CN104966399B - 一种车辆速度检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆速度检测装置及方法，本发明的装置包括激光测距仪和处理器，所述激光测距仪以与车辆的行驶方向成预定夹角的扫描方向进行扫描，并将扫描信息传递给处理器；所述处理器对接收的所述扫描信息进行处理得到车辆的有车区域，对车辆的所述有车区域进行存储，并且利用所述有车区域、对应的扫描时间以及所述预定夹角计算得对应车辆的速度。本发明利用一台激光测距仪实现对车辆速度的自动、精确检测，检测简单、方便并且成本低。

Description

一种车辆速度检测装置及方法

技术领域

本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种车辆速度检测装置及方法。

背景技术

目前，在智能交通领域，自动检测车辆速度的技术得到了发展，但是现有技术中，自动检测车辆速度的装置结构比较复杂，成本高，例如，现有技术中基于旋转扫描式激光测距传感器计算车辆行驶速度的产品主要是使用两台激光器，一台垂直于车道安装，另一台倾斜于车道安装，利用两台激光器的扫描数据配合计算车辆的行驶速度。旋转扫描式激光测距传感器由驱动发射电路驱动半导体激光二极管发射出905nm的红外光，由激光接收电路接收反射回的回波激光，根据计时模块记录的从发射到接收的时间间隔，计算出单个脉冲激光方向的反射物距离，扫描式激光测距仪中的反射镜，在匀速旋转的电机带动下旋转，使激光脉冲光束形成一个扫描面，将扫描面所有激光脉冲点的距离按扫描顺序排列，形成一帧完整扫描信息。现有技术中，只利用单台旋转扫描式激光测距传感器只能计算得到车辆的宽度和高度信息，无法计算车辆的速度。

发明内容

本发明要解决的技术问题提供一种利用一台旋转扫描式激光测距传感器实现车辆速度自动检测的装置或方法。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种车辆速度检测方法，所述方法包括以下步骤：

激光测距仪以与车辆的行驶方向成预定夹角的扫描方向进行扫描，延所述扫描方向在路面上扫描一遍得到一个帧扫描信息，并将所述扫描信息传递给处理器；

所述处理器对接收的所述扫描信息进行处理，得到对应时刻扫描到车辆上的扫描点组成的一个或多个有车区域，并对所述有车区域进行存储；其中所述有车区域为一条具有两个端点的曲线，并且其延所述扫描方向在路面上的投影为一条线段；

所述处理器利用所述有车区域、对应的扫描时间以及所述预定夹角计算得到对应车辆的速度。

优选地，所述预定夹角大于29度且小于61度，或大于119度且小于151度。

优选地，所述处理器通过如下步骤获得所述有车区域：

对于每一帧所述扫描信息，将其每一扫描点的高度值与预定高度进行比较，高于所述预定高度的扫描点构成一个或多个有车域，之后利用有效点数预定值、有效长度预定值对一个或多个所述有车域的有效性进行判断，获得一个或多个车辆的有效区域，之后利用相邻区域距离预定值将相邻所述有效区域之间的间距小于所述相邻区域距离预定值的所述有效区域进行合并，得到一个或多个所述有车区域，其中每一个所述有车区域对应一辆车；

所述处理器通过如下步骤对车辆的所述有车区域进行存储：

对于当前帧的所述扫描信息对应的有车区域，与前一帧的所述扫描信息对应的所述有车区域进行匹配，将属于同一辆车的所述有车区域进行单独存储。

优选地，所述处理器利用车辆的所述有车区域、对应的扫描时间以及所述预定夹角计算得车辆的速度具体包括以下步骤：

建立坐标系，X轴为所述扫描方向，Y轴为竖直方向，并且所述激光测距仪的X轴坐标为0；

计算车辆的宽度，公式如下：

W＝(|S₁sin(nα)–S₂sin(mα)|)sinθ

式中，θ表示所述预定夹角，W表示车辆的宽度，S1表示第一有车区域的一个端点距离所述激光测距仪的距离，S2表示所述第一有车区域的另一个端点距离所述激光测距仪的距离，nα表示所述第一有车区域的一个端点与竖直方向的夹角，mα表示所述第一有车区域的另一个端点与竖直方向的夹角；其中，所述第一有车区域为扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的一帧所述扫描信息对应的有车区域；

