一种基于激光点云数据及GDI的车辆侧、俯视图绘制方法技术

一种基于激光点云数据及GDI的车辆侧、俯视图绘制方法，包括以下步骤：1)在左、右激光雷达对车辆进行外廓尺寸检测的时间段内，获取绘制车辆侧视图和俯视图所需点云坐标数据；2)通过光电开关组计算车辆行驶的平均速度

A method of drawing side and top view of vehicle based on laser point cloud data and GDI

A drawing method of vehicle side and top view based on laser point cloud data and GDI includes the following steps: 1) obtain the point cloud coordinate data needed for drawing vehicle side view and top view during the time period when the left and right lidar detects the vehicle's outline size; 2) calculate the average speed of vehicle driving through the optical electric switch group

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光点云数据及GDI的车辆侧、俯视图绘制方法
本专利技术属于车辆侧、俯视图绘制领域，具体是一种基于激光点云数据及Windows图形设备接口(GDI)的侧、俯视图绘制方法。
技术介绍
目前市场上大部分基于激光雷达的车辆外廓尺寸自动测量系统在显示检测结果时仅能显示检测得到的数值结果，而无法显示被检测车辆的侧、俯视图。少数能显示被检车辆侧、俯视图的自动测量系统，也仅只能绘制被检车辆的大致轮廓形状，这些视图仍然无法让检测人员及被检车辆车主更直观、更快速的了解检测结果。因此实现一种显示效果好、清晰度高，能直观的反应检测结果的车辆侧、俯视图绘制方法十分必要。当前涉及基于激光点云数据的车辆侧、俯视图绘制方法中，与本方案较为接近的包括：专利技术专利(申请号：201210515203.5，名称：基于激光雷达的车型自动识别装置及其识别方法)通过激光雷达及其他辅助设备对车辆的轮廓进行扫描并重建；王寒凝(基于激光测距的车型识别分类系统[D].天津大学,2012)激光测距传感器以固定频率采集车辆顶部高度数据并结合雷达测速传感器采集到的速度数据由计算机进行数据处理，重绘出车辆的侧视轮廓；朱英龙(车辆轮廓尺寸测量系统研究[D].2016)由左右两个测距仪采集宽度切面，在进行轮廓绘制之前查找同一宽度切面的数据，对重合的数据进行剔除拼接，待数据处理完成后，结合前测距仪数据得到相邻宽度切片之间的距离，完成对车辆轮廓的绘制；张文会,关强,孙凤英(公路运输车辆装载几何尺寸超限辨识[J].东北林业大学学报,2009,37(4):108-111)应用激光扫描测距传感器实现非接触式测量,并利用合成算法，完成车辆轮廓的合成；这些方法主要存在如下问题：(1)只能绘制被检车辆的大致轮廓形状，无法显示车辆的外廓细节。(2)未在车辆侧、俯视图上绘制边界标线，无法观察车辆超限的位置，难以为车辆及时整改提供帮助。综上所述，当前已有的这些涉及基于激光点云数据的车辆侧、俯视图绘制方案，并非是绝大多数车辆检测机构的最佳选择。
技术实现思路
为克服现有技术上的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于激光点云数据及GDI的车辆侧、俯视图绘制方法，测绘的车辆侧、俯视图可更直观、清晰的展示车辆外廓形状及边界标线，若车辆外廓尺寸未能达到国家标准要求，检测人员和车主可据此找出车辆的超限位置。为了解决上述技术问题本专利技术的技术方案如下：一种基于激光点云数据及GDI的车辆侧、俯视图绘制方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：当车辆进入检测区域后，收集激光雷达收集到的点云数据，并对点云数据进行初步过滤处理；过程如下：步骤1.1：获得每一时刻左激光雷达扫描得到的点云数据L＝{(xi,yi)|i＝0,1,...,k-1}与右激光雷达扫描得到的点云数据R＝{(xi,yi)|i＝0,1,...,k-1}，k为当前帧点云数据中的点数，左、右激光雷达扫描得到的点云数据帧中坐标点数目一致；步骤1.2：剔除L、R中满足yi＞h1的坐标点，其中，h1表示L、R中坐标点Y轴方向坐标值的阈值上限；步骤1.3：合并坐标系后，剔除L、R中满足xi＜l1或xi＞l2的坐标点，其中，l1表示L、R中坐标点X轴方向坐标值的阈值下限，l2表示L、R中坐标点X轴方向坐标值的阈值上限；步骤2：过滤噪声点云坐标点，遍历所有经过步骤1初步过滤的点云坐标，计算每个点云坐标点与前后n1个坐标点的平均坐标值的距离di，若di＞d1,则判定该坐标点为噪声点云坐标点，将其从点云数据中剔除；步骤3：提取绘制车辆侧视图所需点云数据及绘制车辆俯视图所需点云数据；过程如下：步骤3.1：计算车辆行驶中轴线X轴坐标值，找出L中X轴坐标值最小点，记其X轴坐标值为xLmin；找出R中X轴坐标值最大点，记其X轴坐标值为xRmax，则车辆行驶中轴线的X轴坐标值xmid的计算公式为：xmid＝(xLmin+xRmax)/2(1)步骤3.2：提取绘制车辆侧视图所需点云数据；剔除L、R中满足xi＞l3的坐标点，l3的计算公式为：l3＝xmid-Δl(2)l3为提取绘制车辆侧视图所需点云数据时X轴坐标阈值，Δl根据不同车辆类型设定不同的值；步骤3.3：提取绘制车辆俯视图所需点云数据；剔除L、R中满足xi＞xRmax的坐标点，并剔除L、R中满足xi＜xLmin；步骤4：通过光电开关组计算被检车辆行驶的平均速度v，并依据激光雷达的扫描频率f及平均速度计算每帧点云数据中坐标点的Z轴方向坐标值；过程如下：步骤4.1：光电开关组包含4对光电开关，相邻光电开关对间距离为L，光电开关组第1对光电开关收到被遮挡信号时，判断为检测开始时刻，记为t1,各侧车辆前后轮依次通过各侧光电开关组检测区域，任一侧前轮遮挡第2个光电开关对的时刻记为t2，同理存在时刻t3、t4，后轮遮挡第1个光电开关对的时刻记为t5，同理存在时刻t6、t7、t8，则计算出被检车辆的平均速度v为：激光雷达传感器扫描周期为则相邻第i帧点云数据的Z坐标值的计算公式为：步骤5：将步骤4中生成的三维点云数据转换为不同视图需要的二维坐标点数据；过程如下：步骤5.1：将步骤4得到的所有三维点云数据坐标的X轴坐标值作为绘制车辆俯视图所需坐标点的Y轴坐标值，Z轴坐标值作为绘制车辆俯视图所需坐标点的X轴坐标值，通过这一转换即得到了绘制车辆俯视图所需的所有二维坐标点数据；步骤5.2：将步骤4得到的所有三维点云数据坐标的Y轴坐标值作为绘制车辆左视图所需坐标点的Y轴坐标值，Z轴坐标值作为绘制车辆左视图所需坐标点的X轴坐标值，通过这一转换即得到了绘制车辆左视图所需的所有二维坐标点数据；步骤6：使用Windows图形设备接口GDI分别读取步骤5得到的绘制不同视图需要的二维坐标点数据，使用GDI中的库函数绘制车辆的侧、俯视图。进一步，所述方法还包括：步骤7：绘制边界标线；过程如下：步骤7.1：绘制车辆侧视图边界标线；找出被检车辆侧视图所需点云数据第一帧及最后一帧点云数据在侧视图中的X轴坐标值，运用GDI库函数在侧视图上绘制X轴坐标值为此二值的垂线；找出侧视图所需点云数据中高度方向坐标值最大点，运用GDI库函数在侧视图上绘制通过该点的水平直线；步骤7.2：绘制车辆俯视图边界标线；找出被检车辆俯视图所需点云数据宽度方向坐标值最大及最小点，运用GDI库函数在俯视图上绘制通过该两点的水平直线。本专利技术的有益效果表现在：(1)可更直观、清晰的展示车辆外廓形状，检测人员及被检车辆车主能够更直观、更快速的了解检测结果；(2)若车辆外廓尺寸未能达到国家标准要求，车主可根据本专利技术测绘的车辆侧、俯视图及边界标线寻找车辆的超限位置，并及时整改。附图说明图1为设备安装示意图。图中：1-左激光雷达，2-右激光雷达，3-光电开关组。具体实施方式下面结合实施例来详细阐述本专利技术。参照图1，一种基于激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光点云数据及GDI的车辆侧、俯视图绘制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤1：当车辆进入检测区域后，收集激光雷达收集到的点云数据，并对点云数据进行初步过滤处理；过程如下：/n步骤1.1：获得每一时刻左激光雷达扫描得到的点云数据L＝{(x

