一種車輛速度檢測裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及智能交通技術領域，尤其涉及一種車輛速度檢測裝置及方法。
【背景技術】
[0002]目前，在智能交通領域，自動檢測車輛速度的技術得到了發展，但是現有技術中，自動檢測車輛速度的裝置結構比較復雜，成本高，例如，現有技術中基于旋轉掃描式激光測距傳感器計算車輛行駛速度的產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據配合計算車輛的行駛速度。旋轉掃描式激光測距傳感器由驅動發射電路驅動半導體激光二極管發射出905nm的紅外光，由激光接收電路接收反射回的回波激光，根據計時模塊記錄的從發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，在勻速旋轉的電機帶動下旋轉，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。現有技術中，只利用單臺旋轉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。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題提供一種利用一臺旋轉掃描式激光測距傳感器實現車輛速度自動檢測的裝置或方法。
[0004]為解決上述技術問題，本發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，得到對應時刻掃描到車輛上的掃描點組成的一個或多個有車區域，并對所述有車區域進行存儲；其中所述有車區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域、對應的掃描時間以及所述預定夾角計算得到對應車輛的速度。
[0008]優選地，所述預定夾角大于29度且小于61度，或大于119度且小于151度。
[0009]優選地，所述處理器通過如下步驟獲得所述有車區域:
[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定高度進行比較，高于所述預定高度的掃描點構成一個或多個有車域，之后利用有效點數預定值、有效長度預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域，之后利用相鄰區域距離預定值將相鄰所述有效區域之間的間距小于所述相鄰區域距離預定值的所述有效區域進行合并，得到一個或多個所述有車區域，其中每一個所述有車區域對應一輛車；
[0011]所述處理器通過如下步驟對車輛的所述有車區域進行存儲:
[0012]對于當前幀的所述掃描信息對應的有車區域，與前一幀的所述掃描信息對應的所述有車區域進行匹配，將屬于同一輛車的所述有車區域進行單獨存儲。
[0013]優選地，所述處理器利用車輛的所述有車區域、對應的掃描時間以及所述預定夾角計算得車輛的速度具體包括以下步驟:
[0014]建立坐標系，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表示所述預定夾角，W表示車輛的寬度，SI表示第一有車區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域的一個端點與豎直方向的夾角，ma表示所述第一有車區域的另一個端點與豎直方向的夾角；其中，所述第一有車區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的有車區域；
[0018]計算車輛的速度，公式如下:
[0019]V = Wcot Θ / (112 - t! I)
[0020]式中，Θ表示所述預定夾角，tl表示第二有車區域的掃描時間，t2表示第三有車區域的掃描時間，其中，所述第二有車區域為第一次掃描到車頭的所述掃描信息對應的有車區域，對應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的有車區域，或者所述第二有車區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的有車區域，對應地所述第三有車區域為最后一次掃描到車尾的所述掃描信息對應的有車區域；
[0021]所述第一有車區域、第二有車區域以及第三有車區域為同一輛車的有車區域。
[0022]優選地，所述處理器利用車輛的所述有車區域、對應的掃描時間以及所述預定夾角計算得車輛的速度具體包括以下步驟:
[0023]建立坐標系，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域的另一個端點與豎直方向的夾角；
[0028]S5表示第五有車區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域的掃描時間，t 3表示所述第四有車區域的掃描時間；
[0030]其中，所述第四有車區域和第五有車區域為車輛駛離所述激光測距儀的掃描區域時，所述有車區域延所述掃描方向在路面上的投影的長度發生連續變化的時間段內掃描到的兩幀所述掃描信息對應的有車區域，或者所述第四有車區域和第五有車區域為車輛駛入所述激光測距儀的掃描區域時，所述有車區域延所述掃描方向在路面上的投影的長度發生連續變化的時間段內掃描到的兩幀所述掃描信息對應的有車區域；
[0031]所述第四有車區域以及第五有車區域為同一輛車的有車區域。
[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，得到對應時刻掃描到車輛上的掃描點組成的一個或多個有車區域，對所述一個或多個有車區域進行存儲，并且利用車輛的所述有車區域、對應的掃描時間以及所述預定夾角計算得對應車輛的速度；其中，所述有車區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]優選地，所述處理器包括有車區域提取單元以及存儲單元；
[0036]所述有車區域提取單元，對于每一幀所述掃描信息，將其每一掃描點的高度值與預定高度進行比較，高于所述預定高度的掃描點構成一個或多個有車域，之后利用有效點數預定值、有效長度預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域，之后利用相鄰區域距離預定值將相鄰所述有效區域之間的間距小于所述相鄰區域距離預定值的所述有效區域進行合并，得到一個或多個所述有車區域，其中每一個所述有車區域對應一輛車；
[0037]所述存儲單元，對于當前幀的所述掃描信息對應的有車區域，與前一幀的所述掃描信息對應的所述有車區域進行匹配，將屬于同一輛車的所述有車區域進行單獨存儲。
[0038]優選地，所述處理器還包括第一速度計算單元，其根據所述第一有車區域以及所述預定夾角計算車輛寬度，并利用車輛的寬度、第二有車區域以及第三有車區域計算車輛速度；其中，所述第一有車區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的有車區域，所述第二有車區