计算车辆的速度，公式如下：

V＝Wcotθ/(|t₂–t₁|)

式中，θ表示所述预定夹角，t1表示第二有车区域的扫描时间，t2表示第三有车区域的扫描时间，其中，所述第二有车区域为第一次扫描到车头的所述扫描信息对应的有车区域，对应地所述第三扫描曲线为第一次扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域，或者所述第二有车区域为最后一次扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域，对应地所述第三有车区域为最后一次扫描到车尾的所述扫描信息对应的有车区域；

所述第一有车区域、第二有车区域以及第三有车区域为同一辆车的有车区域。

优选地，所述处理器利用车辆的所述有车区域、对应的扫描时间以及所述预定夹角计算得车辆的速度具体包括以下步骤：

建立坐标系，X轴为所述扫描方向，Y轴为竖直方向，并且所述激光测距仪的X轴坐标为0；

计算车辆的速度，公式如下：

V＝|S₃sin(n₁α)-S₄sin(m₁α)–(S₅sin(n₂α)-S₆sin(m₂α))|cosθ/(|t₄–t₃|)

式中，

S3表示第四有车区域的一个端点距离所述激光测距仪的距离，S4表示所述第四有车区域的另一个端点距离所述激光测距仪的距离，n₁α表示所述第四有车区域的一个端点与竖直方向的夹角，m₁α表示所述第四有车区域的另一个端点与竖直方向的夹角；

S5表示第五有车区域的一个端点距离所述激光测距仪的距离，S6表示所述第五有车区域的另一个端点距离所述激光测距仪的距离，n₂α表示所述第五有车区域的一个端点与竖直方向的夹角，m₂α表示所述第四有车区域的另一个端点与竖直方向的夹角；

t₄表示所述第五有车区域的扫描时间，t₃表示所述第四有车区域的扫描时间；

其中，所述第四有车区域和第五有车区域为车辆驶离所述激光测距仪的扫描区域时，所述有车区域延所述扫描方向在路面上的投影的长度发生连续变化的时间段内扫描到的两帧所述扫描信息对应的有车区域，或者所述第四有车区域和第五有车区域为车辆驶入所述激光测距仪的扫描区域时，所述有车区域延所述扫描方向在路面上的投影的长度发生连续变化的时间段内扫描到的两帧所述扫描信息对应的有车区域；

所述第四有车区域以及第五有车区域为同一辆车的有车区域。

一种车辆速度检测装置，所述装置包括激光测距仪和处理器；

所述激光测距仪以与车辆的行驶方向成预定夹角的扫描方向进行扫描，延所述扫描方向在路面上扫描一遍得到一个帧扫描信息，并将所述扫描信息传递给所述处理器；

所述处理器对接收的所述扫描信息进行处理，得到对应时刻扫描到车辆上的扫描点组成的一个或多个有车区域，对所述一个或多个有车区域进行存储，并且利用车辆的所述有车区域、对应的扫描时间以及所述预定夹角计算得对应车辆的速度；其中，所述有车区域为一条具有两个端点的曲线，并且其延所述扫描方向在路面上的投影为一条线段。

优选地，所述处理器包括有车区域提取单元以及存储单元；

所述有车区域提取单元，对于每一帧所述扫描信息，将其每一扫描点的高度值与预定高度进行比较，高于所述预定高度的扫描点构成一个或多个有车域，之后利用有效点数预定值、有效长度预定值对一个或多个所述有车域的有效性进行判断，获得一个或多个车辆的有效区域，之后利用相邻区域距离预定值将相邻所述有效区域之间的间距小于所述相邻区域距离预定值的所述有效区域进行合并，得到一个或多个所述有车区域，其中每一个所述有车区域对应一辆车；

