CN104537845A - 一种利用激光和红外线对车辆轨迹进行识别的方法 - Google Patents
一种利用激光和红外线对车辆轨迹进行识别的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种利用激光和红外线对车辆轨迹进行识别的方法，在车辆轨迹识别路段两侧，且处于同一水平位置安装一组激光对射装置的激光发射端与激光接收端，在激光对射装置的激光发射端与激光接收端所处安装位置的正下方分别安装红外测距仪，当有车辆通过待测路段时，激光对射装置发射的激光以及两个红外测距仪发出的红外线会被车辆遮挡，故而激光接收端的电平状态以及一对红外测距仪的电平状态发生改变，根据电平状态的变化和红外测距仪的读数确定车辆的运行轨迹。该方法能准确地、高效地检测车辆所处车道，识别出车辆轨迹，检测便捷且成本低，作业安全，激光与红外的结合，保障了设备的识别准确性，稳定性更高。
Description
技术领域
本发明涉及一种对车辆轨迹进行识别的方法，尤其涉及一种利用激光和红外线对车辆轨迹进行识别的方法。
背景技术
车辆轨迹识别在当今已被应用在不同领域和行业中，主要通过车辆轨迹的识别实现对某一路段的车辆行驶全程监控，为车辆超速、异常行驶等监控提供技术支持。另外，在能见度低等恶劣环境下，通过车辆轨迹识别可以对驾驶人员进行诱导，保障行车安全。
目前，对于车辆轨迹的识别技术有基于GSM移动网络的定位、有通过车载装置(如蓝牙、车载系统等)进行定位，还有通过卫星定位系统进行轨迹识别。另外，应用在固定路段、固定位置的轨迹识别技术有安装地感线圈、架设摄像机等。然而这些技术和方法或多或少都存在代价高、使用复杂等。而目前还没有一种方便实用、价格低廉、安装简单，并且能够进行冗余自检，特别是用于雾区的车辆轨迹识别方法。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种利用激光和红外对车辆轨迹进行识别的方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：一种利用激光和红外线对车辆轨迹进行识别的方法，其特征在于：具体步骤如下：
S1：选择车辆轨迹识别路段，搭建识别系统：
S1a：所述识别系统包括多个检测单元、判断单元和车辆轨迹生成单元，所述多个检测单元分别与判断单元连接，判断单元与车辆轨迹生成单元连接；
所述检测单元包括至少一组激光对射装置和第一、第二一对红外测距仪；
S1b：在车辆轨迹识别路段的两侧，且处于同一水平位置安装一组激光对射装置的激光发射端与激光接收端，同时在激光对射装置的激光发射端与激光接收端所处安装位置的正下方分别安装红外测距仪；
多个检测单元沿识别路段长度方向依次设置；
S2：检测过程：
S2a：将每个检测单元中的一组激光对射装置的激光发射端、接收端和一对红外测距仪的电平状态初始化为L；
S2b：当车辆进进入首个检测单元的检测范围，遮挡住激光对射装置的激光发射端发出的激光时，此时激光接收端接收不到激光，激光接收端电平状态变为H，与此同时，第一或第二红外测距仪发出的红外线被遮挡，发出的红外线被遮挡的红外测距仪电平状态改变为H，此时将激光接收端的电平状态H、第一或第二红外测距仪的电平状态以及发出的红外线被遮挡的红外测距仪的读数传至判断单元进行判断；
S2c：如果激光接收端的电平状态为H，第一红外测距仪的电平状态为H，第二红外测距仪的电平状态为L，则靠近第一红外测距仪的一侧有车通过，并将第一红外测距仪的读数传至车辆轨迹生成单元；
如果激光接收端的电平状态为H，第一红外测距仪的电平状态为L，第二红外测距仪的电平状态为H，则靠近第二红外测距仪的一侧有车通过，并将第二红外测距仪的读数传至车辆轨迹生成单元；
