一种基于激光雷达的车辆轮轴识别系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于激光雷达的车辆轮轴识别系统及方法。该方法包括：待测车辆沿路面行驶通过激光雷达的扫描区域的过程中，接收激光雷达扫描获取的多个待测车辆测距信息的扫描帧；待测车辆测距信息包括激光雷达直接扫描获取到的第一路面车辆信息和激光雷达经反射镜反射扫描获取到的第二路面车辆信息；对第一路面车辆信息和第二路面车辆信息进行处理，获取待测车辆的车辆轮廓信息和车辆轮轴信息；对车辆轮廓信息和车辆轮轴信息进行配准判断与识别，确定多个待测车辆测距信息的扫描帧中包括车辆轮轴的目标扫描帧；根据多个待测车辆测距信息的扫描帧和目标扫描帧对待测车辆的轮轴进行识别。本发明专利技术在不增加额外激光雷达的情况下精确识别轮轴。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能交通
，具体涉及一种基于激光雷达的车辆轮轴识别系统及方法。
技术介绍
随着科技在智能交通领域的不断创新与发展，车辆检测技术例如车型识别、车辆长宽高检测、车流量分类统计等对精度的要求越来越高，车辆轮轴识别技术对于车型判别精度起着至关重要作用。现有的车辆轮轴的识别方法主要有两种，一种是采用压力传感器之类的接触式检测识别方法，该检测识别方法只能得到轮轴的部分信息；另一种是利用激光雷达非接触式的识别方法。基于激光雷达的车辆轮轴识别方法在获取轮轴信息的同时，可以精确获取车辆的整体轮廓信息，加之非接触测量的易维护性，因此激光测距在智能交通领域得到广泛应用。但是由于激光雷达扫描位置和角度等因素的局限性，在获取车辆整体轮廓的同时往往不能全面的获取轮轴的信息，造成无法准确识别轮轴。而采用增加一个激光雷达对轮轴进行专门的检测会带来系统的复杂和成本的增加。
技术实现思路
本专利技术实施例要解决的技术问题是如何在不增加额外激光雷达的情况下，提供一种精确识别车辆轮轴的系统和方法。本专利技术实施例提供了一种基于激光雷达的车辆轮轴识别系统，包括：激光雷达、反射镜和数据处理器；所述激光雷达安装于路侧上方预设高度，垂直于路面扫描待测车辆，获取第一路面车辆信息，并将所述第一路面车辆信息发送至所述数据处理器；所述反射镜位于激光雷达下方，与路面成预设夹角，经过所述反射镜反射所述待测车辆使得所述激光雷达获取第二路面车辆信息，并使得所述激光雷达将所述第二路面车辆信息发送至所述数据处理器；所述数据处理器用于对所述第一路面车辆信息和所述第二路面车辆信息进行处理，识别所述待测车辆的轮轴信息。可选地，所述激光雷达的扫描区域包括第一扫描区域和第二扫描区域，直接扫描到的所述待测车辆的区域为第一扫描区域，所述激光雷达经过所述反射镜反射扫描到的所述待测车辆的区域为第二扫描区域；所述第一扫描区域的截面与所述第二扫描区域的截面在同一平面。可选地，所述预设高度大于2米小于20米，所述预设角度大于20度小于90度。本专利技术实施例提供了一种采用上述系统的基于激光雷达的车辆轮轴识别方法，包括：待测车辆沿路面行驶通过激光雷达的扫描区域的过程中，数据处理器接收激光雷达扫描获取的多个待测车辆测距信息的扫描帧；所述待测车辆测距信息包括所述激光雷达直接扫描获取到的第一路面车辆信息和所述激光雷达经反射镜反射扫描获取到的第二路面车辆信息；对所述第一路面车辆信息和所述第二路面车辆信息进行处理，获取所述待测车辆的车辆轮廓信息和车辆轮轴信息；对所述车辆轮廓信息和车辆轮轴信息进行配准判断与识别，确定所述多个待测车辆测距信息的扫描帧中包括车辆轮轴的目标扫描帧；根据所述多个待测车辆测距信息的扫描帧和所述目标扫描帧对所述待测车辆的轮轴进行识别。可选地，所述对所述第一路面车辆信息和所述第二路面车辆信息进行处理包括：建立直角坐标系；垂直于车辆行驶方向的为所述直角坐标系的x轴，竖直方向为所述直角坐标系的y轴，激光雷达在路面的投影为所述直角坐标系的原点；分别对所述第一路面车辆信息和所述第二路面车辆信息中的扫描点进行坐标转换，获得车辆轮廓信息序列x1(m)和车辆轮轴信息序列x2(n)。可选地，分别对所述第一路面车辆信息和所述第二路面车辆信息中的扫描点进行坐标转换，包括：根据公式1对所述第一路面车辆信息中的扫描点进行坐标转换：x＝L×sinα，y＝H-L×cosα公式1根据公式2对所述第二路面车辆信息中的扫描点进行坐标转换：x＝L×cosα-(H-H1)，y＝H1-L×sinα公式2其中，x为扫描点的横坐标，y为扫描点的纵坐标；L为所述激光雷达到所述扫描点之间的距离，H为所述激光雷达到路面的距离，H1为所述反射镜与y轴交点到路面的距离，α为激光扫描线与y轴的夹角。可选地，所述对所述车辆轮廓信息和车辆轮轴信息进行配准判断与识别，包括：分别提取所述车辆轮廓信息序列x1(m)和所述车辆轮轴信息序列x2(n)中的特征信息；根据所述特征信息对所述车辆轮廓信息序列x1(m)和所述车辆轮轴信息序列x2(n)进行匹配，确定所述多个待测车辆测距信息的扫描帧中包括车辆轮轴的目标扫描帧。可选地，所述特征信息包括：轮胎、轮毂、轮胎与车身间隙和挡泥板。可选地，所述根据所述多个待测车辆测距信息的扫描帧和所述目标扫描帧对所述待测车辆的轮轴进行识别，包括：将所述目标扫描帧中的轮轴中心点作为特征标识点，根据所述车辆轮廓信息序列x1(m)和所述车辆轮轴信息序列x2(n)确定各个特征标识点的横坐标；根据所述各个特征标识点的横坐标确定特征点序列t(k)；根据所述特征点序列t(k)对所述待测车辆的轮轴进行识别。