所述存储单元，对于当前帧的所述扫描信息对应的有车区域，与前一帧的所述扫描信息对应的所述有车区域进行匹配，将属于同一辆车的所述有车区域进行单独存储。

优选地，所述处理器还包括第一速度计算单元，其根据所述第一有车区域以及所述预定夹角计算车辆宽度，并利用车辆的宽度、第二有车区域以及第三有车区域计算车辆速度；其中，所述第一有车区域为扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域，所述第二有车区域为第一次扫描到车头的所述扫描信息对应的有车区域，所述第三有车区域为第一次扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域；或者所述第一有车区域为扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域，所述第二有车区域为最后一次扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域，所述第三有车区域为最后一次扫描到车尾的所述扫描信息对应的有车区域；

所述第一有车区域、第二有车区域以及第三有车区域为同一辆车的有车区域。

优选地，所述处理器还包括第二速度计算单元，其根据第四有车区域和第五有车区域计算车辆的速度；其中，所述第四有车区域和第五有车区域为车辆驶离所述激光测距仪的扫描区域时，所述有车区域延所述扫描方向在路面上的投影的长度发生连续变化的时间段内扫描到的两帧所述扫描信息对应的有车区域，或者所述第四有车区域和第五有车区域为车辆驶入所述激光测距仪的扫描区域时，所述有车区域延所述扫描方向在路面上的投影的长度发生连续变化的时间段内扫描到的所述扫描信息对应的有车区域；

所述第四有车区域以及第五有车区域为同一辆车的有车区域。

优选地，所述激光测距仪为旋转扫描式激光测距仪，且通过龙门架安装于路侧或道路上方。

本发明的上述技术方案具有如下优点：利用一台旋转扫描式激光测距仪实现对车辆速度的自动、精确检测，车辆速度检测装置结构简单，检测成本低。

附图说明

图1为本发明的一个较佳实施例的一种车辆速度检测装置的结构示意图；

图2为本发明一个较佳实施例的一种车辆速度检测方法的流程图；

图3为本发明一个较佳实施例的一种车辆速度检测方法中建立的直角坐标系图；

图4a、4b为本发明一个较佳实施例的一种车辆速度检测方法中扫描的有效区域示意图；

图5为本发明一个较佳实施例的一种车辆速度检测方法中计算原理示意图；

图6为本发明另一个较佳实施例的一种车辆速度检测方法中计算原理示意图；

图7为本发明再一个较佳实施例的一种车辆速度检测方法中计算原理示意图；

图8为本发明另再一个较佳实施例的一种车辆速度检测方法中计算原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1为本发明的一个较佳实施例的一种车辆速度检测装置的结构示意图，装置包括激光测距仪1和处理器；激光测距仪1以与车辆的行驶方向成预定夹角的扫描方向2进行扫描，延扫描方向在路面上扫描一遍得到一个帧扫描信息，并将扫描信息传递给处理器；处理器对接收的扫描信息进行处理，得到对应时刻扫描到车辆上的扫描点组成的一个或多个有车区域，对车辆的一个或多个有车区域进行存储，并且利用车辆的有车区域、对应的扫描时间以及预定夹角计算得车辆的速度，其中，有车区域为一条具有两个端点的曲线，并且其延扫描方向在路面上的投影为一条线段。

本发明还公开了一种车辆速度检测方法，如图2所示，方法包括以下步骤：

激光测距仪以与车辆的行驶方向成预定夹角的扫描方向进行扫描，延扫描方向在路面上扫描一遍得到一个帧扫描信息，并将扫描信息传递给处理器；

处理器对接收的扫描信息进行处理，得到对应时刻扫描到车辆上的扫描点组成的一个或多个有车区域，并对车辆的一个或多个有车区域进行存储；其中有车区域为一条具有两个端点的曲线，并且其延扫描方向在路面上的投影为一条线段；