如果激光接收端的电平状态为H，第一红外测距仪的电平状态为H，第二红外测距仪的电平状态为H，则车辆轨迹识别路段两侧均有车通过，并将第一和第二红外测距仪的读数分别传至车辆轨迹生成单元；
否则，检测单元判断为异常，则对是检测单元进行冗余检查；
S2d：车辆继续前行，当驶离首个检测单元的检测范围时，该首个检测单元中的一组激光对射装置的激光发射端、接收端和一对红外测距仪的电平状态初始化为L；
S2e：车辆继续前行，当车辆驶入下一个检测单元的检测范围时，重复上述步骤S2b~ S2d；
S2f：当车辆驶离车辆轨迹识别路段中的最后一个检测单元的检测范围时，车辆轨迹生成单元生成车辆的轨迹。
作为优化，还包括显示单元，所述显示单元的信号输入端与车辆轨迹生成单元的信号输出端连接。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果:
该方法能准确地、高效地检测车辆所处车道，识别出车辆轨迹，检测便捷且成本低；激光与红外的结合，进一步保障了设备的识别准确性，稳定性更高。整个识别过程不需人工实地监测，保证了作业安全，能很好的为相关工作人员提供车辆轨迹信息。
附图说明
图1 为车辆轨迹识别路段多个检测单元布设示意图。
图2 为实施例中某一车辆从A车道通过示意图。
图3 为实施例中某一车辆从B车道通过示意图。
图4 为两辆车从A、B车道通过示意图。
图5 为某一车辆通过检测路段时的行驶轨迹示意图。
附图标记说明：图1中：10车辆轨迹识别路段、11a激光发射端、11b激光接收端、12第一红外测距仪、13第二红外测距仪。
图2-图5中：21a激光发射端α、21b激光接收端β、22红外测距仪A、23红外测距仪B。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明做进一步说明。
一种利用激光和红外线对车辆轨迹进行识别的方法，具体步骤如下：
S1：选择车辆轨迹识别路段，搭建识别系统：
S1a：所述识别系统包括多个检测单元、判断单元和车辆轨迹生成单元，所述多个检测单元分别与判断单元连接，判断单元与车辆轨迹生成单元连接；
所述检测单元包括至少一组激光对射装置和第一、第二一对红外测距仪；
S1b：在车辆轨迹识别路段的两侧，且处于同一水平位置安装一组激光对射装置的激光发射端与激光接收端，同时在激光对射装置的激光发射端与激光接收端所处安装位置的正下方分别安装红外测距仪；
所述相邻两个检测单元的间距为，
在车辆轨迹识别路段两侧护栏，且同一水平位置安装好一组激光对射装置的激光发射端与激光接收端，同时在激光对射装置所处安装位置的正下方安装红外测距仪。要求在无任何遮挡物的情况下，激光发射装置的激光发射端发射的激光信号能够被激光接收端接收；红外测距仪的测距范围能够覆盖到车辆通过地方，并且能够准确读取所过车辆至红外测距仪的距离。
S2：检测过程；
S2a：在前进的过程中，当车辆未进入车辆轨迹识别路段中激光对射与红外线测量范围时，激光接收端的电平状态为0，第一红外测距仪的电平状态为0，第二红外测距仪的电平状态为0；
S2b：当车辆继续前行，遮挡住激光对射装置的激光发射端发出的激光时，此时激光接收端不能接收激光，激光接收端电平状态变为1，与此同时，第一或第二红外测距仪被发出的红外线遮挡，发出的红外线被遮挡的红外测距仪电平状态改变为1，此时将激光接收端的电平状态1、发出的红外线被遮挡的红外测距仪的电平状态1以及读数传至判断单元进行判断；
S2b：当车辆进入首个检测单元的检测范围，遮挡住激光对射装置的激光发射端发出的激光时，此时激光接收端接收不到激光，激光接收端电平状态变为1，与此同时，第一或第二红外测距仪发出的红外线被遮挡，发出的红外线被遮挡的红外测距仪电平状态改变为1，此时将激光接收端的电平状态1、第一或第二红外测距仪的电平状态以及发出的红外线被遮挡的红外测距仪的读数传至判断单元进行判断；
