CN111981996A - 一种基于激光雷达的测量车辆轴距的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆外观测量技术领域，尤其涉及一种基于激光雷达的测量车辆轴距的装置及方法。所述装置安装在停车位中间的地面上；所述装置包括一个与停车位长边平行的轨道，在该轨道上设置有可同时滑动的激光雷达和位移传感器，所述激光雷达和位移传感器可升降的或可折叠的安装在可沿轨道滑行的滑块上；所述激光雷达的测试方向与轨道垂直。所述装置结构简单，制造方便，不需要安装在立柱、顶棚或卷帘门等外设结构上，不会对停车位四周造成阻碍；设有隐藏结构，能够将整个装置隐藏在地面以下，不会对车辆、用户和停车机器人造成妨碍；通过勾股定理计算轴距，不要求停车位于必须与停车位平行，精度高，误差小。

Description

一种基于激光雷达的测量车辆轴距的装置及方法

技术领域

本发明涉及车辆外观测量技术领域，尤其涉及一种基于激光雷达的测量车辆轴距的装置及方法。

背景技术

停车厅是大型无人智能停车场的车辆取放间，用于驾驶人员进行汽车车辆自动取放、停车机器人进行汽车车辆自动取放和汽车车辆外观信息自动测量，是驾驶人员与智能停车场之间的车辆交接间和车辆外观信息自动测量间。

现有的停车厅一般具有立柱、顶棚、卷帘门等外设结构，在这些外设结构上安装激光雷达测距装置、摄像头测距装置等测量装置对车辆外观进行测量。但是，对于使用智能停车场的用户来说，将存车和取车过程越简单越好。现有带有外设结构的停车厅，要求用户具有熟练的倒车入库、倒车转弯等技巧，这些会使驾驶技术不熟练的用户望而却步。如果将这些外设结构都去掉，那么用户能够更容易的将车辆正确停在停车位上，但是，没有立柱、顶棚、卷帘门等外设结构，也无法按照常规安装激光雷达测距装置、摄像头测距装置等测量装置，以及对车辆的外观进行测量。

停车机器人搬运车辆时，需要准确的知道车辆的轴距，即前后轮中心点之间的距离。因为对于常规款型的轿车而言，车长、车宽等数据变化不大，且对采用侧插入方式用叉齿将轮胎抬离地面的停车机器人来说，对能够顺利搬运车辆的影响不大。因为需要通过叉齿夹住轮胎，并施加挤压力，利用摩擦力将轮胎抬离地面，因此前后轮之间的距离，就非常重要。如果不能确定车辆轴距，那么停车机器人可能就无法顺利搬运车辆。

发明内容

鉴于现有技术中存在上述技术问题，本发明的目的在于设计一种基于激光雷达的不需要安装在立柱、顶棚、卷帘门等外设结构上的，适用于开放式停车位的，测量车辆轴距的方法和装置。

本发明采用的技术方案如下所述：

本发明提供一种基于激光雷达的测量车辆轴距的装置，所述装置安装在停车位中间的地面上；所述装置包括一个与停车位长边平行的轨道，在该轨道上设置有可同时滑动的激光雷达和位移传感器，所述激光雷达可升降的或可折叠的安装在可沿轨道滑行的滑块上；所述激光雷达的测试方向与轨道垂直。

上述基于激光雷达的测量车辆轴距的装置中，包括一个与停车位长边平行的轨道，该轨道必须足够长，保证车辆停车后，安装在轨道上的激光雷达能够从车的前轮扫描到后轮。所述激光雷达的测试方向与轨道垂直，则激光雷达可以测试出在与轨道垂直的方向上，车辆一侧与激光雷达高度相同的轮胎的与轨道的距离。根据轮胎的形状特点，可以取从刚刚扫描到轮胎的位置到刚好不能扫描到轮胎的位置的中心的位置为轮胎中心点在与激光雷达高度相同的水平面上的投影位置，又因为前轮和后轮大小相同，则两个轮胎的中心点分别在与激光雷达高度相同的水平面上的投影位置之间的距离即为轴距在轨道的投影距离。因为激光雷达测试方向与轨道垂直，则激光雷达在两个轮胎中心点在于激光雷达高度相同的水平面上的投影位置测出的距离是相互平行，且与轨道相垂直的。这样激光雷达在该两个位置测出的距离、及轴距在轨道上的投影距离和轴距围成一个直角梯形，在已知三条直角边长时，根据勾股定理即可计算出最后一条斜边的边长，即轴距的长度。