处理器利用车辆的有车区域、对应的扫描时间以及预定夹角计算得车辆的速度。

本发明的装置和方法，利用一台激光测距仪1实现对车辆速度的自动、精确检测，检测装置结构简单，易于实现。

进一步地，处理器包括有车区域提取单元以及存储单元；对扫描到的每一帧扫描信息或扫描曲线提取其中的有车区域部分，并分区域进行存储，具体如下：

有车区域提取单元，对于每一帧扫描信息，将其每一扫描点的高度值与预定高度进行比较，高于预定高度的扫描点构成一个或多个有车域，之后利用有效点数预定值(照射到车体的扫描点数的预定值)、有效长度预定值(扫描曲线对应的有效长度的预定值)对有车域的有效性进行判断，获得车辆的有效区域，之后利用相邻区域距离预定值将相邻有效区域之间的间距小于相邻区域距离预定值的有效区域进行合并，得到一个或多个有车区域，其中每一个有车区域对应一辆车，如图4a、4b所示，图4a为有效区域在直角坐标系下的示意图，图4b为有效区域在极坐标系下的示意图。图中有两个有车区域，区域1和区域2，有车区域的边界点，如图中的A、B点所示通过特征点来进行判断：坐标转换以后，高度值低于设定的阈值的连续点个数大于设定值时，同时有效区域的宽度大于宽度设定值。上述有车域、有效区域以及有车区域均为：对于每一帧扫描信息来说为具有两个端点的一条曲线，并且在路面的投影为一条线段。

存储单元，对于当前帧的扫描信息对应的有车区域，与前一帧的扫描信息对应的有车区域进行匹配，将属于同一辆车的有车区域进行单独存储，形成一个记录集，若没有符合匹配条件的有车区域，则认为是一辆新车存储在单独的记录集中。匹配过程具体为：比较当前有车区域中的端点的X坐标和前一帧扫描信息中的有车区域的端点的X坐标，对应X坐标之间的差值小于设定的值，同时有车区域的宽度差值也小于设定的值，则认为匹配成功，属于同一辆车。

进一步地，激光测距仪1为旋转扫描式激光测距仪，旋转扫描式激光测距传感器通过立杆或者龙门架安装在路侧或者路面上方，其扫描平面与车辆行驶方向呈一固定夹角，即预定夹角。预定夹角根据实际情况进行设置，其大于29度且小于61度，或大于119度且小于151度；优选地，预定夹角为45度。

当车辆沿着行驶方向首先驶入激光测距仪的扫描区域第一次扫描到车头时，得到第1帧扫描信息；当车辆完全驶入传感器的扫描区域第一次扫描到全车身时，得到第2帧扫描信息；当车辆驶离扫描区域时扫描到最后一次全车身时，得到第3帧扫描信息；当车辆驶离扫描区域时，扫描到最后一次车尾时，得到第4帧扫描信息，

利用第2帧扫描信息、第3帧扫描信息或其他扫描到车辆全身的扫描信息对应的有车区域(第一有车区域)，以及预定夹角计算计算车辆宽度，并利用车辆的宽度、第二扫描信息对应的第二有车区域、第三扫描信息对应的第三有车区域、对应的扫描时间以及预定夹角计算车辆速度，具体步骤如下：

(1)、建立坐标系，沿垂直于路面方向和扫描曲线的方向构建二维直角坐标系XOY，坐标原点取为路面上且位于激光测距仪正下方的点O，激光测距仪的高度为H，即X轴为扫描方向，Y轴为竖直方向，并且激光测距仪的X轴坐标为0，如图3所示；激光器的扫描信息对应的扫描曲线为沿扫描方向的一系列离散的点组成，每一个点的值代表该点与激光测距仪之间的距离。将该距离值在构建的直角坐标系中进行坐标转换得到沿扫描方向的X值和垂直于路面方向的Y值。利用路面作为背景帧，得到的Y值即为扫描点相对于路面的垂直高度值。每一个扫描点的X值和Y值根据该点的距离值以及该点在扫描曲线中的索引值计算(根据值可以得到扫描点的扫描线与竖直方向的夹角)，并且每相邻两个扫描点与激光器构成的夹角是固定的，用α表示。

(2)、计算车辆的宽度，公式如下：

W＝(|S₁sin(nα)–S₂sin(mα)|)sinθ；

式中，θ表示预定夹角，W表示车辆的宽度，S1表示第一有车区域的一个端点距离激光测距仪的距离，S2表示第一有车区域的另一个端点距离激光测距仪的距离，nα表示第一有车区域的一个端点与竖直方向的夹角，mα表示第一有车区域的另一个端点与竖直方向的夹角；n、m均为索引值；

此步骤中，通过车辆有车区域的记录集，通过寻找特征点，可以确定车辆的边界点A和B(有车区域的而两个端点)，对应的扫描点的索引值分别为n和m，A和B两点对应的扫描距离S₁和S₂。车辆沿扫描方向的长度L＝|S₁sin(nα)–S₂sin(mα)|。因此，车辆的宽度W＝Lsinθ＝(|S₁sin(nα)–S₂sin(mα)|)sinθ。实际中，剔除异常扫描曲线，然后通过多次计算求平均值得到车辆宽度。下面阐述通过车辆宽度计算车辆速度的方法。

(3)计算车辆的速度，公式如下：

V＝Wcotθ/(|t₂–t₁|)

式中，θ表示预定夹角，t1表示第二有车区域的扫描时间，t2表示第三有车区域的扫描时间，其中第二有车区域为第一次扫描到车头的扫描信息(第1帧扫描信息)对应的有车区域，对应地第三有车区域为第一次扫描到全车身的扫描信息(第2帧扫描信息)对应的有车区域，如图5所示，或者第二有车区域为最后一次扫描到全车身的扫描信息(第3帧扫描信息)对应的有车区域，对应地第三有车区域为最后一次扫描到车尾的扫描信息(第4帧扫描信息)对应的有车区域，如图6所示。上述计算车辆速度由处理器包括的第一计算单元完成，第一计算单元利用第一有车区域以及预定夹角计算车辆宽度，并利用车辆的宽度、第二有车区域以及第三有车区域计算车辆速度。

如图5所示，L₁、L₂分别表示车辆驶入激光器的扫描区域时，得到的扫描信息对应的扫描曲线，车辆行驶方向如图中箭头所示。L₁代表第一次扫描到车头的扫描曲线，对应得到第二有车区域，时间戳信息为t₁，L₂代表第一次扫描到全车身的扫描信息对应的扫描曲线，对应得到第三有车区域，时间戳信息为t₂。由此可以得到在|t2–t1|时间段内车辆沿行驶方向的位移Δx₁＝Wcotθ。因此，车辆的行驶速度为V₁＝Δx₁/(|t₂–t₁|)＝(|S₁sin(nα)–S₂sin(mα)|)cosθ/(|t₂-t₁|)。

另，车辆的行驶速度可以通过上述方法多次计算求平均值得到。

如图6所示，L₃，L₄代表车辆驶离激光器扫描区域时，得到的扫描信息对应的扫描曲线。其中，L₃代表最后一次扫描到全车身时的扫描曲线，对应得到第二有车区域，时间戳信息为t₃，L₄代表最后一次扫描到车尾时的扫描曲线，对应得到第三有车区域，时间戳信息为t₄。由此可以得到在|t₄–t₃|时间段内车辆沿行驶方向的位移Δx₂＝Wcotθ。因此，车辆的行驶速度为V₂＝Δx2/(|t₄–t₃|)＝(S₁sin(nα)–S₂sin(mα))cosθ/(|t₄–t₃|)。另，车辆的行驶速度可以通过上述方法多次计算求平均值得到。第一有车区域、第二有车区域以及第三有车区域为同一辆车的有车区域。

进一步地，处理器还包括第二速度计算单元，其根据第四有车区域、第五有车区域、对应的扫描时间以及预定夹角计算得车辆的速度具体包括以下步骤：

(1)建立坐标系，X轴为扫描方向，Y轴为竖直方向，并且激光测距仪的X轴坐标为0；

(2)计算车辆的速度，公式如下：

V＝|S₃sin(n₁α)-S₄sin(m₁α)–(S₅sin(n₂α)-S₆sin(m₂α))|cosθ/(|t₄–t₃|)