S2c：判断结果如表1
表1
| 电平状态 | 电平状态 | 电平状态 | 电平状态 | 电平状态 | 电平状态 | 电平状态 | 电平状态 | |
| 激光接收端 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 第一红外测距仪 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 第二红外测距仪 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 判断结果 | 无车 | 异常 | 异常 | 异常 | 异常 | A道有车 | B道有车 | A道和B道都有车 |
注：第一红外测距仪靠近A道路，第二红外测距仪靠近B道路。
上表具体描述为：
① 电平状态由激光接收端的电平状态、第一红外测距仪的电平状态和第二红外测距仪的电平状态组成，当电平状态记为000（下同），说明此时没有车在此检测单元经过；
② 当电平状态为001时，存在异常；
③ 当电平状态为010时，存在异常；
④ 当电平状态为011时，存在异常；
⑤ 当电平状态为100时，存在异常；
⑥ 当电平状态为110时，说明此时在靠近第一红外测距仪侧的车道存在行进车辆；
⑦ 当电平状态为101时，说明此时在靠近第二红外测距仪侧的车道存在行进车辆；
⑧ 当电平状态为111时，说明此时两车道同时存在行进车辆；
若某一组数据异常，则检测其他检测单元工作是否正常，若都工作异常，则说明当前环境异常，不适用当前识别系统运行；若其他检测单元工作正常，则说明当前检测单元存在异常；将当前异常检测单元与其他正常检测单元数据进行对比，便可找出异常设备是激光对射装置还是红外测距仪；观察异常设备测得数据是否变化，若是，则可能是因为设备故障，此时所读数据不可信，若没有变化，则可能设备失效，或者所处环境异常。
S2d：车辆继续前行，当驶离首个检测单元的检测范围时，该首个检测单元中的一组激光对射装置的激光发射端、接收端和一对红外测距仪的电平状态初始化为0；
S2e：车辆继续前行，当车辆驶入下一个检测单元的检测范围时，重复上述步骤S2b~ S2d；
S2f：当车辆驶离车辆轨迹识别路段中的最后一个检测单元的检测范围时，车辆轨迹生成单元生成车辆的轨迹。
实施例：一种利用激光和红外线对车辆轨迹进行识别的方法：根据上述方案，完成S1；
S2：检测过程：开启激光对射装置与红外测距仪，检验设备是否符合S1b中安装要求和参数需求，确保设备运行正常，如图1所示：
(1)若A道路上存在车辆行驶(如图2所示)，则在前进的过程中，当车辆未进入激光对射装置与红外测距仪红外线测量范围时，激光接收端β的电平状态为0，红外测距仪A电平状态为0，红外测距仪B电平状态为0；当车辆继续前行，遮挡住激光对射装置的激光发射端α发出的激光时，此时激光接收端β不能接收激光，接收端电平状态变为1，与此同时，红外测距仪A发出的红外线被遮挡，电平状态改变为1，红外测距仪B电平状态为0；车辆继续往前行驶，当驶离激光对射装置与红外测距仪红外测距范围时，接收端β的电平状态变为0，红外测距仪A发出的红外线未被遮挡，电平状态变为0，红外测距仪B电平状态为0。
(2) 若B道路上存在车辆行驶(如图3所示)，分析类同(2)，当车辆未进入激光对射装置与红外测距仪红外线测量范围时，激光接收端β、红外测距仪A和B的电平信息分别为000；当车辆继续前行进入激光对射装置与红外测距仪红外线测量范围时，激光接收端β、红外测距仪A和B的电平信息分别为101；车辆继续往前驶离激光对射装置与红外测距仪红外线测量范围时，激光接收端β、红外测距仪A和B的电平信息为000。
