端拱門架橫梁中央，輪廓測量傳感器第一接收端位于輪廓測量傳感器第一發(fā)送端在水平面上的投影位置，輪廓測量前端處理器數(shù)據(jù)傳輸端與輪廓測量傳感器第一發(fā)送端連接，輪廓測量前端處理器發(fā)送端分別與三個距離測量單元的距離測量前端處理器接收端連接。其中，所述輪廓測量前端處理器可以為嵌入式開發(fā)板鑲嵌在輪廓測量傳感器第一發(fā)送端中，輪廓測量前端處理器與距離測量單元的距離測量前端處理器接收端的連接方式可以為無線連接，也可以為有線連接，通過這種安裝方式，當車輛觸發(fā)輪廓測量傳感器時，輪廓測量前端處理器將信號傳遞給距離測量單元，控制激光雷達開始或停止掃描車輛。
[0021]作為本發(fā)明的一種改進，輪廓測量控制單元分別與第二距離測量單元B2和第三距離測量單元B3連接，具體地，第二距離測量單元B2的第二距離測量前端處理器接收端與輪廓測量控制單元連接，第三距離測量單元B3的第三距離測量前端處理器接收端與輪廓測量控制單元連接。這種連接方式可以使第二距離測量單元B2和第三距離測量單元B3的掃描起始于車輛觸發(fā)輪廓控制單元之時。
[0022]軸距測量控制單元包括一組軸距測量傳感器和軸距測量前端處理器組成，所述軸距測量傳感器由兩個光電管組成，一個光電管為第二發(fā)送端，另一個光電管為第二接收端，軸距測量傳感器第二發(fā)送端安裝于近端拱門架立柱一側(cè)，軸距測量傳感器第二接收端安裝于檢測通道中間且靠近近端拱門架的位置，所述軸距測量傳感器第二接收端和第一距離測量單元B1、輪廓測量傳感器組成一個平面，該平面垂直于水平面；所述的軸距測量前端處理器數(shù)據(jù)傳輸端與軸距測量傳感器第二發(fā)送端連接，軸距測量前端處理器發(fā)送端與第一距離測量單元的距離測量前端處理器接收端連接。其中，所述軸距測量前端處理器可以為嵌入式開發(fā)板鑲嵌在軸距測量傳感器第一發(fā)送端中，軸距測量前端處理器與第一距離測量單元的距離測量前端處理器接收端的連接方式可以為無線連接，也可以為有線連接，通過這種安裝方式，當車輛車輪觸發(fā)軸距測量傳感器時，軸距測量前端處理器將信號傳遞給第一距離測量單元，控制第一激光雷達開始或停止掃描車輛。
[0023]所述取證單元由多個攝像機組成，監(jiān)控并記錄車輛運行檢測的實時狀態(tài)，在本發(fā)明中取證單元有4個攝像機組成，分別為A1、A2、A3、A4，分別設(shè)置于近端拱門架橫梁靠近中央位置、遠端拱門架靠近中央位置、近端拱門架兩個立柱上端。
[0024]所述綜合數(shù)據(jù)處理單元一般為具有運算功能的計算機，用來接收各距離測量單元掃描獲得的數(shù)據(jù)并通過程序元算得到車輛輪廓和軸距的精確數(shù)值。
[0025]一種車輛輪廓及軸距自標定測量算法，測量算法包括以下步驟:
[0026]步驟1，系統(tǒng)啟動前，測量近端拱門架的寬度L6和高度L7 ；
[0027]步驟2，啟動系統(tǒng)，第二距離測量單元B2的第二激光雷達和第三距離測量單元B3的第三激光雷達自動進行測地校正，并獲取校正參數(shù)傳輸給綜合數(shù)據(jù)處理單元，綜合數(shù)據(jù)處理單元運算得到第二激光雷達標準角α I和第三激光雷達標準角α 2 ；
[0028]步驟3，被測車輛進入檢測通道，分別觸發(fā)輪廓測量控制單元和軸距測量控制單元，輪廓測量控制單 元向第一距離測量單元BI發(fā)送信號，軸距測量控制單元向第一距離測量單元BI發(fā)送信號，第一距離測量單元BI根據(jù)觸發(fā)信號掃描車輛獲得車輛的相關(guān)參數(shù)；第二距離測量單元Β2和第三距離測量單元Β3掃描車輛獲得車輛的相關(guān)參數(shù)；三個距離測量單元將所獲得的車輛參數(shù)實時傳輸給綜合數(shù)據(jù)處理單元；
