CN113739713A - 测量车辆轴距的方法和测量车辆轴距的系统 - Google Patents

测量车辆轴距的方法和测量车辆轴距的系统 Download PDF

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CN113739713A CN202010482275.9A CN202010482275A CN113739713A CN 113739713 A CN113739713 A CN 113739713A CN 202010482275 A CN202010482275 A CN 202010482275A CN 113739713 A CN113739713 A CN 113739713A
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Abstract

提供一种测量车辆轴距的方法和测量车辆轴距的系统。测量车辆轴距的方法包括如下步骤：被测车辆在第一方向上驶入测量区域；位于车辆一侧的激光源的发射器向车辆的近侧部发射激光；控制激光源旋转，使得激光源的发射器发出的激光在与第一方向相反的第二方向上扫描车辆的近侧部，并形成平行于第二方向的扫描线，扫描线穿过车辆的车轮；基于激光源的接收器接收的反射激光获得一组点云数据；根据点云数据中表示反射激光强度的强度数据，确定前车轮上的至少一个前测量点、以及后车轮上的与至少一个前测量点分别对应的至少一个后测量点；分别计算至少一个前测量点和至少一个后测量点之间的至少一个距离；以及取至少一个距离的平均值，得到车辆的前车轮和后车轮之间的轴距。

Description

测量车辆轴距的方法和测量车辆轴距的系统
技术领域
本公开的实施例涉及一种测量车辆轴距的方法，特别是涉及一种适用于测量车辆的前后轴的轴距的方法、以及测量车辆轴距的系统。
背景技术
汽车轮廓尺寸测量技术是利用各种检测设备，在对汽车不拆解的情况下确定其技术状况或工作能力进行的检查和测量。对于小轿车来说，在车辆正常状态下，需要获取前后两个车轮之间的距离，即轴距测量。
目前，人工轴距测量的方法是，使用钢卷尺、角度尺及标杆等进行手工测量。该方法劳动强度大、测量时间长并易出现人为误差。
随着电子技术的发展，已研发了应用电子、光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化检测技术，用于车辆轴距测量。例如，在一种基于光电开关的轿车轴距测量方法中，轴距测量设备分别移动经过车辆同一侧的相邻两车轮的两个点，并垂直于车轮的平面发射光束，利用反射的光束，计算前后两个上升沿或下降沿之间的时间差，结合轴距测量设备的移动速度，进而计算出小车的轴距。该方法需要测量静态车辆目标，并且需要移动轴距测量设备，系统复杂度较高。
发明内容
本公开的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
根据本公开的一个方面的实施例，提供一种测量车辆轴距的方法，包括如下步骤：
被测车辆在第一方向上驶入测量区域；
位于所述车辆一侧的激光源的发射器向所述车辆的近侧部发射激光；
控制所述激光源旋转，使得激光源的发射器发出的激光在与所述第一方向相反的第二方向上扫描所述车辆的近侧部，并形成平行于所述第二方向的扫描线，所述扫描线穿过所述车辆的车轮；
基于所述激光源的接收器接收的反射激光获得一组点云数据；
根据所述点云数据中表示反射激光强度的强度数据，确定前车轮上的至少一个前测量点、以及后车轮上的与所述至少一个前测量点分别对应的至少一个后测量点；
分别计算所述至少一个前测量点和至少一个后测量点之间的至少一个距离；以及
取至少一个距离的平均值，得到车辆的前车轮和后车轮之间的轴距。
根据本公开的一种实施例，根据所述至少一个前测量点中的第一前测量点和第二前测量点、以及所述至少一个后测量点中的第一后测量点和第二后测量点得到所述轴距。
根据本公开的一种实施例，在一个扫描周期内，根据所述接收器接收的激光强度的阶跃变化确定所述第一前测量点、第二前测量点、第一后测量点和第二后测量点。
根据本公开的一种实施例，在一个扫描周期内，将所述接收器接收的激光强度发生第一次阶跃变弱的反射点确定为第一前测量点；在所述第二方向上位于所述第一前测量点下游的第一预定区域，将所述接收器接收的激光强度发生阶跃变强的反射点确定为第二前测量点；在第二前测量点之后，将所述接收器接收的激光强度发生第二次阶跃变弱的反射点确定为第一后测量点；在所述第二方向上位于所述第一后测量点下游的第二预定区域，将所述接收器接收的激光强度发生第二次阶跃变强的反射点确定为第二后测量点。
根据本公开的一种实施例，所述第一预定区域为在所述第二方向上距离所述第一前测量点大于0.7Dr且小于1.5Dr的区域，所述第二预定区域为在所述第二方向上距离所述第一后测量点大于0.7Dr且小于1.5Dr的区域，其中Dr为前车轮2或者后车轮3的直径。