式中，

S3表示第四有车区域的一个端点距离激光测距仪的距离，S4表示第四有车区域的另一个端点距离激光测距仪的距离，n₁α表示第四有车区域的一个端点与竖直方向的夹角，m₁α表示第四有车区域的另一个端点与竖直方向的夹角；n₁、m₁分别代表索引值；

S5表示第五有车区域的一个端点距离激光测距仪的距离，S6表示第五有车区域的另一个端点距离激光测距仪的距离，n₂α表示第五有车区域的一个端点与竖直方向的夹角，m₂α表示第五有车区域的另一个端点与竖直方向的夹角；n₂、m₂分别代表索引值；

t₄表示第五有车区域的扫描时间，t₃表示第四有车区域的扫描时间；

其中，第四有车区域和第五有车区域为车辆驶离激光测距仪的扫描区域，有车区域延扫描方向在路面上的投影的长度连续变化的时间段内扫描到的扫描信息对应的扫描曲线，或者述第四有车区域和第五有车区域为车辆驶入激光测距仪的扫描区域，有车区域延扫描方向在路面上的投影的长度连续变化的时间段内扫描到的扫描信息对应的扫描曲线。第四有车区域以及第五有车区域为同一辆车的有车区域。

如图7所示，L₅，L₆代表车辆驶入激光器扫描区域时，激光器扫描到车头时的相邻(不一定相邻)，但必须是扫描到在扫描方向上的全车身之前两帧扫描曲线，其中有车区域部分的长度分别为W₁，W₂。其中，W₁可由对应有车区域边界点对应的扫描距离S₃，S₄和扫描点索引n₁和m₁计算，W₁＝|S₃sin(n₁α)-S₄sin(m₁α)|；W₂可由对应有车区域的边界点(端点)对应的扫描距离S₅，S₆和扫描点索引n₂和m₂计算，W₂＝|S₅sin(n₂α)-S₆sin(m₂α)|。其中有车区域的边界点通过寻找当前扫描曲线中的特征点确定，相邻两帧扫描曲线之间的时间间隔为Δt，Δt由扫描式激光测距仪的特性决定。由此可以得到在Δt时间段内车辆沿行驶方向的位移Δx₃＝(|W₂–W₁|)cosθ。因此，车辆的行驶速度为V₃＝Δx₃/Δt＝|S₃sin(n₁α)-S₄sin(m₁α)–(S₅sin(n₂α)-S₆sin(m₂α))|cosθ/Δt。

如图8所示，L₇，L₈代表车辆驶离激光器扫描区域时(从扫描不到车辆在扫面方向上的全身到最后一次扫描到车尾的时间段内)，激光器扫描到车尾时的相邻(不一定相邻)两帧扫描曲线，其中有车区域部分的长度分别为W₃，W₄。W₃可由对应有车区域边界点对应的扫描距离S₇，S₈和扫描点索引n₃和m₃计算，W₃＝|S₇sin(n₃α)-S₈sin(m₃α)|；W₄可由对应有车区域的边界点对应的扫描距离S₉，S₁₀和扫描点索引n₄和m₄计算，W₄＝|S₉sin(n₄α)-S₁₀sin(m₄α)|。有车区域的边界点通过寻找当前扫描曲线中的特征点确定，相邻两帧扫描曲线之间的时间间隔为Δt，Δt由扫描式激光器的特性决定。由此可以得到在Δt时间段内车辆沿行驶方向的位移Δx₄＝(|W₄–W₃|)cosθ。因此，车辆的行驶速度为V₄＝Δx₄/Δt＝|S₇sin(n₃α)-S₈sin(m₃α)–(S₉sin(n₄α)-S₁₀sin(m₄α))|cosθ/Δt。

上述计算一辆车的速度的过程中，提取的是其有车区域，因为每一辆车的有车区域进行了单独存储，所以可以方便的提取需要的扫描曲线。

通过上述装置和方法对速度进行计算和适当修正，例如多次计算求平均值，可以得到车辆行驶速度更精确的值。本发明在只使用一个扫描式激光测距传感器的情况下精确的测量扫描轮廓内车辆的行驶速度，装置结构简单，并且测量精度高。