[0029]步驟4，車輛駛出檢測通道，三個距離測量單元獲得的參數(shù)傳輸給綜合數(shù)據(jù)處理單元完畢，綜合數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)步驟I至步驟3獲得的相關(guān)參數(shù)計算得到車輛輪廓及軸距的數(shù)據(jù)。
[0030]步驟2中第二激光雷達測地校正得到第二激光雷達標準角α I的具體方法為:首先第二激光雷達發(fā)射一幀的掃描線掃描沒有被測車輛時的檢測通道進行測地校正，將第二激光雷達與地面之間的掃描線的長度及掃描線與水平面法向量(方向向下)的夾角的數(shù)據(jù)傳輸給綜合數(shù)據(jù)處理單元；然后綜合數(shù)據(jù)處理單元選取分布于檢測通道中心線兩側(cè)的兩根掃描線及其與水平面法向量(方向向下)的夾角，與水平面法向量(方向向下)的夾角較大的掃描線定義為第二激光雷達基準線Μ1，另一根為第二激光雷達輔助線Μ2，Μ1與水平面法向量夾角(方向向下)定義為β 1，Μ2與水平面法向量夾角(方向向下)定義為β2 ;然后計算第二激光雷達標準角αI
,M1-M2-cos(//1-/^2)
[0031 ] α1 = arccos 1..;

λ/Μ1: + Μ2--2.Ml-M2-cos(/:n-/?2)
[0032]步驟2中第三激光雷達測地校正得到第三激光雷達標準角α 2的具體獲取方法為:首先第三激光雷達發(fā)射一幀的掃描線掃描沒有被測車輛時的檢測通道，將第三激光雷達與地面之間的掃描線的長度及掃描線與水平面法向量(方向向下)的夾角的數(shù)據(jù)傳輸給綜合數(shù)據(jù)處理單元；然后綜合數(shù)據(jù)處理單元選取分布于檢測通道中心線兩側(cè)的兩根掃描線及其與水平面法向量(方向向下)的夾角，與水平面法向量(方向向下)的夾角較大的掃描線比定義為第三激光雷達基準線M3，另一根為第三激光雷達輔助線Μ4，Μ3與水平面法向量(方向向下)夾角定義為β3，Μ4與水平面法向量(方向向下)夾角定義為β4 ;然后計算第三激光雷達標準角α 2[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種車輛輪廓及軸距自動測量系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括三個距離測量單元、輪廓測量控制單元(C)、軸距測量控制單元(D)、取證單元、綜合數(shù)據(jù)處理單元和檢測通道；所述的檢測通道由近端拱門架和遠端拱門架組成，兩個拱門架平行且均垂直于水平面，所述的距離測量單元、輪廓測量控制單元、軸距測量控制單元、取證單元設(shè)置于檢測通道上；三個距離測量單元分別為第一距離測量單元(B1)、第二距離測量單元(B2)和第三距離測量單元(B3)，所述的輪廓測量控制單元與第一距離測量單元(B1)連接，軸距測量控制單元與第一距離測量單元(B1)連接，距離測量單元與綜合數(shù)據(jù)處理單元連接，綜合數(shù)據(jù)處理單元還分別與第二距離測量單元(B2)和第三距離測量單元(B3)連接，所述的取證單元監(jiān)控并記錄車輛運行檢測的實時狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛輪廓及軸距自動測量系統(tǒng)，其特征在于:所述的第一距離測量單元(B1)安裝在遠端拱門架橫梁中央，第二距離測量單元(B2)和第三距離測量單元(B3)以不同高度安裝在近端拱門架的兩個立柱上，每個距離測量單元均包括一個激光雷達和一個距離測量前端處理器，所述距離測量前端處理器的數(shù)據(jù)傳輸端與激光雷達連接，距離測量前端處理器發(fā)射端與綜合數(shù)據(jù)處理單元連接，第一距離測量單元(BI)的第一距離測量前端處理器接收端分別與輪廓測量控制單元(C)和軸距測量控制單元(D)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛輪廓及軸距自動測量系統(tǒng)，其特征在于:輪廓測量控制單元(C)包括