根据本公开的一种实施例，如果所述接收器接收的激光强度从 0.8luxhr-1.2luxhr变化到0.8luxtr-1.2luxtr，则确定为发生阶跃变弱，其中luxhr为接收器从金属壳体接收的激光强度的参考值，luxtr为接收器从车轮的轮胎接收的激光强度的参考值；如果所述接收器接收的激光强度从 0.8luxtr-1.2luxtr变化到0.8luxhr-1.2luxhr，则确定为发生阶跃变强。
根据本公开的一种实施例，在所述点云数据中，如果基于某个干扰反射激光计算的该激光的反射点至接收器之间的垂直距离Dd、与所述接收器至所述近侧部的垂直距离的参考值Ddr之差大于车轮的宽度参考值Wr，则滤除与所述干扰反射激光相关的数据。
根据本公开的一种实施例，根据所述点云数据中与所述第一前测量点、第二前测量点、第一后测量点和第二后测量点相关的距离和角度数据，确定所述第一前测量点和第一后测量点之间的距离、以及第二前测量点和第二后测量点之间的距离。
根据本公开的一种实施例，利用辅助激光源获得从发射器向第一前测量点发射激光至由接收器从第二后测量点接受反射的激光期间车辆在第一方向上行走的修正距离；取至少一个距离Ln的平均值，得到车辆的前车轮和后车轮之间的轴距L的步骤包括如下步骤：取至少一个距离Ln的平均值，并取所述平均值与所述修正距离的和，以得到车辆的前车轮和后车轮之间的轴距L。
根据本公开的一种实施例，在所述第一方向上，所述辅助激光源安装在所述测量区域的下游，使得所述辅助激光源发射的激光照射到所述车辆的前部。
根据本公开的一种实施例，所述激光源为单线激光雷达。
根据本公开的另一个方面的实施例，提供一种测量车辆轴距的系统，包括：
测量区域，被测车辆在第一方向上驶入所述测量区域；
激光源，包括发射器和接收器，所述发射器适用于向所述车辆的近侧部发射激光；
控制器，适用于控制所述激光源旋转，使得发射器发出的激光在与所述第一方向相反的第二方向上扫描所述车辆的近侧部，并形成平行于所述第二方向的扫描线，所述扫描线穿过所述车辆的车轮；
处理器，适用于基于所述激光源的接收器接收的反射激光获得一组点云数据；
判断模块，适用于根据所述点云数据中表示反射激光强度的强度数据，确定前车轮上的至少一个前测量点、以及后车轮上的与所述至少一个前测量点分别对应的至少一个后测量点；以及
计算模块，适用于分别计算所述至少一个前测量点和至少一个后测量点之间的至少一个距离、并取至少一个距离的平均值，以得到车辆的前车轮和后车轮之间的轴距。
根据本公开的一种实施例，所述计算模块进一步适用于根据所述至少一个前测量点中的第一前测量点和第二前测量点、以及所述至少一个后测量点中的第一后测量点和第二后测量点得到所述轴距。
根据本公开的一种实施例，所述判断模块进一步适用于在一个扫描周期内，根据所述接收器接收的激光强度的阶跃变化确定所述第一前测量点、第二前测量点、第一后测量点和第二后测量点。
根据本公开的一种实施例，所述判断模块进一步适用于，在个扫描周期内，将所述接收器接收的激光强度发生第一次阶跃变弱的反射点确定为第一前测量点；在所述第二方向上位于所述第一前测量点下游的第一预定区域，将所述接收器接收的激光强度发生阶跃变强的反射点确定为第二前测量点；在第二前测量点之后，将所述接收器接收的激光强度发生第二次阶跃变弱的反射点确定为第一后测量点；在所述第二方向上位于所述第一后测量点下游的第二预定区域，将所述接收器接收的激光强度发生第二次阶跃变强的反射点确定为第二后测量点。
根据本公开的一种实施例，所述第一预定区域为在所述第二方向上距离所述第一前测量点大于0.7Dr且小于1.5Dr的区域，所述第二预定区域为在所述第二方向上距离所述第一后测量点大于0.7Dr且小于1.5Dr的区域，其中Dr为前车轮2或者后车轮3的直径。
根据本公开的一种实施例，所述判断模块进一步适用于，如果所述接收器接收的激光强度从0.8luxhr-1.2luxhr变化到0.8luxtr-1.2luxtr，则确定为发生阶跃变弱，其中luxhr为接收器从金属壳体接收的激光强度的参考值，luxtr为接收器从车轮的轮胎接收的激光强度的参考值；如果所述接收器接收的激光强度从0.8luxtr-1.2luxtr变化到0.8luxhr-1.2luxhr，则确定为发生阶跃变强。
根据本公开的一种实施例，在所述点云数据中，如果基于某个干扰反射激光计算的该激光的反射点至接收器之间的垂直距离Dd、与所述接收器至所述近侧部的垂直距离的参考值Ddr之差大于车轮的宽度参考值Wr，所述处理器滤除与所述干扰反射激光相关的数据。
根据本公开的一种实施例，所述计算模块进一步适用于根据所述点云数据中与所述第一前测量点、第二前测量点、第一后测量点和第二后测量点相关的距离和角度数据，确定所述第一前测量点和第一后测量点之间的距离、以及第二前测量点和第二后测量点之间的距离。
根据本公开的一种实施例，测量车辆轴距的系统还包括辅助激光源，所述辅助激光源适用于获得从发射器向第一前测量点发射激光至由接收器从第二后测量点接受发射的激光期间车辆在第一方向上行走的修正距离；所述计算模块适用于取至少一个距离Ln的平均值，并取所述平均值与所述修正距离的和，以得到车辆的前车轮和后车轮之间的轴距L。
根据本公开的一种实施例，在所述第一方向上，所述辅助激光源安装在所述测量区域的下游，使得所述辅助激光源发射的激光照射到所述车辆的前部。
根据本公开的一种实施例，所述激光源为单线激光雷达。
附图说明