上述全车身在本申请中指的是，在扫描方向上扫描到车辆的至少一个侧面(不包括车头部分和车尾部分)时认为扫描到了车辆的全车身，相应的扫描到车辆的全车身的扫描信息对应的有车区域也为一条线段，只是线段的长度较长或最长。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种车辆速度检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

激光测距仪以与车辆的行驶方向成预定夹角的扫描方向进行扫描，延所述扫描方向在路面上扫描一遍得到一个帧扫描信息，并将所述扫描信息传递给处理器；

所述处理器对接收的所述扫描信息进行处理，得到对应时刻扫描到车辆上的扫描点组成的一个或多个有车区域，并对所述有车区域进行存储；其中所述有车区域为一条具有两个端点的曲线，并且其延所述扫描方向在路面上的投影为一条线段；

所述处理器利用所述有车区域、对应的扫描时间以及所述预定夹角计算得到对应车辆的速度；

所述处理器通过如下步骤获得所述有车区域：

对于每一帧所述扫描信息，将其每一扫描点的高度值与预定高度进行比较，高于所述预定高度的扫描点构成一个或多个有车域，之后利用有效点数预定值、有效长度预定值对一个或多个所述有车域的有效性进行判断，获得一个或多个车辆的有效区域，之后利用相邻区域距离预定值将相邻所述有效区域之间的间距小于所述相邻区域距离预定值的所述有效区域进行合并，得到一个或多个所述有车区域，其中每一个所述有车区域对应一辆车。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定夹角大于29度且小于61度，或大于119度且小于151度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述处理器通过如下步骤对车辆的所述有车区域进行存储：

对于当前帧的所述扫描信息对应的有车区域，与前一帧的所述扫描信息对应的所述有车区域进行匹配，将属于同一辆车的所述有车区域进行单独存储。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述处理器利用车辆的所述有车区域、对应的扫描时间以及所述预定夹角计算得车辆的速度具体包括以下步骤：

建立坐标系，X轴为所述扫描方向，Y轴为竖直方向，并且所述激光测距仪的X轴坐标为0；

计算车辆的宽度，公式如下：

W＝(|S₁sin(nα)–S₂sin(mα)|)sinθ

式中，θ表示所述预定夹角，W表示车辆的宽度，S1表示第一有车区域的一个端点距离所述激光测距仪的距离，S2表示所述第一有车区域的另一个端点距离所述激光测距仪的距离，nα表示所述第一有车区域的一个端点与竖直方向的夹角，mα表示所述第一有车区域的另一个端点与竖直方向的夹角；其中，所述第一有车区域为扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的一帧所述扫描信息对应的有车区域；

计算车辆的速度，公式如下：

V＝Wcotθ/(|t₂–t₁|)

式中，θ表示所述预定夹角，t1表示第二有车区域的扫描时间，t2表示第三有车区域的扫描时间，其中，所述第二有车区域为第一次扫描到车头的所述扫描信息对应的有车区域，对应地所述第三有车区域为第一次扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域，或者所述第二有车区域为最后一次扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域，对应地所述第三有车区域为最后一次扫描到车尾的所述扫描信息对应的有车区域；

所述第一有车区域、第二有车区域以及第三有车区域为同一辆车的有车区域。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述处理器利用车辆的所述有车区域、对应的扫描时间以及所述预定夹角计算得车辆的速度具体包括以下步骤：

建立坐标系，X轴为所述扫描方向，Y轴为竖直方向，并且所述激光测距仪的X轴坐标为0；

计算车辆的速度，公式如下：

V＝|S₃sin(n₁α)-S₄sin(m₁α)–(S₅sin(n₂α)-S₆sin(m₂α))|cosθ/(|t₄–t₃|)

式中，

S3表示第四有车区域的一个端点距离所述激光测距仪的距离，S4表示所述第四有车区域的另一个端点距离所述激光测距仪的距离，n₁α表示所述第四有车区域的一个端点与竖直方向的夹角，m₁α表示所述第四有车区域的另一个端点与竖直方向的夹角；

