一種車輛速度檢測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能交通技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種車輛速度檢測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在智能交通領(lǐng)域，自動檢測車輛速度的技術(shù)得到了發(fā)展，但是現(xiàn)有技術(shù)中，自動檢測車輛速度的裝置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本高，例如，現(xiàn)有技術(shù)中基于旋轉(zhuǎn)掃描式激光測距傳感器計算車輛行駛速度的產(chǎn)品主要是使用兩臺激光器，一臺垂直于車道安裝，另一臺傾斜于車道安裝，利用兩臺激光器的掃描數(shù)據(jù)配合計算車輛的行駛速度。旋轉(zhuǎn)掃描式激光測距傳感器由驅(qū)動發(fā)射電路驅(qū)動半導(dǎo)體激光二極管發(fā)射出905nm的紅外光，由激光接收電路接收反射回的回波激光，根據(jù)計時模塊記錄的從發(fā)射到接收的時間間隔，計算出單個脈沖激光方向的反射物距離，掃描式激光測距儀中的反射鏡，在勻速旋轉(zhuǎn)的電機帶動下旋轉(zhuǎn)，使激光脈沖光束形成一個掃描面，將掃描面所有激光脈沖點的距離按掃描順序排列，形成一幀完整掃描信息。現(xiàn)有技術(shù)中，只利用單臺旋轉(zhuǎn)掃描式激光測距傳感器只能計算得到車輛的寬度和高度信息，無法計算車輛的速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題提供一種利用一臺旋轉(zhuǎn)掃描式激光測距傳感器實現(xiàn)車輛速度自動檢測的裝置或方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種車輛速度檢測方法，所述方法包括以下步驟:
[0005]激光測距儀以與車輛的行駛方向成預(yù)定夾角的掃描方向進行掃描，延所述掃描方向在路面上掃描一遍得到一個幀掃描信息，并將所述掃描信息傳遞給處理器；
[0006]所述處理器對接收的所述掃描信息進行處理，得到對應(yīng)時刻掃描到車輛上的掃描點組成的一個或多個有車區(qū)域，并對所述有車區(qū)域進行存儲；其中所述有車區(qū)域為一條具有兩個端點的曲線，并且其延所述掃描方向在路面上的投影為一條線段；
[0007]所述處理器利用所述有車區(qū)域、對應(yīng)的掃描時間以及所述預(yù)定夾角計算得到對應(yīng)車輛的速度。
[0008]優(yōu)選地，所述預(yù)定夾角大于29度且小于61度，或大于119度且小于151度。
[0009]優(yōu)選地，所述處理器通過如下步驟獲得所述有車區(qū)域:
[0010]對于每一幀所述掃描信息，將其每一掃描點的高度值與預(yù)定高度進行比較，高于所述預(yù)定高度的掃描點構(gòu)成一個或多個有車域，之后利用有效點數(shù)預(yù)定值、有效長度預(yù)定值對一個或多個所述有車域的有效性進行判斷，獲得一個或多個車輛的有效區(qū)域，之后利用相鄰區(qū)域距離預(yù)定值將相鄰所述有效區(qū)域之間的間距小于所述相鄰區(qū)域距離預(yù)定值的所述有效區(qū)域進行合并，得到一個或多個所述有車區(qū)域，其中每一個所述有車區(qū)域?qū)?yīng)一輛車；
[0011]所述處理器通過如下步驟對車輛的所述有車區(qū)域進行存儲:
[0012]對于當(dāng)前幀的所述掃描信息對應(yīng)的有車區(qū)域，與前一幀的所述掃描信息對應(yīng)的所述有車區(qū)域進行匹配，將屬于同一輛車的所述有車區(qū)域進行單獨存儲。
[0013]優(yōu)選地，所述處理器利用車輛的所述有車區(qū)域、對應(yīng)的掃描時間以及所述預(yù)定夾角計算得車輛的速度具體包括以下步驟:
[0014]建立坐標(biāo)系，X軸為所述掃描方向，Y軸為豎直方向，并且所述激光測距儀的X軸坐標(biāo)為O ;
[0015]計算車輛的寬度，公式如下:
[0016]W = ( S1Sin (η a ) - S2sin (m α ) ) sin θ
[0017]式中，θ表示所述預(yù)定夾角，W表示車輛的寬度，SI表示第一有車區(qū)域的一個端點距離所述激光測距儀的距離，S2表示所述第一有車區(qū)域的另一個端點距離所述激光測距儀的距離，ηα表示所述第一有車區(qū)域的一個端點與豎直方向的夾角，ma表示所述第一有車區(qū)域的另一個端點與豎直方向的夾角；其中，所述第一有車區(qū)域為掃描到車輛在所述掃描方向上的全車身的一幀所述掃描信息對應(yīng)的有車區(qū)域；
[0018]計算車輛的速度，公式如下:
[0019]V = Wcot Θ / (112 - t! I)