一組輪廓測量傳感器和輪廓測量前端處理器組成，所述輪廓測量傳感器包括第一發(fā)送端和第一接收端，輪廓測量傳感器第一發(fā)送端位于近端拱門架橫梁中央，輪廓測量傳感器第一接收端位于輪廓測量傳感器第一發(fā)送端在水平面上的投影位置，輪廓測量前端處理器數(shù)據(jù)傳輸端與輪廓測量傳感器第一發(fā)送端連接，輪廓測量前端處理器發(fā)送端與第一距離測量單元(B1)的距離測量前端處理器接收端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛輪廓及軸距自動測量系統(tǒng)，其特征在于:軸距測量控制單元(D)包括一組軸距測量傳感器和軸距測量前端處理器組成，所述軸距測量傳感器包括第二發(fā)送端和第二接收端，軸距測量傳感器第二發(fā)送端安裝于近端拱門架立柱一側(cè)，軸距測量傳感器第二接收端安裝于檢測通道中間且靠近近端拱門架的位置，所述軸距測量傳感器第二接收端和第一距離測量單元(B1)、輪廓測量傳感器組成一個平面，該平面垂直于水平面；所述的軸距測量前端處理器數(shù)據(jù)傳輸端與軸距測量傳感器第二發(fā)送端連接，軸距測量前端處理器發(fā)送端與第一距離測量單元的距離測量前端處理器接收端連接。
5.一種車輛輪廓及軸距自動測量算法，其特征在于，測量算法包括以下步驟: 步驟I，測量系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)， 測量系統(tǒng)各單元和檢測通道之間的距離參數(shù)，包括:第一距離測量單元(B1)中第一激光雷達與輪廓測量控制單元的輪廓測量傳感器之間距離在水平面上的最短投影長度L1 ；第二距離測量單元(B2)距離地面的垂直距離L31 ;第三距離測量單元(B3)距離地面的垂直距離L32 ;近端拱門架的寬度L6和高度L7 ； 步驟2，啟動系統(tǒng)，獲取測量通道沒有車輛時的激光雷達測量信息， 第二距離測量單元B2和第三距離測量單元B3在系統(tǒng)啟動后開始進行掃描，獲取測量通道沒有車輛時的激光雷達測量信息； 步驟3，掃描測量車輛并獲取參數(shù)，將所獲參數(shù)傳輸給綜合數(shù)據(jù)處理單元， 車輛進入檢測通道，分別觸發(fā)輪廓測量控制單元和軸距測量控制單元，輪廓測量控制單元向第一距離測量單元(BI)發(fā)送信號，軸距測量控制單元向第一距離測量單元(BI)發(fā)送信號，第一距離測量單元(BI)根據(jù)觸發(fā)信號掃描車輛獲得車輛的相關(guān)參數(shù)；車輛進入檢測通道，第二距離測量單元(B2)和第三距離測量單元(B3)掃描車輛獲得車輛的相關(guān)參數(shù)；三個距離測量單元將所獲得的車輛參數(shù)實時傳輸給綜合數(shù)據(jù)處理單元； 步驟4，運算得到車輛的輪廓和軸距的數(shù)據(jù)， 車輛駛出檢測通道，三個距離測量單元獲得的參數(shù)傳輸給綜合數(shù)據(jù)處理單元完畢，綜合數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)步驟I和步驟3獲得的相關(guān)參數(shù)計算得到車輛輪廓及軸距的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛輪廓及軸距自動測量算法，其特征在于:步驟3中掃描測量車輛包括車輛長度測量、車輛寬度測量、車輛高度測量和車輛軸距測量； 車輛長度測量中被測車輛通過測量通道上的入口，車輛覆蓋輪廓測量傳感器，在車尾越過輪廓測量傳感器時，給第一距離測量單元(BI) —個觸發(fā)信號，此時第一距離測量單元(BI)中的第一激光雷達發(fā)射掃描線對車輛進行掃描，獲得參數(shù)包括:車尾越過輪廓測量傳感器時第一激光雷達與車輛頭部之間掃描一幀所發(fā)射的一條掃描線的長度Dli和該條掃描線與地面的法向量的夾角Θ Ii, i的取值范圍為車尾越過輪廓測量傳感器時第一激光雷達掃描一幀所發(fā)射的掃描線的數(shù)量； 車輛寬度測量中被測車輛進入檢測通道的近端拱門架，兩側(cè)不同高度的第二距離測量單元(B2)和第三距離測量單元(B3)掃描到車輛信號，第二距離測量單元(B2)中的第二激光雷達和第三距離測量單元(B3)中的第三激光雷達發(fā)射掃描線對車輛進行掃描，在車尾越過檢測通道的近端拱門架時，第二距離測量單元(B2)和第二距離測量單元(B3)完成對車輛的掃描，這一過程中獲取參數(shù)包括:第二激光雷達與車輛之間掃描一幀所發(fā)射的一條掃描線的長度D2(j， k)和該條掃描線與地面的法向量的夾角Θ 3(m，n)，以及第三激光雷達與車輛之間掃描一幀所發(fā)射的一條掃描線的長度D 3 (m，n)和該條掃描線與地面的法向量的夾角Θ 3(m，n)，其中j的取值范圍為第二激光雷達掃描一幀所發(fā)射的掃描線的數(shù)量，k的取值范圍為第二激光雷達掃描的幀數(shù)，m的取值范圍為第三激光雷達掃描一幀所發(fā)射的掃描線的數(shù)量，η的取值范圍為第三激光雷達掃描的幀數(shù)； 車輛高度測量中被測車輛進入檢測通道的近端拱門架，兩側(cè)不同高度的第二距離測量單元(Β2)和第三距離測量單元(Β3)掃描到車輛信號，第二距離測量單元(Β2)中的第二激光雷達和第三距離測量單元(Β3)中的第三激光雷達發(fā)射掃描線對車輛進行掃描，在車尾越過檢測通道的近端拱門架時，第二距離測量單元(Β2)和第二距離測量單元(Β3)完成對車輛的掃描，這一過程中獲取參數(shù)包括:第二激光雷達與車輛之間掃描一幀所發(fā)射的一條掃描線的長度D2(j，k)和該條掃描線與地面的法向量的夾角Θ 3(m，n)，以及第三激光雷達與車輛之間掃描一幀所發(fā)射的一條掃描線的長度D 3 (m，n)和該條掃描線與地面的法向量的夾角Θ 3(m，n)，其中j的取值范圍為第二激光雷達掃描一幀所發(fā)射的掃描線的數(shù)量，k的取值范圍為第二激光雷達掃描的幀數(shù)，m的取值范圍為第三激光雷達掃描一幀所發(fā)射的掃描線的數(shù)量，η的取值范圍為第三激光雷達掃描的幀數(shù)； 車輛軸距測量中被測車輛第一組車輪通過軸距測量控制單元時，觸發(fā)軸距測量，軸距測量控制單元發(fā)送信號至第一距離測量單元(BI)，第一距離測量單元(BI)中的第一激光雷達發(fā)射掃描線對車輛進行掃描，此后，對每次車輪的觸發(fā)信號，第一距離測量單元(BI)均掃描被測車輛，獲得參數(shù)包括:第一激光雷達與車輛頭部之間掃描一幀所發(fā)射的一條掃描線的長度D4(x，y)和該條掃描線與地面的法向量的夾角Θ 4(x；y), X的取值范圍為第一激光雷達掃描一幀所發(fā)射的掃描線的數(shù)量，y的取值范圍為車輪通過軸距測量控制單元的次數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛輪廓及軸距自動測量算法，其特征在于:步驟4中綜合數(shù)據(jù)處理單元具體計算過程為: 車長的計算方法:首先根據(jù)所獲得的Dli和Θ Ii計算第一激光雷達與車輛之間在地面上的投影距離Kli = DliXsin Θ Ii ;然后從Kli中選取最小值L2 = min{KlJ ;計算車長L1=L1-L2 ； 車寬的計算方法:首先根據(jù)所獲得的D2ak)、D3(m，n)、Θ2αι0、Θ 3(m，n)計算第二激光雷達和車輛之間在地面上的投影距離Wlak) = D2(j,k)Xsin Θ 2(j，k)，和第三激光雷達和車輛之間在地面上的投影距離W2(m，n) = D3(m；n)Xsin Θ 3(m’n);然后從Wl(j，k)和W2(m，n)選取最小值L4 =min{ffl(j,k)}和 L5 = min{W2(m；n)};計算車寬 Lw = L6-L4-L5 ； 車高的計算方法:首先根據(jù)所獲得的D2ak)、D3(m，n)、Θ 2ak)、Θ 