一种运动车辆测距方法技术

本发明专利技术涉及视觉识别测距技术领域，一种运动车辆测距方法，包括如下步骤，将激光雷达安装在车辆运动方向的上方，激光雷达实时发射激光束扫描，扫描车辆起始位置作为标准参考位置；在车辆运动一段距离后，激光雷达扫描当前时刻车辆轮廓，对标准参考位置轮廓数据做滤波处理；计算车辆当前位置与标准参考位置之间的距离，同时预测车辆当前位置与标准参考位置之间的距离，并判断计算距离与预测距离是否超过阈值，基于阈值选择该次测量结果。在车辆运动距离测量完毕后，基于测量距离和实时扫描轮廓逐步将车辆轮廓复原。该测距方法车辆运动状态下测量精度高，扫描环境条件宽容度高。扫描环境条件宽容度高。扫描环境条件宽容度高。

【技术实现步骤摘要】
一种运动车辆测距方法


[0001]本专利技术涉及视觉识别测距
，特别是一种运动车辆测距方法。

技术介绍

[0002]目前运动车辆测速技术主要有基于激光测距雷达、激光测速雷达两种实时测量方法。测距雷达是通过对被测物体发射激光光束，并接收该激光光束的反射波，记录该时间差，来确定被测物体与测试点的距离。激光测速雷达是对物体移动速度的测量，通过对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，从而得到该被测物体的移动速度。再基于时间与实时速度计算得到运动车辆的实时距离。
[0003]不足1：车辆运动状态下测量精度不高，无法实时稳定获取车辆当前位置。由于应用场景限制激光雷达无法安装于车辆行驶的正前方，导致激光雷达扫描所得车辆轮廓实时变化且随着与激光雷达的距离变化而变化，因此由激光雷达扫描返回的车辆距离并不可靠。
[0004]不足2：对激光雷达成像质量要求高，抗干扰性差。激光雷达在距离车辆目标距离较远时车辆实时扫描成像质量不稳定，偶尔出现噪点较多，扫描目标轮廓失真的情况。以往常用方法无法很好处理这种激光雷达成像不佳的情况，应用时普遍需要采用昂贵的高精度雷达、限定在良好的扫描环境条件。
[0005]不足3：玻璃具有透光性质性，激光雷达扫描车头挡风玻璃部分会缺失。因此激光雷达扫描得到缺失的车辆轮廓，仅凭缺失的车辆轮廓判断车辆当前位置距离并不可靠准确。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术提供一种运动车辆测距方法，该测距方法车辆运动状态下测量精度高，扫描环境条件宽容度高，并可准确复原车辆轮廓。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种运动车辆测距方法，包括如下步骤，
[0009]步骤1、将激光雷达安装在车辆运动方向的上方，激光雷达实时发射激光束扫描，扫描车辆起始位置作为标准参考位置；
[0010]步骤2、在车辆运动一段距离后，激光雷达扫描当前时刻车辆轮廓，对标准参考位置轮廓数据做滤波处理；
[0011]步骤3、计算车辆当前位置与标准参考位置之间的距离，预测车辆当前位置与标准参考位置之间的距离，并判断计算距离与预测距离是否超过阈值，
[0012]当计算距离与预测距离超过阈值时，采用预测距离作为测量结果；当计算距离与预测距离小于阈值时，采用计算距离作为测量结果；
[0013]步骤4、在车辆运动距离测量完毕后，基于测量距离和实时扫描轮廓逐步将车辆轮廓复原。
[0014]作为优选的，在步骤2中，对复原的标准轮廓进行滤波处理，滤波处理采用了体素滤波，以降低叠加点云的密度，使得点云不会随着时间增加而无限增加；在运动距离方向上将偏离主体较远的叠加点云剔除，以避免不断叠加过程中轮廓复原失真。
[0015]作为优选的，在步骤3中，计算当前车辆位置距离包括：
[0016]激光雷达扫描的当前车辆与标准参考位置车辆点云做点云配准，计算两个点云之间的平移距离，过程如下：
[0017]步骤31A、从当前扫描轮廓点云中取一点p，在标准参考轮廓中搜索距离点p最近点q,计算两点间距离；
[0018]步骤32A、遍历当前帧轮廓所有点，重复步骤31，将距离求和；
[0019]步骤33A、在车辆运动方向上将当前扫描轮廓平移，重复步骤31和步骤32，每一次平移计算得到一个距离和，距离和最小的平移距离为测量结果。
[0020]作为优选的，在步骤3中，预测当前车辆位置距离包括：预测估计当前车辆的位置距离，取距离当前扫描帧最近的前n帧，统计分析前n帧距离结果的均值、方差以及导数，基于方差大小以及导数大小综合判断,选择基于均值或基于导数计算当前位置距离。
