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专利号: 2018115996988
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于激光雷达的高速公路视距检测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:设定道路安全视距阈值ls;

S2:对待使用的激光雷达进行参数设定;所述参数包含:每束激光与竖直方向所成的锐角αi,激光雷达转动的角速度ω,以及激光束发射的频率f;

S3:将待使用的激光雷达搭载于检测车辆的顶部,距离地面高度h0,使激光雷达的扫描范围满足:lmax=h0·tanαmax>ls

其中,lmax是指与竖直方向夹角最大的那束激光在地面上所画圆的半径;αmax是该束激光与竖直方向的夹角;

S4:以激光雷达所处的位置为原点O,分别建立球面坐标系 和三维直角坐标系(x,y,z);

其中,在三维直角坐标系中,x轴正方向为检测车辆的行驶方向,y轴正方向为x正方向垂直向左,z轴正方向为竖直向上;

在球面坐标系中,ρ为空间某一点P与原点O的径向距离,θ为点P到原点O的连线与z轴正方向所成的夹角,为点P到原点O的连线在xoy平面上的投影,与x轴正方向的夹角;

所述球面坐标系 和三维直角坐标系(x,y,z)之间的转换关系为:z=ρcosθ;

S5:使检测车辆在被检测道路上行驶,激光雷达按照S2中设定的角速度ω旋转,采集检测车辆周围的环境信息,并获取采集点信息;

其中,所述采集点信息包含:激光雷达旋转时所采集到的点数、各采集点在球面坐标系和三维直角坐标系中的坐标、以及各采集点距离地面的高度;

S6:提取激光雷达扫描到检测车辆前方的护栏上的采集点,记提取的特征点为Pk,并获得各个特征点Pk在三维直角坐标系中的坐标(xk,yk,zk);其中,k=1,2,...,n;n为激光雷达的激光束数目;

S7:采用以下公式计算激光雷达扫描到的护栏长度l0:S8:采用以下公式计算检测车辆距离最远处的特征点之间的护栏长度l:其中,x1是距离检测车辆最近的特征点与检测车辆之间的距离;

S9:若l

若l≥ls,则被检测的道路的视距实值为ls。

2.根据权利要求1所述的基于激光雷达的高速公路视距检测方法,其特征在于,S1中,所述道路安全视距阈值ls根据有关道路安全条例选取。

3.根据权利要求1所述的基于激光雷达的高速公路视距检测方法,其特征在于,S2中,所述激光雷达转动的角速度ω为激光雷达的各束激光每秒钟转动的角度;所述激光束发射的频率f为激光束每秒发射的频数。

4.根据权利要求1所述的基于激光雷达的高速公路视距检测方法,其特征在于,S5中,检测车辆在被检测道路上匀速行驶。

5.根据权利要求1所述的基于激光雷达的高速公路视距检测方法,其特征在于,S5中,激光雷达旋转一周时每束激光所采集到的点数j为

6.根据权利要求5所述的基于激光雷达的高速公路视距检测方法,其特征在于,S5中,采集点Pij在球面坐标系中的坐标为 其中,激光雷达的第i束激光所采集到的采集点Pij的θij=π-αi;

根据球面坐标系 和三维直角坐标系(x,y,z)之间的转换关系,获得采集点Pij在三维直角坐标系中的坐标为(xij,yij,zij):zij=ρijcos(π-αi)。

7.根据权利要求6所述的基于激光雷达的高速公路视距检测方法,其特征在于,S5中,采集点Pij距离地面的高度hij为:hij=h0-|zij|。

8.根据权利要求7所述的基于激光雷达的高速公路视距检测方法,其特征在于,S6中,所述提取的方法具体为:S61:保留xij≥0的点,剔除不符合xij≥0的点;

S62:设置护栏高度的双阈值hmin和hmax,保留hmin≤hij≤hmax的点,剔除不符合hmin≤hij≤hmax的点;

S63:保留 为最小的点。

9.根据权利要求8所述的基于激光雷达的高速公路视距检测方法,其特征在于,S6中,各个特征点Pk在三维直角坐标系中的坐标为(xk,yk,zk):zk=ρkcos(π-αk)。