S5表示第五有车区域的一个端点距离所述激光测距仪的距离，S6表示所述第五有车区域的另一个端点距离所述激光测距仪的距离，n₂α表示所述第五有车区域的一个端点与竖直方向的夹角，m₂α表示所述第五有车区域的另一个端点与竖直方向的夹角；

t₄表示所述第五有车区域的扫描时间，t₃表示所述第四有车区域的扫描时间；

其中，所述第四有车区域和第五有车区域为车辆驶离所述激光测距仪的扫描区域时，所述有车区域延所述扫描方向在路面上的投影的长度发生连续变化的时间段内扫描到的两帧所述扫描信息对应的有车区域，或者所述第四有车区域和第五有车区域为车辆驶入所述激光测距仪的扫描区域时，所述有车区域延所述扫描方向在路面上的投影的长度发生连续变化的时间段内扫描到的两帧所述扫描信息对应的有车区域；

所述第四有车区域以及第五有车区域为同一辆车的有车区域。

6.一种车辆速度检测装置，其特征在于，所述装置包括激光测距仪和处理器；

所述激光测距仪以与车辆的行驶方向成预定夹角的扫描方向进行扫描，延所述扫描方向在路面上扫描一遍得到一个帧扫描信息，并将所述扫描信息传递给所述处理器；

所述处理器对接收的所述扫描信息进行处理，得到对应时刻扫描到车辆上的扫描点组成的一个或多个有车区域，对所述一个或多个有车区域进行存储，并且利用车辆的所述有车区域、对应的扫描时间以及所述预定夹角计算得对应车辆的速度；其中，所述有车区域为一条具有两个端点的曲线，并且其延所述扫描方向在路面上的投影为一条线段；

所述处理器包括车区域提取单元；

所述有车区域提取单元，用于对于每一帧所述扫描信息，将其每一扫描点的高度值与预定高度进行比较，高于所述预定高度的扫描点构成一个或多个有车域，之后利用有效点数预定值、有效长度预定值对一个或多个所述有车域的有效性进行判断，获得一个或多个车辆的有效区域，之后利用相邻区域距离预定值将相邻所述有效区域之间的间距小于所述相邻区域距离预定值的所述有效区域进行合并，得到一个或多个所述有车区域，其中每一个所述有车区域对应一辆车。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理器还包括存储单元；

所述存储单元，对于当前帧的所述扫描信息对应的有车区域，与前一帧的所述扫描信息对应的所述有车区域进行匹配，将属于同一辆车的所述有车区域进行单独存储。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理器还包括第一速度计算单元，其根据第一有车区域以及所述预定夹角计算车辆宽度，并利用车辆的宽度、第二有车区域以及第三有车区域计算车辆速度；其中，所述第一有车区域为扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域，所述第二有车区域为第一次扫描到车头的所述扫描信息对应的有车区域，所述第三有车区域为第一次扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域；或者所述第一有车区域为扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域，所述第二有车区域为最后一次扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域，所述第三有车区域为最后一次扫描到车尾的所述扫描信息对应的有车区域；

所述第一有车区域、第二有车区域以及第三有车区域为同一辆车的有车区域。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理器还包括第二速度计算单元，其根据第四有车区域和第五有车区域计算车辆的速度；其中，所述第四有车区域和第五有车区域为车辆驶离所述激光测距仪的扫描区域时，所述有车区域延所述扫描方向在路面上的投影的长度发生连续变化的时间段内扫描到的两帧所述扫描信息对应的有车区域，或者所述第四有车区域和第五有车区域为车辆驶入所述激光测距仪的扫描区域时，所述有车区域延所述扫描方向在路面上的投影的长度发生连续变化的时间段内扫描到的所述扫描信息对应的有车区域；

所述第四有车区域以及第五有车区域为同一辆车的有车区域。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述激光测距仪为旋转扫描式激光测距仪，且通过龙门架安装于路侧或道路上方。