3(m，n)計算第二激光雷達與車體頂部之間垂直投影距離Hlak) = -D2(j,k)Xcos Θ 2(j,k)和第三激光雷達與車體頂部之間垂直投影距尚H2(m，n) = _D3(m；n) Xcos Θ 3(m，n);然后從Hl(j，k)和H2(m，n)選取取大值L8 =max {Hl(J；k)}和L9 = max {H2(m；n)};計算第二激光雷達測量車高Lhl = L31+L8,計算第三激光雷達測量車高Lh2 = L32+L9 ;根據(jù)車輛類型的不同，從Lhl和Lh2中選擇一個作為車高，對于大中型車輛，依據(jù)距地面較高的距離測量單元所獲得的參數(shù)為基礎(chǔ)運算出來的數(shù)值為其車輛高度數(shù)值，而對于小型車輛，依據(jù)距地面較低的距離測量單元所獲得的參數(shù)為基礎(chǔ)運算出來的數(shù)值為其車輛高度數(shù)值； 軸距的計算方法:首先根據(jù)所獲得的D4(x，y)和Θ 4(x,y)計算第一激光雷達與車輛之間在地面上的投影距離K2(x，y) =D4(x,y)Xsin0 4(x,y);選取車輪每次通過軸距測量控制單元時第一激光雷達每一幀所獲距離的最小值LlOy = min{K2(x；y)};計算車輛相鄰兩組車輪之間輪




V-1軸的距離Lwbfa)’ = L10y-L10y+1 ;計算車輛軸距Lwb=ELwb(z)’，其中z為車輛輪軸數(shù)，取值為




Z=I1、2、3...y_lο
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的車輛輪廓及軸距自動測量算法，其特征在于，在車寬的計算過程中利用直方圖消除車輛后視鏡數(shù)據(jù)后計算車輛寬度，利用直方圖消除車輛后視鏡數(shù)據(jù)的具體過程為:將Wl(j，k)所有數(shù)據(jù)由低到高形成直方圖，將W2(m，n)所有數(shù)據(jù)由低到高形成直方圖；綜合數(shù)據(jù)處理單元計算時刪除|Wlak)|、|W2(ffl,n)中有階躍式變化的數(shù)據(jù)后計算車寬。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛輪廓及軸距自動測量算法，其特征在于，在車寬的計算過程中利用車輛的形態(tài)特征消除車輛后視鏡數(shù)據(jù)后計算車輛寬度，利用車輛的形態(tài)特征消除車輛后視鏡數(shù)據(jù)的具體過程為: 在計算車輛寬度之前，向綜合數(shù)據(jù)處理單元輸入車輛類型； 根據(jù)所獲得的D2ak)、D3(m，n)、Θ 2ak)、Θ 3(m；n)計算第二激光雷達和車輛之間在地面上的投影距離Wl(j，k) = D2ak)Xsin Θ 2ak)，和第三激光雷達和車輛之間在地面上的投影距離W2(m；n) = D3(m；n)Xsin Θ 3(m；n)；計算第二激光雷達和車輛之間在地面上的所有投影距離的平均值『1(M)和第三激光雷達和車輛之間在地面上的所有投影距離的平均值綜合數(shù)據(jù)處理單元選擇所要刪除的數(shù)據(jù)是Wl(j，k)中小于的數(shù)據(jù)和W2(m，n)中小于 W2(mn)的數(shù)據(jù)，所刪除的數(shù)據(jù)根據(jù)車輛類型有所不同，對于大型車輛，綜合數(shù)據(jù)處理單元刪除的數(shù)據(jù)為車輛輪胎第一次通過軸距測量控制單元之前的數(shù)據(jù)，對于中小型車輛，綜合數(shù)據(jù)處理單元刪除的數(shù)據(jù)為車輛最高處開始通過近端拱門架之前的數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G01B11/14GK103954234SQ201410179164
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】蔡云飛, 唐振民, 李純圣 申請人:南京理工大學