【技术特征摘要】
1.一种基于激光点云数据及GDI的车辆侧、俯视图绘制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：当车辆进入检测区域后，收集激光雷达收集到的点云数据，并对点云数据进行初步过滤处理；过程如下：
步骤1.1：获得每一时刻左激光雷达扫描得到的点云数据L＝{(xi,yi)|i＝0,1,...,k-1}与右激光雷达扫描得到的点云数据R＝{(xi,yi)|i＝0,1,...,k-1}，k为当前帧点云数据中的点数，左、右激光雷达扫描得到的点云数据帧中坐标点数目一致；
步骤1.2：剔除L、R中满足yi＞h1的坐标点，其中，h1表示L、R中坐标点Y轴方向坐标值的阈值上限；
步骤1.3：合并坐标系后，剔除L、R中满足xi＜l1或xi＞l2的坐标点，其中，l1表示L、R中坐标点X轴方向坐标值的阈值下限，l2表示L、R中坐标点X轴方向坐标值的阈值上限；
步骤2：过滤噪声点云坐标点，遍历所有经过步骤1初步过滤的点云坐标，计算每个点云坐标点与前后n1个坐标点的平均坐标值的距离di，若di＞d1,则判定该坐标点为噪声点云坐标点，将其从点云数据中剔除；
步骤3：提取绘制车辆侧视图所需点云数据及绘制车辆俯视图所需点云数据；过程如下：
步骤3.1：计算车辆行驶中轴线X轴坐标值，找出L中X轴坐标值最小点，记其X轴坐标值为xLmin；找出R中X轴坐标值最大点，记其X轴坐标值为xRmax，则车辆行驶中轴线的X轴坐标值xmid的计算公式为：
xmid＝(xLmin+xRmax)/2(1)
步骤3.2：提取绘制车辆侧视图所需点云数据；剔除L、R中满足xi＞l3的坐标点，l3的计算公式为：
l3＝xmid-Δl(2)
l3为提取绘制车辆侧视图所需点云数据时X轴坐标阈值，Δl根据不同车辆类型设定不同的值；
步骤3.3：提取绘制车辆俯视图所需点云数据；剔除L、R中满足xi＞xRmax的坐标点，并剔除L、R中满足xi＜xLmin；
步骤4：通过光电开关组计算被检车辆行驶的平均速度并依据激光雷达的扫描频率f及平均速度计算每帧点云数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓东，王孖豪，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33