[0021]作为优选的，在步骤4中，基于实时计算所得当前扫描轮廓与标准位置扫描轮廓的位置距离，将实时扫描所得的当前轮廓平移至标准位置扫描轮廓，不断叠加融合，逐渐复原车辆完整的轮廓。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]1、本专利技术可以实时测量运动车辆的位置距离。以往基于测距激光雷达、测速激光雷达方法普遍只适用于获取车辆一段时间行驶速度或者某个时间点车辆的当前位置。本专利技术可以实时计算运动车辆相对于已知参考位置的实时位置距离。
[0024]2、本专利技术克服车辆挡风玻璃透光的特性问题。本专利技术基于实时复原扫描车辆轮廓、轮廓匹配的算法思想，可克服因扫描轮廓失真而无法准确计算的情况。
附图说明
[0025]图1为本专利技术运动车辆测距方法的流程图。
[0026]图2为本专利技术运动车辆测距方法中激光雷达的位置示意图。
[0027]图3为本专利技术运动车辆测距方法中运动车辆位移示意图。
具体实施方式
[0028]以下结合附图对本专利技术进行详细的描述。
[0029]如图1
‑
图3所示，本实施例提出一种运动车辆测距方法，包括如下步骤，
[0030]步骤1、将激光雷达安装在车辆运动方向的上方，激光雷达实时发射激光束扫描，扫描车辆起始位置作为标准参考位置；步骤2、在车辆运动一段距离后，激光雷达扫描当前时刻车辆轮廓，对标准参考位置轮廓数据做滤波处理；步骤3、计算车辆当前位置与标准参考位置之间的距离，预测车辆当前位置与标准参考位置之间的距离，并判断计算距离与预测距离是否超过阈值，当计算距离与预测距离超过阈值时，采用预测距离作为测量结果；当计算距离与预测距离小于阈值时，采用计算距离作为测量结果；步骤4、在车辆运动距离测量完毕后，基于测量距离和实时扫描轮廓逐步将车辆轮廓复原。
[0031]作为优选的，在步骤2中，对复原的标准轮廓进行滤波处理，滤波处理采用了体素滤波，以降低叠加点云的密度，使得点云不会随着时间增加而无限增加；在平移距离方向上对偏离较远的叠加点云剔除，以避免不断叠加过程中轮廓复原失真。
[0032]作为优选的，在步骤3中，计算当前车辆位置距离包括：激光雷达扫描的当前车辆与标准参考位置车辆点云做点云配准，计算两个点云之间的平移距离，过程如下：步骤31A、从当前扫描轮廓点云中取一点p，在标准参考轮廓中搜索距离点p最近点q,计算两点间距离；步骤32A、遍历当前帧轮廓所有点，重复步骤31，将距离求和；步骤33A、在行驶方向上将当前扫描轮廓平移，重复步骤31和步骤32，每一次平移计算得到一个距离和，距离和最小的平移距离为测量结果。
[0033]作为优选的，在步骤3中，预测当前车辆位置距离包括：预测估计当前车辆的位置距离，取距离当前扫描帧最近的前n帧，统计分析前n帧距离结果的均值、方差以及导数，基于方差大小以及导数大小综合判断,选择基于均值或基于导数计算当前位置距离。
[0034]作为优选的，在步骤4中，基于实时计算所得当前扫描轮廓与标准位置扫描轮廓的位置距离，将实时扫描所得的当前轮廓平移至标准位置扫描轮廓，不断叠加融合，逐渐复原车辆完整的轮廓。
[0035]本专利技术的详细过程如下：
[0036]滤波处理：计算距离复原轮廓后，实时融合叠加复原的轮廓会将成像的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运动车辆测距方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤1、将激光雷达安装在车辆运动方向的上方，激光雷达实时发射激光束扫描，扫描车辆起始位置作为标准参考位置；步骤2、在车辆运动一段距离后，激光雷达扫描当前时刻车辆轮廓，对标准参考位置轮廓数据做滤波处理；步骤3、计算车辆当前位置与标准参考位置之间的距离，同时预测车辆当前位置与标准参考位置之间的距离，并判断计算距离与预测距离是否超过阈值，当计算距离与预测距离超过阈值时，采用预测距离作为测量结果；当计算距离与预测距离小于阈值时，采用计算距离作为测量结果；步骤4、在车辆运动距离测量完毕后，基于测量距离和实时扫描轮廓逐步将车辆轮廓复原。2.根据权利要求1所述的运动车辆测距方法，其特征在于：在步骤2中，对复原的标准轮廓进行滤波处理，滤波处理采用了体素滤波，以降低叠加点云的密度，使得点云不会随着时间增加而无限增加；在运动距离方向上将偏离主体较远的叠加点云剔除，以避免不断叠加过程中轮廓复原失真。3.根据权利要求1所述的运动车辆测距方法，其特征在于：在步骤3中，计...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱鹏，李赛红，
申请(专利权)人：武汉市异方体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：