一种基于三维激光视觉和高精度车道模型的计算机评判系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于三维激光视觉和高精度车道模型的计算机评判系统，安装在驾考车辆上，包括嵌入式车载终端、移动通讯模块、扫描仪模块和卫星定位模块，所述移动通讯模块、扫描仪模块和卫星定位模块分别与车载终端连接；所述扫描仪模块包括依次连接的三维激光扫描仪和扫描仪控制盒。本实用新型专利技术通过三维激光扫描与高精度车道模型融合计算，对行人车辆的目标进行识别和跟踪，能更精确地反映车辆周边目标对象在三维空间中的位置和速度信息，根据评判模块实现以往驾驶员实际道路考试系统中无法实现的与周边车辆行人有关的评判。

A computer evaluation system based on 3D laser vision and high precision lane model

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维激光视觉和高精度车道模型的计算机评判系统
本技术涉及一种驾驶员计算机自动考试系统，属于车载计算机视觉领域。
技术介绍
驾驶员计算机自动考试设备是一类安装在驾驶员考试中心考试车辆上的车载电子设备，用于通过卫星定位、车载传感器和计算机智能算法获得考生在考试过程中的驾驶行为的信息，自动得出考生考试成绩。现有科目三实际道路考试设备由于不具备行驶过程中对车辆周边的行人和车辆的识别功能，许多评判功能无法实现，比如当会车、超车以及正常行驶过程中与周边车辆保持安全距离、前方出现行人时是否减速慢行等。行人车辆目标识别与跟踪技术作为计算机视觉技术，在安全辅助驾驶等领域具有重要意义。在目标识别与跟踪问题的研究中，较多使用的是视频数据。由于视频数据的局限性，其展示的是二维成像平面上的数据，缺乏目标对象的深度信息，不能很好的反映目标对象在三维空间上的位置和运动过程。但现有的车载激光扫描技术在对点云数据进行分割的算法普遍存在算法复杂度过高、效率过低的问题，且现有的车载激光扫描技术不能有效获得车辆对象所在车道及车道行驶方向等重要特征信息。
技术实现思路
技术目的：针对上述技术问题，提供一种基于三维激光视觉和高精度车道模型的计算机评判系统，通过扫描仪控制盒接收三维激光扫描仪激光扫描的实时数据，与高精度卫星接收机接收卫星天线的实时数据一起输入车载终端，车载终端将接收到的三维激光扫描仪激光扫描的实时数据和高精度卫星接收机接收卫星天线的实时数据传送给处理器模块，处理器模块通过机器视觉模块识别车辆、行人，判断距离和车速，通过评判模块结合评判规则判断会车、超车、前方行人通过时的驾驶员行为是否符合规范，得出相应考试成绩，本技术能更精确地反映目标对象在三维空间中的位置和距离信息，对完全依赖激光点云的视觉方法进行改进，加入实时高精度定位数据和高精度车道模型参与计算，获得车辆所在车道等重要特征，同时降低了分割过程的算法复杂度，提高实时计算能力和实用性。技术方案：为实现上述目的，本技术采用的技术方案为：一种基于三维激光视觉和高精度车道模型的计算机评判系统，包括嵌入式车载终端、移动通讯模块、扫描仪模块和卫星定位模块，且所述移动通讯模块、扫描仪模块和卫星定位模块分别与车载终端连接；所述扫描仪模块包括依次连接的三维激光扫描仪和扫描仪控制盒。优选的：所述卫星定位模块包括依次连接的卫星天线和高精度卫星接收机。优选的：所述高精度卫星接收机为水平精度在1cm+1ppm的卫星接收机。优选的：所述三维激光扫描仪、移动通讯模块以及卫星天线安装于待驾驶车辆的顶部。优选的：所述车载终端、卫星定位模块、扫描仪控制盒以及高精度卫星接收机安装于待驾驶车辆上。进一步地：还包括处理器模块，所述处理器模块嵌入在车载终端中。优选的：所述处理器模块包括相互连接的机器视觉模块和评判模块；所述机器视觉模块用于识别车辆、行人以及判断距离和车速；所述评判模块用于根据机器视觉模块识别出的车辆、行人以及判断距离和车速结合评判规则判断会车、超车、前方行人通过时的驾驶员行为是否符合规范，得出相应考试成绩。优选的：所述机器视觉模块包括依次连接的激光点云数据构建模块、高精度定位模块、点云数据和定位数据配准模块、点云数据过滤模块、点云数据压缩模块、点云数据分割模块、点云数据聚类模块、点云对象特征检测模块、点云对象人车目标识别模块、点云对象跟踪和速度检测模块。优选的：所述评判模块包括依次连接的高精度卫星输入模块、评判规则模块、成绩输出模块。