图1示出了本公开的一种示例性实施例的测量车辆轴距的系统的简易示意图；
图2示出了本公开的一种示例性实施例的测量车辆轴距的系统的测量原理示意图；
图3示出了本公开的一种示例性实施例在车轮上确定扫描点的简易示意图；
图4示出了本公开的一种示例性实施例基于车辆的速度修正轴距的原理示意图；以及
图5示出了本公开的一种示例性实施例的测量车辆轴距的方法的方框图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，并且以车辆的行进方向为基础，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
根据本公开的一种总体上的发明构思，提供一种测量车辆轴距的方法，包括如下步骤：被测车辆在第一方向上驶入测量区域；位于所述车辆一侧的激光源的发射器向所述车辆的近侧部发射激光；控制所述激光源旋转，使得激光源的发射器发出的激光在与所述第一方向相反的第二方向上扫描所述车辆的近侧部，并形成平行于所述第二方向的扫描线，所述扫描线穿过所述车辆的车轮；基于所述激光源的接收器接收的反射激光获得一组点云数据；根据所述点云数据中表示反射激光强度的强度数据，确定前车轮上的至少一个前测量点、以及后车轮上的与所述至少一个前测量点分别对应的至少一个后测量点；分别计算所述至少一个前测量点和至少一个后测量点之间的至少一个距离；以及取至少一个距离的平均值，得到车辆的前车轮和后车轮之间的轴距。
根据本公开的另一种总体上的发明构思，提供一种测量车辆轴距的系统，包括：测量区域，被测车辆在第一方向上驶入所述测量区域；激光源，包括发射器和接收器，所述发射器适用于向所述车辆的近侧部发射激光；控制器，适用于控制所述激光源旋转，使得发射器发出的激光在与所述第一方向相反的第二方向上扫描所述车辆的近侧部，并形成平行于所述第二方向的扫描线，所述扫描线穿过所述车辆的车轮；处理器，适用于基于所述激光源的接收器接收的反射激光获得一组点云数据；判断模块，适用于根据所述点云数据中表示反射激光强度的强度数据，确定前车轮上的至少一个前测量点、以及后车轮上的与所述至少一个前测量点分别对应的至少一个后测量点；以及计算模块，适用于分别计算所述至少一个前测量点和至少一个后测量点之间的至少一个距离、并取至少一个距离的平均值，以得到车辆的前车轮和后车轮之间的轴距。
图1示出了本公开的一种示例性实施例的测量车辆轴距的系统的简易示意图；图2示出了本公开的一种示例性实施例的测量车辆轴距的系统的测量原理示意图；图5示出了本公开的一种示例性实施例的测量车辆轴距的方法的方框图。
激光源一般包括适用于向目标发射单线激光的发射器、和适用接收从所述目标反射的激光的接收器。激光源可通过探测所发射的激光的回波信号来直接获取目标的距离、角度、反射强度、速度等信息，生成目标多维度图像。例如，单线激光雷达可以通过测量激光发射信号和激光回波信号的往返时间来计算单线激光雷达与目标之间的距离。单线激光雷达可以在电机驱动下按一定周期转动，以实现针对二维平面的扫描检测。
一般地，如图1、2和5所示，车辆10具有壳体1和前车轮2和后车轮3，并在行进方向F1上驶入检测区域20。激光源4为单线激光雷达，并设置在车辆10的行进方向F1的一侧。通过设定激光源3的高度，例如，距离地面的高度为大约350毫米，使得激光源的发射器41发射的激光的照射高度大致等于车轮2的半径。但是，由于不同的车辆的车轮具有不同的直径，例如小轿车的车轮的直径为600-800毫米，激光可能照射在高度区域30内，并偏离车辆10的前后车轴的中心之间的连线303。该高度区域30由上部界限301和下部界限302限定，其中上部界限距离地面为大约400毫米，下部界限距离地面大约为300毫米。在实际扫描过程中，激光源3的发射器41的激光5照射到车辆10的靠近激光源4的近侧部(即车辆10面对激光源4的侧部)上，并在与所述第一方向F1相反的第二方向F2上扫描所述车辆10的近侧部，从而形成平行于水平面的激光扫描线 304。激光源4的接收器42接收从被照射的车辆10反射的激光。
根据本公开的一种示例性实施例，如图1、2和5所示，提供一种利用测量车辆轴距的方法，包括如下步骤：被测车辆10在第一方向F1上驶入测量区域；位于所述车辆10一侧的激光源4的发射器41向所述车辆10 的近侧部发射激光5；控制所述激光源4旋转，使得发射器41发出的激光 5在与所述第一方向F1相反的第二方向F2上扫描所述车辆10的近侧部，并形成平行于所述第二方向的扫描线，所述扫描线穿过所述车辆的前车轮 2和后车轮3；基于所述激光源4的接收器42接收的反射激光获得一组点云数据；根据所述点云数据中表示反射激光强度的强度数据，确定前车轮 2上的至少一个前测量点Pfn、以及后车轮3上的与所述至少一个前测量点Pfn分别对应的至少一个后测量点Prn；分别计算所述至少一个前测量点Pfn和至少一个后测量点Prn之间的至少一个距离Ln；以及取至少一个距离Ln的平均值，得到车辆10的前车轮2和后车轮3之间的轴距L。