可选地，所述根据所述特征点序列t(k)对所述待测车辆的轮轴进行识别，包括：对所述特征点序列t(k)进行滤波处理，根据滤波处理后的特征点序列t(k)对所述待测车辆的轮轴进行识别。本专利技术实施例提供的基于激光雷达的车辆轮轴识别系统及方法，待测车辆沿路面行驶通过激光雷达的扫描区域的过程中，接收激光雷达扫描获取的多个待测车辆测距信息的扫描帧；待测车辆测距信息包括激光雷达直接扫描获取到的第一路面车辆信息和激光雷达经反射镜反射扫描获取到的第二路面车辆信息；对第一路面车辆信息和第二路面车辆信息进行处理，获取待测车辆的车辆轮廓信息和车辆轮轴信息；对车辆轮廓信息和车辆轮轴信息进行配准判断与识别，确定多个待测车辆测距信息的扫描帧中包括车辆轮轴的目标扫描帧；根据多个待测车辆测距信息的扫描帧和目标扫描帧对待测车辆的轮轴进行识别。本专利技术实施例在不增加额外激光雷达的情况下对待测车辆的轮轴进行精确识别，安装简单，维护方便，成本价格较低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一个实施例的基于激光雷达的车辆轮轴识别系统的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例的基于激光雷达的车辆轮轴识别方法的流程示意图；图3是本专利技术实施例建立的直角坐标系的示意图；图4a至图4f为本专利技术一实施例提供的轮轴波形曲线图；图5为本专利技术一实施例提供的待测车辆的所有轮轴特征点的x坐标波形曲线图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1是本专利技术一个实施例的基于激光雷达的车辆轮轴识别系统的结构示意图。如图1所示，本专利技术实施例的系统包括：激光雷达11、反射镜12和数据处理器13；激光雷达11安装于路侧上方预设高度，垂直于路面扫描待测车辆V，获取第一路面车辆信息，并将所述第一路面车辆信息发送至数据处理器；反射镜12位于激光雷达下方，与路面成预设夹角，经过反射镜12反射待测车辆V使得所述激光雷达获取第二路面车辆信息，并使得激光雷达11将所述第二路面车辆信息发送至所述数据处理器；所述数据处理器用于对所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于激光雷达的车辆轮轴识别系统，其特征在于，包括:激光雷达、反射镜和数据处理器；所述激光雷达安装于路侧上方预设高度，垂直于路面扫描待测车辆，获取第一路面车辆信息，并将所述第一路面车辆信息发送至所述数据处理器；所述反射镜位于激光雷达下方，与路面成预设夹角，经过所述反射镜反射所述待测车辆使得所述激光雷达获取第二路面车辆信息，并使得所述激光雷达将所述第二路面车辆信息发送至所述数据处理器；所述数据处理器用于对所述第一路面车辆信息和所述第二路面车辆信息进行处理，识别所述待测车辆的轮轴信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光雷达的车辆轮轴识别系统，其特征在于，包括:激光雷达、反射镜和数据处理器；所述激光雷达安装于路侧上方预设高度，垂直于路面扫描待测车辆，获取第一路面车辆信息，并将所述第一路面车辆信息发送至所述数据处理器；所述反射镜位于激光雷达下方，与路面成预设夹角，经过所述反射镜反射所述待测车辆使得所述激光雷达获取第二路面车辆信息，并使得所述激光雷达将所述第二路面车辆信息发送至所述数据处理器；所述数据处理器用于对所述第一路面车辆信息和所述第二路面车辆信息进行处理，识别所述待测车辆的轮轴信息。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激光雷达的扫描区域包括第一扫描区域和第二扫描区域，直接扫描到的所述待测车辆的区域为第一扫描区域，所述激光雷达经过所述反射镜反射扫描到的所述待测车辆的区域为第二扫描区域；所述第一扫描区域的截面与所述第二扫描区域的截面在同一平面。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预设高度大于2米小于20米，所述预设角度大于20度小于90度。4.一种采用权利要求1-3任一项所述的系统的基于激光雷达的车辆轮轴识别方法，其特征在于，包括：待测车辆沿路面行驶通过激光雷达的扫描区域的过程中，数据处理器接收激光雷达扫描获取的多个待测车辆测距信息的扫描帧；所述待测车辆测距信息包括所述激光雷达直接扫描获取到的第一路面车辆信息和所述激光雷达经反射镜反射扫描获取到的第二路面车辆信息；对所述第一路面车辆信息和所述第二路面车辆信息进行处理，获取所述待测车辆的车辆轮廓信息和车辆轮轴信息；对所述车辆轮廓信息和车辆轮轴信息进行配准判断与识别，确定所述多个待测车辆测距信息的扫描帧中包括车辆轮轴的目标扫描帧；根据所述多个待测车辆测距信息的扫描帧和所述目标扫描帧对所述待测车辆的轮轴进行识别。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述第一路面车辆信息和所述第二路面车辆信息进行处理包括：建立直角坐标系；垂直于车辆行驶方向的为所述直角坐标系的x轴，竖直方向为所述直角坐标系的y轴，激光雷达在路面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡狄，张英杰，武宏伟，徐威，楚梁，
申请(专利权)人：武汉万集信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42