有益效果：本技术相比现有技术，具有以下有益效果：本技术通过扫描仪控制盒接收三维激光扫描仪激光扫描的实时数据，与高精度卫星接收机接收卫星天线的实时数据一起输入车载终端，车载终端将接收到的三维激光扫描仪激光扫描的实时数据和高精度卫星接收机接收卫星天线的实时数据传送给处理器模块，处理器模块通过机器视觉模块识别车辆、行人，判断距离和车速，通过评判模块结合评判规则判断会车、超车、前方行人通过时的驾驶员行为是否符合规范，得出相应考试成绩。因此通过三维激光扫描对行人车辆的目标识别和跟踪技术，能更精确地反映目标对象在三维空间中的位置和距离信息，根据判断模块实现以往驾驶员实际道路考试系统中无法实现的与周边车辆行人有关的评判。附图说明图1是本技术的结构原理图。图2是本技术的程序算法流程图。图3点云数据构建公式。图4为原始点云数据示意图。图5为点云数据与高精度车道模型统一坐标系后示意图。图6为原始图像示意图。图7为计算分割区域示意图。图8为分割结果示意图。图9点云特征计算，其中，图9a为定向包围盒与对象尺寸计算示意图，图9b为对象距离计算示意图。图10点云对象跟踪与速度检测结果示意图，其中图10(a)表示点云对象跟踪图，图10(b)表示速度检测结果示意图。图11高精度车道模型采集与构建示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本技术，应理解这些实例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围，在阅读了本技术之后，本领域技术人员对本技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1所示，一种基于三维激光视觉和高精度车道模型的计算机评判系统，安装在驾考车辆上，包括车载终端、扫描仪控制盒、卫星天线、高精度卫星接收机、安装于车顶的三维激光扫描仪和移动通讯模块，高精度卫星接收机为水平精度在1cm+1ppm的卫星接收机，本实施例的高精度卫星接收机采用RTK卫星接收机，另外，还设置有一个处理数据的处理器模块，处理器模块包括相互连接的机器视觉模块和评判模块。其中，三维激光扫描仪、扫描仪控制盒和机器视觉模块依次连接，卫星天线、高精度卫星接收机和机器视觉模块依次连接。也可以先将扫描仪控制盒、卫星天线、高精度卫星接收机与车载终端连接，而处理器模块嵌入在车载终端中。在本实施列中，将处理器模块嵌入在车载终端中，三维激光扫描仪与扫描仪控制盒连接，扫描仪控制盒、卫星天线、高精度卫星接收机与车载终端连接，而车载终端与处理器模块连接，这样通过扫描仪控制盒接收三维激光扫描仪激光扫描的实时数据，高精度卫星接收机接收卫星天线的实时数据一起输入车载终端，而车载终端将接收到的三维激光扫描仪激光扫描的实时数据和高精度卫星接收机接收卫星天线的实时数据传送给处理器模块。通过机器视觉模块识别车辆、行人，判断距离和车速，结合评判模块判断会车、超车、前方行人通过时的驾驶员行为是否符合规范，得出相应考试成绩。处理器模块通过通过移动通讯设备(移动通讯模块)实时下载高精度车道模型，而高精度车道模型为事先通过高精度卫星接收机天线测绘所得。机器视觉模块采用了三维激光点云数据和高精度车道模型数据以及高精度卫星接收机实时数据融合解算的方式，实时接收激光点云数据和高精度定位和航向数据；高精度车道模型事先通过高精度卫星接收机测绘获得保存在服务端，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三维激光视觉和高精度车道模型的计算机评判系统，其特征在于：包括嵌入式车载终端、移动通讯模块、扫描仪模块和卫星定位模块，所述移动通讯模块、扫描仪模块和卫星定位模块分别与车载终端连接；所述扫描仪模块包括依次连接的三维激光扫描仪和扫描仪控制盒。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于三维激光视觉和高精度车道模型的计算机评判系统，其特征在于：包括嵌入式车载终端、移动通讯模块、扫描仪模块和卫星定位模块，所述移动通讯模块、扫描仪模块和卫星定位模块分别与车载终端连接；所述扫描仪模块包括依次连接的三维激光扫描仪和扫描仪控制盒。


2.根据权利要求1所述的基于三维激光视觉和高精度车道模型的计算机评判系统，其特征在于：所述卫星定位模块包括依次连接的卫星天线和高精度卫星接收机。


3.根据权利要求2所述的基于三维激光视觉和高精度车道模型的计算机评判系统，其特征在于：所述高精度卫星接收机为水平...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海青，
申请(专利权)人：多伦科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32