在本公开的实施例中，与所述至少一个前测量点Pfn分别对应的至少一个后测量点Prn，是指当将前车轮2和后车轮3面对面地叠置在一起时，至少一个前测量点Pfn和至少一个后测量点Prn分别对齐。这样，前车轮 2和后车轮3上的两个彼此对应的两个测量点之间的距离大致等于前车轮 2和后车轮3之间轴距L。考虑到由于各种原因导致的测量误差，取至少一个距离Ln的平均值，得到车辆10的前车轮2和后车轮3之间的轴距L。这样，可以得到更精确的轴距L。在一种示例性实施例中，每组点云数据包括有关某个测量点相对于激光源的距离、角度、反射强度、速度等信息。
在一种示例性实施例中，根据所述至少一个前测量点Pfn中的第一前测量点Pf1和第二前测量点Pf2、以及所述至少一个后测量点Prn中的第一后测量点Pr1和第二后测量点Pr2得到所述轴距。
本领域的技术人员理解，激光5对车辆10的近侧面的壳体1的材质 (例如金属)和车轮的轮胎材质(例如橡胶)在反射强度方面存在差别性，使得接收器42从壳体1和车轮的轮胎所接收的反射激光的强度明显不同，并且激光5照射到车辆10的近侧部的壳体1上的反射激光的强度明显大于激光5照射到车轮2和3的轮胎上的反射激光的强度。因此，当激光5从壳体1过渡到车轮2或3的轮胎的过程中，接收器42所接收的激光的强度将发生阶跃变弱；而当激光5从车轮2或3的轮胎过渡到壳体1的过程中，接收器42所接收的激光的强度将发生阶跃变强。在一种示例性实施例中，如图2所示，在一个扫描周期内，根据所述接收器42接收的激光强度的阶跃变化确定所述第一前测量点Pf1、第二前测量点Pf2、第一后测量点Pr1和第二后测量点Pr2。
图3示出了本公开的一种示例性实施例在车轮上确定扫描点的简易示意图。
在一种示例性实施例中，如图1-3所示，在一个扫描周期内，发射器 41发射的激光在第二方向F2上从左至右扫描车辆10的近侧部，激光首先照射近侧部的金属材料制成的壳体1，将所述接收器42接收的激光5的强度发生第一次阶跃变弱的反射点(或者照射点)确定为第一前测量点Pf1，该第一前测量点为激光第一次照射到前车轮2的轮胎时的部位，即前车轮 2的轮胎22的前边缘。
进一步地，第一前测量点Pf1之后，在所述第二方向上位于所述第一前测量点Pf1下游的第一预定区域40，将所述接收器42接收的激光强度发生阶跃变强的反射点确定为第二前测量点Pf2。在一种示例性实施例中，所述第一预定区域为在所述第二方向上距离所述第一前测量点大于0.7Dr且小于1.5Dr的区域，其中Dr为前车辆2或者后车轮3的参考直径，例如 Dr为700毫米。该第二前测量点Pf2为激光离开前车轮2的轮胎时的部位，即前车轮2的轮胎22的后边缘。
参见图3，以前车轮2为例，车轮2包括轮毂21和安装在轮毂21上的轮胎22，在激光照射第一前测量点Pf1之后，将照射轮毂21、轮胎22 和壳体1，在激光从前车轮2的前部轮胎(图3中轮胎22的左侧部分)至轮毂21、以及从轮毂21至后部轮胎(图3中轮胎22的右侧部分)的过程中，接收器42所接收的激光的强度也将发生阶跃变化。可以理解，后车轮3与前车轮2具有相同的结构和扫描区域，在此不再赘述。
参见图3，第一前测量点Pf1之后，在所述第二方向上位于所述第一前测量点Pf1下游的第一预定区域40，将所述接收器42接收的激光强度发生阶跃变强的反射点确定为第二前测量点Pf2。这样，可以确保第一前测量点Pf2位于前车轮2的后部轮胎和壳体1之间的第一预定区域40内，从而排除了激光照射前车轮2的轮毂21对反射激光强度的变化产生的影响。可以理解，第一预定区域40由与第一前测量点Pf1之间的水平距离为0.7Dr的左侧界限401、和与第一前测量点Pf1之间的水平距离为1.2Dr的右侧界限402限定。
进一步地，参见图1-3，在第二前测量点Pf2之后，将所述接收器42 接收的激光强度发生第二次阶跃变弱的反射点确定为第一后测量点Pr1。该第一后测量点Pr1为激光第一次照射到后车轮3的轮胎时的部位，即后车轮2的轮胎的前边缘。
进一步地，参见图1-3，在所述第二方向F2上位于所述第一后测量点 Pr1下游的第二预定区域，将所述接收器42接收的激光强度发生第二次阶跃变强的反射点确定为第二后测量点Pr2。在一种示例性实施例中，所述第二预定区域为在所述第二方向F2上距离所述第一后测量点Pf1大于 0.7Dr且小于1.5Dr的区域。也就是说，第二预定区域是后车轮3上与第一预定区域40对应的区域，并在第二方向F2上具有相同的范围。这样，可以确保第二后测量点Pr2位于后车轮3的后部轮胎和壳体1之间的水平区域内，从而排除了激光照射后车轮3的轮毂对反射激光强度的变化产生的影响。该第二后测量点Pr2为激光离开后车轮3的轮胎时的部位，即后车轮3的轮胎的后边缘。
在一种示例性实施例中，参见图1-3，如果所述接收器42接收的激光强度从0.8luxhr-1.2luxhr变化到0.8luxtr-1.2luxtr，则确定为发生阶跃变弱，其中luxhr为接收器42从由金属制成的壳体1接收的激光强度的参考值，luxtr为接收器从前车轮2或后车轮3的、由橡胶材料制成的轮胎接收的激光强度的参考值。如果所述接收器42接收的激光强度从0.8luxtr-1.2luxtr变化到 0.8luxhr-1.2luxhr，则确定为发生阶跃变强。本领域的技术人员能够理解，在激光源至照射点的距离大致相同的情况下，luxhr明显大于0.8luxtr。