(3) 若A、B道路上都存在车辆行驶(如图4所示)，当车辆未进入激光对射装置与红外测距仪红外线测量范围时，激光接收端β、红外测距仪A和B的电平信息分别为000；当车辆继续前行进入激光对射装置与红外测距仪红外线测量范围时，激光接收端β、红外测距仪A和B的电平信息分别为111；车辆继续往前驶离激光对射装置与红外测距仪红外线测量范围时，激光接收端β、红外测距仪A和B的电平信息分别为000。
(4)通过激光接收端β、红外测距仪A和B的电平信息可以判断是否有车辆通过；通过车辆轨迹识别路段所有有效检测单元数据进行分析，便能准确识别出车辆在该路段的行驶轨迹,如图5所示。
通过激光对射技术与红外测距技术来进行车辆轨迹识别，激光由于具有方向性强、亮度高、单色性好、极强的能量密度和超高的光功率特点，激光技术便很快地应用到各类测量中，而红外具有直线传播的不扩散特性，利用激光与红外测量的方法，通过对激光发射接收与红外测距信息的处理，可判断得知车辆行驶的轨迹。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1. 一种利用激光和红外线对车辆轨迹进行识别的方法，其特征在于：具体步骤如下：
S1：选择车辆轨迹识别路段，搭建识别系统：
S1a：所述识别系统包括多个检测单元、判断单元和车辆轨迹生成单元，所述多个检测单元分别与判断单元连接，判断单元与车辆轨迹生成单元连接；
所述检测单元包括至少一组激光对射装置和第一、第二一对红外测距仪；
S1b：在车辆轨迹识别路段的两侧，且处于同一水平位置安装一组激光对射装置的激光发射端与激光接收端，同时在激光对射装置的激光发射端与激光接收端所处安装位置的正下方分别安装红外测距仪；
多个检测单元沿识别路段长度方向依次设置；
S2：检测过程：
S2a：将每个检测单元中的一组激光对射装置的激光发射端、接收端和一对红外测距仪的电平状态初始化为L；
S2b：当车辆进进入首个检测单元的检测范围，遮挡住激光对射装置的激光发射端发出的激光时，此时激光接收端接收不到激光，激光接收端电平状态变为H，与此同时，第一或第二红外测距仪发出的红外线被遮挡，发出的红外线被遮挡的红外测距仪电平状态改变为H，此时将激光接收端的电平状态H、第一或第二红外测距仪的电平状态以及发出的红外线被遮挡的红外测距仪的读数传至判断单元进行判断；
S2c：如果激光接收端的电平状态为H，第一红外测距仪的电平状态为H，第二红外测距仪的电平状态为L，则靠近第一红外测距仪的一侧有车通过，并将第一红外测距仪的读数传至车辆轨迹生成单元；
如果激光接收端的电平状态为H，第一红外测距仪的电平状态为L，第二红外测距仪的电平状态为H，则靠近第二红外测距仪的一侧有车通过，并将第二红外测距仪的读数传至车辆轨迹生成单元；
如果激光接收端的电平状态为H，第一红外测距仪的电平状态为H，第二红外测距仪的电平状态为H，则车辆轨迹识别路段两侧均有车通过，并将第一和第二红外测距仪的读数分别传至车辆轨迹生成单元；
否则，检测单元判断为异常，则对是检测单元进行冗余检查；
S2d：车辆继续前行，当驶离首个检测单元的检测范围时，该首个检测单元中的一组激光对射装置的激光发射端、接收端和一对红外测距仪的电平状态初始化为L；
S2e：车辆继续前行，当车辆驶入下一个检测单元的检测范围时，重复上述步骤S2b~ S2d；
S2f：当车辆驶离车辆轨迹识别路段中的最后一个检测单元的检测范围时，车辆轨迹生成单元生成车辆的轨迹。
2.如权利要求1所述的利用激光和红外线对车辆轨迹进行识别的方法，其特征在于：还包括显示单元，所述显示单元的信号输入端与车辆轨迹生成单元的信号输出端连接。
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