[發明專利]一種多旋翼載激光雷達的車型識別與車速測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201711260040.X
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107967804A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 劉曉楠;賀云濤;王正平;侯亞偉
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G08G1/015
• 分類號: G08G1/015;G08G1/04;G08G1/052
• 代理公司: 北京理工正陽知識產權代理事務所(普通合伙)11639
• 代理人: 唐華

1.一種多旋翼載激光雷達的車型識別與車速測量方法，其特征在于：具體步驟如下：

步驟一、數據預處理：根據雷達信號特征以及多旋翼平臺的特性，首先對雷達數據進行坐標系轉換、目標路面信息數據提取、路面信息數據與雷達位置的調正；將激光雷達采集到的有效數據點由極坐標系轉換到笛卡爾直角坐標系中，得到預處理特征，以便后續車型識別和車速測量算法的使用；

步驟二、車型識別：根據步驟一對激光雷達測量數據的預處理特征，對現有車型進行再分類；選取車輛的高度、寬度以及車廂數作為車型識別的特征參數，根據計算得到的車型特征參數數值，對比車型分類標準，輸出車型識別結果；

步驟三、車速測量：根據多項式擬合方法，建立以車寬和車高為輸入、車長為輸出的數學模型，在計算出車長之后，再根據車輛數據的幀數來計算時間，進而得到車速。

2.如權利要求1所述的一種多旋翼載激光雷達的車型識別與車速測量方法，其特征在于：步驟二所述車型識別的具體步驟如下：

步驟1、選取車高、車寬和車廂數作為識別車型的特征參數；

步驟2、根據激光雷達數據特征對車輛進行再分類，建立以車高、車寬和車廂數為特征的車輛分類標準；

步驟3、從激光雷達的數據中把屬于車輛的數據提取出來；

步驟4、按照車輛駛入激光雷達掃描范圍的先后順序對車輛進行編號；

步驟5、計算激光雷達數據中車輛的車廂數、車高和車寬三個特征參數；

步驟6、根據步驟5得到的車高、車寬和車廂數，即車型識別的特征參數，與步驟2車型分類標準對比，輸出車型識別結果。

3.如權利要求1所述的一種多旋翼載激光雷達的車型識別與車速測量方法，其特征在于：步驟三所述的建立以車寬和車高為輸入、車長為輸出的數學模型為：

z＝p_o+p₁*x+p₂y (5)

上式中，z是車長的樣本值，x是車高樣本值，y是車寬樣本值，p₀、p₁和p₂是模型參數。

4.如權利要求2所述的一種多旋翼載激光雷達的車型識別與車速測量方法，其特征在于：步驟2所述建立車輛分類標準的方法為：根據統計學原理，將車型分為兩廂轎車、兩廂SUV、三廂轎車和大車4個類型；其中兩廂轎車和兩廂SUV相近似，根據統計結果，對兩類車高設置一個閾值以便區分，將1629mm設置為車高閾值，車高小于1629mm的兩廂車認為是兩廂轎車，大于1629mm的兩廂車認為是兩廂SUV。

5.如權利要求2所述的一種多旋翼載激光雷達的車型識別與車速測量方法，其特征在于：步驟5所述計算特征參數的方法為：

(1)車高：取所有單幀高度的最大值作為車輛的高度；

(2)車廂數：根據頂長比與尾長比來區分車廂數；由車型分類標準統計結果，將車頂與車長的幀數之比閾值設置為0.51，將車尾與車長幀數之比閾值設置為0.15時可以獲得最佳結果，即當一輛車車頂與車長的幀數比小于0.51且車尾與車長的幀數比小于0.15則認為該車是兩廂車，不滿足這個條件的認為是三廂車；

(3)車寬：從雷達采集到的數據中的任意一幀來計算特征參數；

若待測車輛位于雷達左側，首先找到最左側點，然后使用插值法將車輛的數據點建立擬合直線，經過最左側點拉一條水平線，求水平線與該直線的交點；則最左側點與交點的中點水平坐標就是車輛的中點；中點坐標與該幀最右側點的水平距離就是車輛寬度值的一半；對車輛的所有幀數據都取上述車寬數值，統計每幀車寬數值的最大值作為該輛車的車寬；

若待測車輛位于雷達右側，首先找到最右側點，然后使用插值法將車輛的數據點建立擬合直線，經過最右側點拉一條水平線，求水平線與該直線的交點；則最右側點與交點的中點水平坐標就是車輛的中點；中點坐標與該幀最左側點的水平距離就是車輛寬度值的一半；對車輛的所有幀數據都取上述車寬數值，統計每幀車寬數值的最大值作為該輛車的車寬；

若待測車輛位于雷達正下方，可以直接計算最左側數據點和最右側數據點的水平方向距離差作為車寬數值。