因此，在激光源4的发射器41的激光照射车辆10的过程中，从车辆 10的前部向后部，如果激光源4的接收器42所接收的反射激光的强度第一次明显变小，则说明激光照射的部位从壳体1转换到前车轮2，并将反射激光的强度第一次明显变弱的照射点作为第一前测量点Pf1，例如前车轮2的轮胎22的最前缘。在第一前测量点Pf1，根据接收器42所接收的反射激光的性质可以确定第一前测量点Pf1距离激光源4的第一距离D1、以及第一前测量点Pf1和激光源4之间的连线与平行于第一方向F1的水平线P之间的第一角度θ1。
类似地，在确定了第二前测量点Pf2的情况下，根据接收器42所接收的反射激光的性质可以确定第二前测量点Pf2距离激光源4的第二距离 D2、以及第二前测量点Pf2和激光源4之间的连线与水平线P之间的第二角度θ2；在确定了第一后量点Pr1的情况下，根据接收器42所接收的反射激光的性质可以确定第一后测量点Pr1距离激光源4的第三距离D3、以及第一后测量点Pr1和激光源4之间的连线与水平线P之间的第三角度θ3；在确定了第二前后量点Pr2的情况下，根据接收器42所接收的反射激光的性质可以确定第二后量点Pr2距离激光源4的第四距离D4、以及第二后量点Pr2和激光源4之间的连线与水平线P之间的第四角度θ4。
在一种示例性实施例中，根据所述点云数据中与所述第一前测量点 Pf1、第二前测量点Pf2、第一后测量点Pr1和第二后测量点Pr2相关的距离和角度数据，确定所述第一前测量点和第一后测量点之间的距离L1、以及第二前测量点和第二后测量点之间的距离L2。
可以理解，第一测量点与第三测量点之间的距离L1为前车轮2和后车轮3在行进方向上的对应点之间的距离，例如，前车轮2和后车轮3的轮胎最前缘之间的距离；类似地，第二测量点与第四测量点之间的距离L2 为前车轮2和后车轮3在行进方向上的对应点之间的距离，例如，前车轮 2和后车轮3的轮胎最后缘之间的距离。
因此，
Figure BDA0002515329850000121
Figure BDA0002515329850000122
最后，车辆10的前车轮2和后车轮3之间的轴距：L＝(L1+L2)/2。
图4示出了本公开的一种示例性实施例基于车辆的速度修正轴距的原理示意图。
参见图3和4，在车辆10的壳体1和前车轮2或者后车轮3之间具有间隙33。在激光5照射到该间隙33所在区域的情况下，激光5将穿过该间隙33并进一步照射到车辆10的远离激光源4的远侧部的车轮上，再反射到接收部42。这样，基于穿过间隙33的激光计算的距离将比基于直接照射到近侧部的车轮上的激光计算的距离大，由此将降低最终确定的轴距的准确性。针对于此，在本公开的一种示例性实施例中，在所述点云数据中，如果基于某个反射激光计算的该激光的反射点至接收器42之间的垂直距离Dd、与所述接收器42至所述近侧部的垂直距离的参考值Ddr之差大于车轮的宽度参考值Wr，则滤除与所述激光相关的数据。这样，将增加最终确定的轴距L的准确性。
在一种示例性实施例中，参见图1、3和4，利用辅助激光源7获得从发射器41向第一前测量点Pf1发射激光至由接收器42从第二后测量点Pr2 接受反射的激光期间车辆在第一方向F1上行走的修正距离。取至少一个距离Ln的平均值，得到车辆的前车轮2和后车轮3之间的轴距L的步骤包括如下步骤：取至少一个距离Ln的平均值，并取所述平均值与所述修正距离的和，以得到车辆的前车轮2和后车轮3之间的轴距L。进一步地，在所述第一方向(车辆的行进方向)F1上，所述辅助激光源7安装在所述测量区域20的下游，使得所述辅助激光源7发射的激光照射到所述车辆 10的前部。
根据本公开的另一方面的示例性实施例，如图1、2和5所示，提供一种利用上述实施例所述的测量车辆轴距的方法测量车辆轴距的系统，包括：测量区域20、激光源4、控制器、处理器、判断模块和计算模块。被测车辆在第一方向F1上驶入所述测量区域20；激光源4包括发射器41 和接收器42，所述发射器41适用于向所述车辆10的近侧部发射激光；控制器适用于控制所述激光源4旋转，使得发射器41发出的激光5在与所述第一方向F1相反的第二方向F2上扫描所述车辆10的近侧部，并形成平行于所述第二方向的扫描线，所述扫描线穿过所述车辆10的前车轮2 和后车轮3；处理器适用于基于所述激光源4的接收器42接收的反射激光获得一组点云数据；判断模块适用于根据所述点云数据中表示反射激光强度的强度数据，确定前车轮2上的至少一个前测量点Pfn、以及后车轮3 上的与所述至少一个前测量点Pfn分别对应的至少一个后测量点Prn；计算模块，适用于分别计算所述至少一个前测量点Pfn和至少一个后测量点 Prn之间的至少一个距离Ln、并取至少一个距离Ln的平均值，以得到车辆的前车轮2和后车轮3之间的轴距L。
在一种示例性实施例中，如图1、2和5所示，所述计算模块进一步适用于根据所述至少一个前测量点Pfn中的第一前测量点Pf1和第二前测量点Pf2、以及所述至少一个后测量点Prn中的第一后测量点Pr1和第二后测量点Pr2得到所述轴距。