[0020]式中，Θ表示所述預(yù)定夾角，tl表示第二有車區(qū)域的掃描時間，t2表示第三有車區(qū)域的掃描時間，其中，所述第二有車區(qū)域為第一次掃描到車頭的所述掃描信息對應(yīng)的有車區(qū)域，對應(yīng)地所述第三掃描曲線為第一次掃描到車輛在所述掃描方向上的全車身的所述掃描信息對應(yīng)的有車區(qū)域，或者所述第二有車區(qū)域為最后一次掃描到車輛在所述掃描方向上的全車身的所述掃描信息對應(yīng)的有車區(qū)域，對應(yīng)地所述第三有車區(qū)域為最后一次掃描到車尾的所述掃描信息對應(yīng)的有車區(qū)域；
[0021]所述第一有車區(qū)域、第二有車區(qū)域以及第三有車區(qū)域為同一輛車的有車區(qū)域。
[0022]優(yōu)選地，所述處理器利用車輛的所述有車區(qū)域、對應(yīng)的掃描時間以及所述預(yù)定夾角計算得車輛的速度具體包括以下步驟:
[0023]建立坐標(biāo)系，X軸為所述掃描方向，Y軸為豎直方向，并且所述激光測距儀的X軸坐標(biāo)為O ;
[0024]計算車輛的速度，公式如下:
[0025]V = I S3sin Oi1 a ) -S4sin Oii1 α ) - (S5sin (η2 α ) -S6sin (m2 α )) | cos θ / (114 - t31)
[0026]式中，
[0027]S3表示第四有車區(qū)域的一個端點距離所述激光測距儀的距離，S4表示所述第四有車區(qū)域的另一個端點距離所述激光測距儀的距離，H1Q表示所述第四有車區(qū)域的一個端點與豎直方向的夾角，HI1 α表示所述第四有車區(qū)域的另一個端點與豎直方向的夾角；
[0028]S5表示第五有車區(qū)域的一個端點距離所述激光測距儀的距離，S6表示所述第五有車區(qū)域的另一個端點距離所述激光測距儀的距離，η2α表示所述第五有車區(qū)域的一個端點與豎直方向的夾角，m2 α表示所述第四有車區(qū)域的另一個端點與豎直方向的夾角；
[0029]14表示所述第五有車區(qū)域的掃描時間，t 3表示所述第四有車區(qū)域的掃描時間；
[0030]其中，所述第四有車區(qū)域和第五有車區(qū)域為車輛駛離所述激光測距儀的掃描區(qū)域時，所述有車區(qū)域延所述掃描方向在路面上的投影的長度發(fā)生連續(xù)變化的時間段內(nèi)掃描到的兩幀所述掃描信息對應(yīng)的有車區(qū)域，或者所述第四有車區(qū)域和第五有車區(qū)域為車輛駛?cè)胨黾す鉁y距儀的掃描區(qū)域時，所述有車區(qū)域延所述掃描方向在路面上的投影的長度發(fā)生連續(xù)變化的時間段內(nèi)掃描到的兩幀所述掃描信息對應(yīng)的有車區(qū)域；
[0031]所述第四有車區(qū)域以及第五有車區(qū)域為同一輛車的有車區(qū)域。
[0032]一種車輛速度檢測裝置，所述裝置包括激光測距儀和處理器；
[0033]所述激光測距儀以與車輛的行駛方向成預(yù)定夾角的掃描方向進行掃描，延所述掃描方向在路面上掃描一遍得到一個幀掃描信息，并將所述掃描信息傳遞給所述處理器；
[0034]所述處理器對接收的所述掃描信息進行處理，得到對應(yīng)時刻掃描到車輛上的掃描點組成的一個或多個有車區(qū)域，對所述一個或多個有車區(qū)域進行存儲，并且利用車輛的所述有車區(qū)域、對應(yīng)的掃描時間以及所述預(yù)定夾角計算得對應(yīng)車輛的速度；其中，所述有車區(qū)域為一條具有兩個端點的曲線，并且其延所述掃描方向在路面上的投影為一條線段。
[0035]優(yōu)選地，所述處理器包括有車區(qū)域提取單元以及存儲單元；
[0036]所述有車區(qū)域提取單元，對于每一幀所述掃描信息，將其每一掃描點的高度值與預(yù)定高度進行比較，高于所述預(yù)定高度的掃描點構(gòu)成一個或多個有車域，之后利用有效點數(shù)預(yù)定值、有效長度預(yù)定值對一個或多個所述有車域的有效性進行判斷，獲得一個或多個車輛的有效區(qū)域，之后利用相鄰區(qū)域距離預(yù)定值將相鄰所述有效區(qū)域之間的間距小于所述相鄰區(qū)域距離預(yù)定值的所述有效區(qū)域進行合并，得到一個或多個所述有車區(qū)域，其中每一個所述有車區(qū)域?qū)?yīng)一輛車；
[0037]所述存儲單元，對于當(dāng)前幀的所述掃描信息對應(yīng)的有車區(qū)域，與前一幀的所述掃描信息對應(yīng)的所述有車區(qū)域進行匹配，將屬于同一輛車的所述有車區(qū)域進行單獨存儲。
[0038]優(yōu)選地，所述處理器還包括第一速度計算單元，其根據(jù)所述第一有車區(qū)域以及所述預(yù)定夾角計算車輛寬度，并利用車輛的寬度、第二有車區(qū)域以及第三有車區(qū)域計算車輛速度；其中，所述第一有車區(qū)域為掃描到車輛在所述掃描方向上的全車身的所述掃描信息對應(yīng)的有車區(qū)域，所述第二有車區(qū)