【技术实现步骤摘要】
一种运动车辆的速度和外廓尺寸测量系统
本专利技术属于车辆检测
，特别是涉及一种运动车辆的速度和外廓尺寸测量系统。
技术介绍
随着高速公路逐渐取消收费站，研究更易安装更高精度的车辆三维测量装置已愈发重要。现阶段，对车辆进行扫描来获取三维信息的方法大致分为两类：第一种是直接测量，分别对车辆的三维进行三个方向上的扫描，这种方法精度最高，但对场地要求较高，并且不宜安装；第二种是间接测量，一般采用一个或两个扫描仪器获取宽度和高度信息，以及一个测速装置类获取速度信息，然后用速度与扫描时间的乘积来推算车辆的长度，从而得到车辆的外廓信息。目前，采用的多是第二种方法，然而为了获取车辆的速度信息，不可避免的需要测速装置来获取速度信息，这样既增加了道路设备安装成本，也不利于安装。中国专利申请CN1605033A提出了一种基于检测车辆最大或最小纵向位置移动的距离和时间来推算出车辆速度的方法。此方法在车头和车尾边缘等具有显著纵向位置检测，因此可用的数据量十分有限。中国专利申请CN108132025A提出了一种基于车头位置相邻不等长的两条扫描线来确定路程差并推算出时间。此方法采集的数据需位于车辆边角等位置，因此数据量同样有限。这两种方法的潜在要求是车头车尾形状近似矩形，而市场上大多数车辆车头车尾都带有一定弧度，特别是车头，因此计算误差较大。同时这两种方法采集数据两种方法都采用的是固定安装激光雷达进行信息采集，然而单个固定检测装置扫描采集时光线总是倾斜射出的，这对于带有弧度的车身曲线来说，会产生测量死角和误差。
【技术保护点】
1.一种运动车辆的速度和外廓尺寸测量装置，其特征在于，包括：/n架体竖直方向立柱、架体水平斜向横梁、步进电机、微处理器、检测器；/n所述架体竖直方向立柱支撑立于道路边缘，所述架体水平斜向横梁与所述架体竖直方向立柱呈直角连接，所述架体水平斜向横梁与与道路边缘线的夹角为α；所述检测器安装于所述架体水平斜向横梁下；所述步进电机安装于所述架体水平斜向横梁下；所述微处理器分别与所述的步进电机、检测器通过有线方式依次连接，所述微处理器位于架体竖直方向立柱上；/n所述架体水平斜向横梁用于所述检测器来回移动的承载体，横梁的长度为车道宽度；/n所述步进电机根据所述微处理器的控制信号，用于驱动所述检测器在架体水平斜向横梁上进行来回移动；/n所述步进电机可正向驱动和反向驱动，用于驱动检测器往返移动；/n所述检测器实时测量所述检测器至地面或车辆表面的竖直距离；所述检测器的移动范围为所述架体水平斜向横梁的长度；所述检测器由所述架体水平斜向横梁靠近所述架体竖直方向立柱的端点移动到远离所述架体竖直方向立柱的端点，或远离所述架体竖直方向立柱的端点移动到靠近所述架体竖直方向立柱的端点为一次扫描，每次扫描的数据为一组数据...
【技术特征摘要】
1.一种运动车辆的速度和外廓尺寸测量装置，其特征在于，包括：
架体竖直方向立柱、架体水平斜向横梁、步进电机、微处理器、检测器；
所述架体竖直方向立柱支撑立于道路边缘，所述架体水平斜向横梁与所述架体竖直方向立柱呈直角连接，所述架体水平斜向横梁与与道路边缘线的夹角为α；所述检测器安装于所述架体水平斜向横梁下；所述步进电机安装于所述架体水平斜向横梁下；所述微处理器分别与所述的步进电机、检测器通过有线方式依次连接，所述微处理器位于架体竖直方向立柱上；
所述架体水平斜向横梁用于所述检测器来回移动的承载体，横梁的长度为车道宽度；
所述步进电机根据所述微处理器的控制信号，用于驱动所述检测器在架体水平斜向横梁上进行来回移动；
所述步进电机可正向驱动和反向驱动，用于驱动检测器往返移动；
所述检测器实时测量所述检测器至地面或车辆表面的竖直距离；所述检测器的移动范围为所述架体水平斜向横梁的长度；所述检测器由所述架体水平斜向横梁靠近所述架体竖直方向立柱的端点移动到远离所述架体竖直方向立柱的端点，或远离所述架体竖直方向立柱的端点移动到靠近所述架体竖直方向立柱的端点为一次扫描，每次扫描的数据为一组数据。
2.一种根据权利要求1所述的运动车辆的速度和外廓尺寸测量装置进行运动车辆的速度和外廓尺寸方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：以架体水平斜向横梁的左极限在地面上的投影为中心建立空间坐标系，X轴轴向为道路两侧连线方向，Y轴轴向为道路沿线方向，Z轴轴向为架体竖直方向立柱的竖直方向；