激光5对车辆10的近侧面的壳体1的材质(例如金属)和车轮的轮胎材质(例如橡胶)在反射强度方面存在差别性，使得接收器42从壳体1 和车轮的轮胎所接收的反射激光的强度明显不同，并且激光5照射到车辆 10的近侧部的壳体1上的反射激光的强度明显大于激光5照射到车轮2 和3的轮胎上的反射激光的强度。在一种示例性实施例中，所述判断模块进一步适用于在一个扫描周期内，根据所述接收器42接收的激光强度的阶跃变化确定第一前测量点Pf1、第二前测量点Pf2、第一后测量点Pr1和第二后测量点Pr2。
在一种示例性实施例中，如图1-5所示，所述判断模块进一步适用于，在一个扫描周期内，将所述接收器42接收的激光强度发生第一次阶跃变弱的反射点确定为第一前测量点Pf1，该第一前测量点为激光第一次照射到前车轮2的轮胎时的部位，即前车轮2的轮胎22的前边缘；在所述第二方向上位于所述第一前测量点Pf1下游的第一预定区域40，将所述接收器42接收的激光强度发生阶跃变强的反射点确定为第二前测量点Pf2，该第二前测量点Pf2为激光离开前车轮2的轮胎时的部位，即前车轮2的轮胎22的后边缘；在第二前测量点Pf2之后，将所述接收器42接收的激光强度发生第二次阶跃变弱的反射点确定为第一后测量点Pr1，该第一后测量点为激光第一次照射到后车轮3的轮胎时的部位，即后车轮3的轮胎的前边缘；在所述第二方向上位于所述第一后测量点Pr1下游的第二预定区域，将所述接收器42接收的激光强度发生第二次阶跃变强的反射点确定为第二后测量点Pr2。该第二后测量点Pr2为激光离开后车轮3的轮胎时的部位，即后车轮3的轮胎的后边缘。第二预定区域是后车轮3上与第一预定区域40对应的区域，并在第二方向F2上具有相同的范围。这样，可以确保第一后测量点Pf2和第二后测量点Pr2分别位于前车轮2和后车轮 3的后部轮胎和壳体1之间的水平区域内，从而排除了激光照射前车轮2 和后车轮3的轮毂对反射激光强度的变化产生的影响。
在一种示例性实施例中，如图1-5所示，所述第一预定区域为在所述第二方向上距离所述第一前测量点大于0.7Dr且小于1.5Dr的区域，所述第二预定区域为在所述第二方向上距离所述第一后测量点大于0.7Dr且小于 1.5Dr的区域，其中Dr为前车轮2或者后车轮3的直径。
在一种示例性实施例中，如图1-5所示，所述判断模块进一步适用于，如果所述接收器42接收的激光强度从0.8luxhr-1.2luxhr变化到 0.8luxtr-1.2luxtr，则确定为发生阶跃变弱，其中luxhr为接收器42从由金属制成的壳体1接收的激光强度的参考值，luxtr为接收器从前车轮2或后车轮3的、由橡胶材料制成的轮胎接收的激光强度的参考值。如果所述接收器42接收的激光强度从0.8luxtr-1.2luxtr变化到0.8luxhr-1.2luxhr，则确定为发生阶跃变强。本领域的技术人员能够理解，在激光源至照射点的距离大致相同的情况下，luxhr明显大于0.8luxtr。
因此，在激光源4的发射器41的激光照射车辆10的过程中，从车辆 10的前部向后部，如果激光源4的接收器42所接收的反射激光的强度第一次明显变小，则说明激光照射的部位从壳体1转换到前车轮2，并将反射激光的强度第一次明显变弱的照射点作为第一前测量点Pf1，例如前车轮2的轮胎22的最前缘。在第一前测量点Pf1，根据接收器42所接收的反射激光的性质可以确定第一前测量点Pf1距离激光源4的第一距离D1、以及第一前测量点Pf1和激光源4之间的连线与平行于第一方向F1的水平线P之间的第一角度θ1。
类似地，在确定了第二前测量点Pf2的情况下，根据接收器42所接收的反射激光的性质可以确定第二前测量点Pf2距离激光源4的第二距离 D2、以及第二前测量点Pf2和激光源4之间的连线与水平线P之间的第二角度θ2；在确定了第一后量点Pr1的情况下，根据接收器42所接收的反射激光的性质可以确定第一后测量点Pr1距离激光源4的第三距离D3、以及第一后测量点Pr1和激光源4之间的连线与水平线P之间的第三角度θ3；在确定了第二前后量点Pr2的情况下，根据接收器42所接收的反射激光的性质可以确定第二后量点Pr2距离激光源4的第四距离D4、以及第二后量点Pr2和激光源4之间的连线与水平线P之间的第四角度θ4。
在一种示例性实施例中，根据所述点云数据中与所述第一前测量点 Pf1、第二前测量点Pf2、第一后测量点Pr1和第二后测量点Pr2相关的距离和角度数据，确定所述第一前测量点和第一后测量点之间的距离L1、以及第二前测量点和第二后测量点之间的距离L2。
可以理解，第一测量点与第三测量点之间的距离L1为前车轮2和后车轮3在行进方向上的对应点之间的距离，例如，前车轮2和后车轮3的轮胎最前缘之间的距离；类似地，第二测量点与第四测量点之间的距离L2 为前车轮2和后车轮3在行进方向上的对应点之间的距离，例如，前车轮 2和后车轮3的轮胎最后缘之间的距离。
因此，
Figure BDA0002515329850000151
Figure BDA0002515329850000161
最后，车辆10的前车轮2和后车轮3之间的轴距：L＝(L1+L2)/2。
在一种示例性实施例中，如图1、3和4所示，在所述点云数据中，如果基于某个干扰反射激光计算的该激光的反射点至接收器42之间的垂直距离Dd、与所述接收器至所述近侧部的垂直距离的参考值Ddr之差大于车轮的宽度参考值Wr，所述处理器滤除与所述干扰反射激光相关的数据。这样，将增加最终确定的轴距L的准确性。