本发明还提供适用于上述基于激光雷达的测量车辆轴距装置的一种基于激光雷达的测量车辆轴距的方法，所述方法包括：

S1：升起或打开激光雷达和位移传感器，使激光雷达突出于地面，并将滑块滑行到轨道的一端，记为位移的零点；

S2：启动激光雷达和位移传感器，并驱动滑块带动激光雷达和位移传感器滑行，记录时间、激光雷达测出的距离和位移数据；

S3：获取激光雷达的两个刚好检测到轮胎时的位移s₁、s₃和两个刚好检测不到轮胎时的位移s₂、s₄，以刚好检测不到轮胎时的位移与相邻较小的刚好检测到轮胎时的位移相加并求平均值，得到两个轮胎的中心点在激光雷达所在水平面上的投影位置对应的位移S₁和S₂，计算公式如下所示：

S₁＝(s₁+s₂)/2，S2＝(s₃+s₄)；

S4：取两个轮胎的中心点在激光雷达所在水平面上的投影位置对应的位移之差的绝对值，即为两个轮胎的轴距在轨道的投影距离l，计算公式如下所示：

l＝|S₁-S₂|；

S5：取位移S₁和S₂对应的距离x₁和x₂根据下述公式计算的得出两个轮胎的轴距L：

本发明具有如下有益效果：

1、所述装置结构简单，制造方便，不需要安装在立柱、顶棚或卷帘门等外设结构上，不会对停车位四周造成阻碍；

2、设有隐藏结构，能够将整个装置隐藏在地面以下，不会对车辆、用户和停车机器人造成妨碍；

3、通过勾股定理计算轴距，不要求停车位于必须与停车位平行，精度高，误差小。

附图说明

图1为本发明基于激光雷达的测量车辆轴距的装置的结构示意图；

图2是本发明基于激光雷达的测量车辆轴距的方法原理示意图；

其中，1为激光雷达，2为位于传感器，3为滑块，4为导轨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例涉及一种基于激光雷达的测量车辆轴距的装置，如图1所示，所述装置安装在停车位中间的地面上；所述装置包括一个与停车位长边平行的轨道4，在该轨道上设置有可同时滑动的激光雷达1和位移传感器2，所述激光雷达1可升降的安装在可沿轨道滑行的滑块3上；所述激光雷达1的测试方向与轨道4垂直。

使用本实施例中的基于激光雷达的测量车辆轴距装置测量车辆轴距的方法，如图2所示，所述方法包括：

S1：升起或打开激光雷达和位移传感器，使激光雷达突出于地面，并将滑块滑行到轨道的一端，记为位移的零点；

S2：启动激光雷达和位移传感器，并驱动滑块带动激光雷达和位移传感器滑行，记录时间、激光雷达测出的距离和位移数据；

S3：获取激光雷达的两个刚好检测到轮胎时的位移s₁、s₃和两个刚好检测不到轮胎时的位移s₂、s₄，以刚好检测不到轮胎时的位移与相邻较小的刚好检测到轮胎时的位移相加并求平均值，得到两个轮胎的中心点在激光雷达所在水平面上的投影位置对应的位移S₁和S₂，计算公式如下所示：

S₁＝(s₁+s₂)/2，S2＝(s₃+s₄)；

S4：取两个轮胎的中心点在激光雷达所在水平面上的投影位置对应的位移之差的绝对值，即为两个轮胎的轴距在轨道的投影距离l，计算公式如下所示：

l＝|S₁-S₂|；

S5：取位移S₁和S₂对应的距离x₁和x₂根据下述公式计算的得出两个轮胎的轴距L：

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于激光雷达的测量车辆轴距的装置，其特征在于，所述装置安装在停车位中间的地面上；所述装置包括一个与停车位长边平行的轨道，在该轨道上设置有可同时滑动的激光雷达和位移传感器，所述激光雷达可升降的或可折叠的安装在可沿轨道滑行的滑块上；所述激光雷达的测试方向与轨道垂直。

2.一种如权利要求1所述的基于激光雷达的测量车辆轴距装置的使用方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：升起或打开激光雷达和位移传感器，使激光雷达突出于地面，并将滑块滑行到轨道的一端，记为位移的零点；

S2：启动激光雷达和位移传感器，并驱动滑块带动激光雷达和位移传感器滑行，记录时间、激光雷达测出的距离和位移数据；

S3：获取激光雷达的两个刚好检测到轮胎时的位移s₁、s₃和两个刚好检测不到轮胎时的位移s₂、s₄，以刚好检测不到轮胎时的位移与相邻较小的刚好检测到轮胎时的位移相加并求平均值，得到两个轮胎的中心点在激光雷达所在水平面上的投影位置对应的位移S₁和S₂，计算公式如下所示：

S₁＝(s₁+s₂)/2，S2＝(s₃+s₄)；

S4：取两个轮胎的中心点在激光雷达所在水平面上的投影位置对应的位移之差的绝对值，即为两个轮胎的轴距在轨道的投影距离l，计算公式如下所示：

l＝|S₁-S₂|；

S5：取位移S₁和S₂对应的距离x₁和x₂根据下述公式计算的得出两个轮胎的轴距L：

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