步骤2：所述检测器初始位置位于所述架体水平斜向横梁靠近架体竖直方向立柱的端点，所述检测器在所述架体水平斜向横梁匀速往返移动，微处理器通过所述检测器实时采集竖直距离，根据竖直距离构建竖直距离数组，计算所述检测器实时位置，根据所述检测器实时位置进一步构建空间时间数组，通过空间时间数组定义检测点；
步骤3：根据竖直距离计算车辆高度；
步骤4：根据空间时间数组分别搜索车辆宽度右侧边缘点最大值、车辆宽度左侧边缘点最小值，通过车辆宽度右侧边缘点最大值、车辆宽度左侧边缘点最小值计算车辆宽度；
步骤5：根据车辆宽度右侧边缘点最大值、车辆宽度左侧边缘点最小值计算车辆对称平面，在空间坐标系中根据车辆对称平面分别构建左侧X轴检测点对称集合、右侧X轴检测点对称集合，根据左侧X轴检测点对称集合、右侧X轴检测点对称集合计算X轴检测点距离，根据X轴检测点距离计算车辆速度，根据空间时间数组分别搜索车辆长度后侧边缘点最大值、车辆长度前侧边缘点最小值，通过车辆长度后侧边缘点最大值、车辆长度前侧边缘点最小值分别对应的时刻计算车辆扫描时长，根据车辆速度以及车辆扫描时长计算车辆长度。
3.根据权利要求2所述的运动车辆的速度和外廓尺寸测量方法，其特征在于：步骤2中所述竖直距离数组为：
hm，n，m∈[1，M]，n∈[1，N]
其中，hm，n表示第m个采样周期内第n个采集时刻的竖直距离，M为采样周期的数量，N为每个采样周期内采集的竖直距离的数量，每个采样周期的时长定义为T；
所述采样周期T定义为：所述检测器在所述架体水平斜向横梁上由靠近所述架体竖直方向立柱的一端匀速运动至远离所述架体竖直方向立柱的一端的时长或者由远离所述架体竖直方向立柱的一端匀速运动至靠近所述架体竖直方向立柱的一端的时长；
步骤2中所述竖直距离数组为：
第m个采样周期内第n个采集的竖直距离数组，定义如下：
(hm，n，tm，n)，m∈[1，M]，n∈[1，N]
其中，tm，n表示第m个采样周期内第n个采集时刻，通过所述微处理器进行计时，M为采样周期的数量，N为每个采样周期内采集的竖直距离的数量；
步骤2计算所述检测器实时位置为：
所述检测器实时位置为所述检测器位于所述架体水平斜向横梁的位置，具体计算如下：
m∈[1，M]，n∈[1，N]
其中，lm，n表示第m个采样周期内第n个采集时刻的检测器实时位置，L表示所述架体水平斜向横梁的长度，tm，n表示第m个采样周期内第n个采集时刻，T表示每个采样周期的时长，M为采样周期的数量，N为每个采样周期内采集的竖直距离的数量；
步骤2所述空间时间数组为：
(xm，n，ym，n，hm，n，tm，n)
xm，n＝lm，nsinα
ym，n＝lm，ncosα
m∈[1，M]，n∈[1，N]
其中，α表示所述架体水平斜向横梁与道路边缘线的夹角，xm，n表示所述检测器在第m个采样周期内第n个采集时刻的空间坐标系中X轴坐标，ym，n表示所述检测器在第m个采样周期内第n个采集时刻的空间坐标系中Y轴坐标，hm，n表示第m个采样周期内第n个采集时刻的竖直距离即，即所述检测器在第m个采样周期内第n个采集时刻的空间坐标系中Z轴坐标，tm，n表示第m个采样周期内第n个采集时刻，M为采样周期的数量，N为每个采样周期内采集的竖直距离的数量；
步骤2所述通过空间时间数组定义检测点为：将(xm，n，ym，n，hm，n，tm，n)定义为所述检测器在第m个采样周期内第n个采集时刻的检测点。
4.根据权利要求2所述的运动车辆的速度和外廓尺寸测量方法，其特征在于：步骤3所述根据竖直距离计算车辆高度为：
在hm，n，m∈[1，M]，n∈[1，N]中，找出最小竖直距离为找出最大竖直距离为
所述车...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺宜，曹博，陈韬，高嵩，陶妍，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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