在一种示例性实施例中，参见图1、3和4，测量车辆轴距的系统还包括辅助激光源7，所述辅助激光源7适用于获得从发射器41向第一前测量点Pf1发射激光至由接收器42从第二后测量点Pr2接受反射的激光期间车辆在第一方向F1上行走的修正距离。所述计算模块适用于取至少一个距离Ln的平均值，并取所述平均值与所述修正距离的和，以得到车辆的前车轮2和后车轮3之间的轴距L。进一步地，在所述第一方向(车辆的行进方向)F1上，所述辅助激光源7安装在所述测量区域20的下游，使得所述辅助激光源7发射的激光照射到所述车辆10的前部。
根据本公开上述实施例的测量车辆轴距的方法和测量车辆轴距的相同，利用单线激光雷达，实现运动小车轴距的自动测量；在测量过程中，不受设备使用环境的影响，充分利用现场的条件实现小车轴距测量。
本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
虽然结合附图对本公开进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本公开优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本公开的一种限制。虽然本公开发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本公开的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (22)

1.一种测量车辆轴距的方法，包括如下步骤：
被测车辆(10)在第一方向(F1)上驶入测量区域(20)；
位于所述车辆一侧的激光源(4)的发射器(41)向所述车辆的近侧部发射激光(5)；
控制所述激光源旋转，使得激光源的发射器发出的激光在与所述第一方向相反的第二方向(F2)上扫描所述车辆的近侧部，并形成平行于所述第二方向的扫描线，所述扫描线穿过所述车辆的车轮；
基于所述激光源的接收器(42)接收的反射激光获得一组点云数据；
根据所述点云数据中表示反射激光强度的强度数据，确定前车轮上的至少一个前测量点(Pfn)、以及后车轮上的与所述至少一个前测量点分别对应的至少一个后测量点(Pm)；
分别计算所述至少一个前测量点和至少一个后测量点之间的至少一个距离(Ln)；以及
取至少一个距离(Ln)的平均值，得到车辆的前车轮和后车轮之间的轴距(L)。
2.根据权利要求1所述的测量车辆轴距的方法，其中，根据所述至少一个前测量点(Pfn)中的第一前测量点(Pf1)和第二前测量点(Pf2)、以及所述至少一个后测量点(Prn)中的第一后测量点(Pr1)和第二后测量点(Pr2)得到所述轴距。
3.根据权利要求2所述的测量车辆轴距的方法，其中，在一个扫描周期内，根据所述接收器接收的激光强度的阶跃变化确定所述第一前测量点、第二前测量点、第一后测量点和第二后测量点。
4.根据权利要求3所述的测量车辆轴距的方法，其中，在一个扫描周期内，
将所述接收器接收的激光强度发生第一次阶跃变弱的反射点确定为第一前测量点；
在所述第二方向上位于所述第一前测量点下游的第一预定区域，将所述接收器接收的激光强度发生阶跃变强的反射点确定为第二前测量点；
在第二前测量点之后，将所述接收器接收的激光强度发生第二次阶跃变弱的反射点确定为第一后测量点；
在所述第二方向上位于所述第一后测量点下游的第二预定区域，将所述接收器接收的激光强度发生第二次阶跃变强的反射点确定为第二后测量点。
5.根据权利要求4所述的测量车辆轴距的方法，其中，所述第一预定区域为在所述第二方向上距离所述第一前测量点大于0.7Dr且小于1.5Dr的区域，所述第二预定区域为在所述第二方向上距离所述第一后测量点大于0.7Dr且小于1.5Dr的区域，
其中Dr为前车轮2或者后车轮3的直径。
6.根据权利要求3-5中的任一项所述的测量车辆轴距的方法，其中，
如果所述接收器接收的激光强度从0.8luxhr-1.2luxhr变化到0.8luxtr-1.2luxtr，则确定为发生阶跃变弱，其中luxhr为接收器从金属壳体接收的激光强度的参考值，luxtr为接收器从车轮的轮胎接收的激光强度的参考值；
如果所述接收器接收的激光强度从0.8luxtr-1.2luxtr变化到0.8luxhr-1.2luxhr，则确定为发生阶跃变强。
7.根据权利要求3-6中的任一项所述的测量车辆轴距的方法，其中，
在所述点云数据中，如果基于某个干扰反射激光计算的该激光的反射点至接收器之间的垂直距离Dd、与所述接收器至所述近侧部的垂直距离的参考值Ddr之差大于车轮的宽度参考值Wr，则滤除与所述干扰反射激光相关的数据。
8.根据权利要求2-7中的任一项所述的测量车辆轴距的方法，其中，
根据所述点云数据中与所述第一前测量点、第二前测量点、第一后测量点和第二后测量点相关的距离和角度数据，确定所述第一前测量点和第一后测量点之间的距离、以及第二前测量点和第二后测量点之间的距离。
9.根据权利要求2-8中的任一项所述的测量车辆轴距的方法，其中，利用辅助激光源(7)获得从发射器向第一前测量点发射激光至由接收器从第二后测量点接受反射的激光期间车辆在第一方向上行走的修正距离；
取至少一个距离Ln的平均值，得到车辆的前车轮和后车轮之间的轴距L的步骤包括如下步骤：
取至少一个距离Ln的平均值，并取所述平均值与所述修正距离的和，以得到车辆的前车轮和后车轮之间的轴距L。
10.根据权利要求8所述的测量车辆轴距的方法，其中，在所述第一方向上，所述辅助激光源安装在所述测量区域的下游，使得所述辅助激光源发射的激光照射到所述车辆的前部。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的测量车辆轴距的方法，其中，所述激光源为单线激光雷达。
12.一种测量车辆轴距的系统，包括：
测量区域(20)，被测车辆在第一方向上驶入所述测量区域；
激光源(4)，包括发射器(41)和接收器(42)，所述发射器适用于向所述车辆的近侧部发射激光；
控制器，适用于控制所述激光源旋转，使得发射器发出的激光在与所述第一方向相反的第二方向上扫描所述车辆的近侧部，并形成平行于所述第二方向的扫描线，所述扫描线穿过所述车辆的车轮；
处理器，适用于基于所述激光源的接收器接收的反射激光获得一组点云数据；
判断模块，适用于根据所述点云数据中表示反射激光强度的强度数据，确定前车轮上的至少一个前测量点(Pfn)、以及后车轮上的与所述至少一个前测量点分别对应的至少一个后测量点(Prn)；以及
计算模块，适用于分别计算所述至少一个前测量点和至少一个后测量点之间的至少一个距离(Ln)、并取至少一个距离(Ln)的平均值，以得到车辆的前车轮和后车轮之间的轴距(L)。
13.根据权利要求12所述的测量车辆轴距的系统，其中，所述计算模块进一步适用于根据所述至少一个前测量点(Pfn)中的第一前测量点(Pf1)和第二前测量点(Pf2)、以及所述至少一个后测量点(Prn)中的第一后测量点(Pr1)和第二后测量点(Pr2)得到所述轴距。
14.根据权利要求13所述的测量车辆轴距的系统，其中，所述判断模块进一步适用于在一个扫描周期内，根据所述接收器接收的激光强度的阶跃变化确定所述第一前测量点、第二前测量点、第一后测量点和第二后测量点。
15.根据权利要求14所述的测量车辆轴距的系统，其中，所述判断模块进一步适用于，在一个扫描周期内，
将所述接收器接收的激光强度发生第一次阶跃变弱的反射点确定为第一前测量点；
在所述第二方向上位于所述第一前测量点下游的第一预定区域，将所述接收器接收的激光强度发生阶跃变强的反射点确定为第二前测量点；
在第二前测量点之后，将所述接收器接收的激光强度发生第二次阶跃变弱的反射点确定为第一后测量点；
在所述第二方向上位于所述第一后测量点下游的第二预定区域，将所述接收器接收的激光强度发生第二次阶跃变强的反射点确定为第二后测量点。
16.根据权利要求15所述的测量车辆轴距的系统，其中，所述第一预定区域为在所述第二方向上距离所述第一前测量点大于0.7Dr且小于1.5Dr的区域，所述第二预定区域为在所述第二方向上距离所述第一后测量点大于0.7Dr且小于1.5Dr的区域，
其中Dr为前车轮2或者后车轮3的直径。
17.根据权利要求14-16中的任一项所述的测量车辆轴距的系统，其中，
所述判断模块进一步适用于，如果所述接收器接收的激光强度从0.8luxhr-1.2luxhr变化到0.8luxtr-1.2luxtr，则确定为发生阶跃变弱，其中luxhr为接收器从金属壳体接收的激光强度的参考值，luxtr为接收器从车轮的轮胎接收的激光强度的参考值；
如果所述接收器接收的激光强度从0.8luxtr-1.2luxtr变化到0.8luxhr-1.2luxhr，则确定为发生阶跃变强。
18.根据权利要求14-17中的任一项所述的测量车辆轴距的系统，其中，
在所述点云数据中，如果基于某个干扰反射激光计算的该激光的反射点至接收器之间的垂直距离Dd、与所述接收器至所述近侧部的垂直距离的参考值Ddr之差大于车轮的宽度参考值Wr，所述处理器滤除与所述干扰反射激光相关的数据。
19.根据权利要求13-18中的任一项所述的测量车辆轴距的系统，其中，
所述计算模块进一步适用于根据所述点云数据中与所述第一前测量点、第二前测量点、第一后测量点和第二后测量点相关的距离和角度数据，确定所述第一前测量点和第一后测量点之间的距离、以及第二前测量点和第二后测量点之间的距离。
20.根据权利要求13-19中的任一项所述的测量车辆轴距的系统，还包括辅助激光源(7)，所述辅助激光源(7)适用于获得从发射器向第一前测量点发射激光至由接收器从第二后测量点接受发射的激光期间车辆在第一方向上行走的修正距离；
所述计算模块适用于取至少一个距离Ln的平均值，并取所述平均值与所述修正距离的和，以得到车辆的前车轮和后车轮之间的轴距L。
21.根据权利要求20所述的测量车辆轴距的方法，其中，在所述第一方向上，所述辅助激光源安装在所述测量区域的下游，使得所述辅助激光源发射的激光照射到所述车辆的前部。
22.根据权利要求12-21中的任一项所述的测量车辆轴距的系统，其中，所述激光源为单线激光雷达。
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