【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于道路交通安全设施检测与评估，主要涉及一种适用于在役交通标志功能性现场快速评估的系统和方法。
技术介绍
1、公路交通标志是一种重要的交通安全防护设施，其通过图形符号和文字传递特定信息，以达到管理交通、指示行车、保证道路畅通与行车安全的目的。目前，逆反射类交通标志仍然是公路上主要使用的标志类型，其性能主要依靠反光膜的逆反射系数体现，其产品的质量检验标准也是围绕测定逆反射系数展开。
2、但是，在实际使用过程中，决定交通标志能否恰当地发挥作用的因素除了反射能力、字体大小等标志自身的参数之外，还包括交通标志所处的位置、道路线形、障碍物遮挡、光照条件等外在环境因素。
3、交通标志牌通常设置在户外，容易积累灰尘，即使是技术参数符合相关标准的交通标志，其反射能力也会随着使用时间而发生变化，进而导致其无法恰当地发挥作用；另一种不利的情况是，符合相关标准的交通标志，因为设置位置、道路线形、障碍物遮挡、光照条件等因素的影响而未能恰当地发挥作用。上述这些情况在道路的实际使用中比较普遍，都会使车辆的驾驶员不能及时、有效地识别标志内容，导致交通标志牌无法正确地发挥其交通控制的作用，存在很大的安全隐患。
4、公开号为cn112507902a的中国专利技术专利申请，对从交通监控视频中提取的图像进行检测，将得到的交通标志检测结果与基准交通标志区域进行对比，根据相似度判断交通标志是否因交通事故或自然灾害等导致异常。
5、公告号为cn215574640u的中国技术专利，公开了一种标志逆反测量仪，其允许使用
6、公告号为cn207690301u中国技术专利，公开了一种车载交通标志使用性能检测装置，其可以通过设置在车辆前端的逆反射系数测量仪对交通标志的逆反射系数进行批量的测量。
7、可见，现有的方案都是对交通标志本身的状态或者逆反射系数进行检测，这样的检测无法反映出交通标志在具体的使用过程中的效果，无法用来判断交通标志在实际的使用过程中是否恰当地发挥了作用，即，交通标志在实际使用中功能是否正常。
8、因此，实有必要设计一种行之有效的对交通标志的功能性进行评估的系统和方法，从驾驶员所处的客观环境出发，基于在役公路交通标志的实际使用效果来评估其功能性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种用于评估公路交通标志功能性的系统和方法，对在役公路交通标志的实际使用效果进行科学、有效的判断。
2、为实现上述目的，一方面，本专利技术提出了一种用于评估公路交通标志功能性的系统，包括：
3、激光雷达，所述激光雷达被安装在评估车辆驾驶位正上方的车顶，朝向车辆的前方并保持水平；
4、摄像单元，所述摄像单元与所述激光雷达安装在相同的位置并且朝向保持一致，用来采集目标交通标志的图像；
5、速度传感器，所述速度传感器设置在评估车辆上，用来采集评估车辆的速度信息；
6、处理单元，所述处理单元与所述激光雷达、所述摄像单元以及所述速度传感器通信连接，能够接收由所述激光雷达提供的点云数据、由所述摄像单元提供的图像以及由所述速度传感器提供的车辆速度信息；
7、触发单元，所述触发单元与所述处理单元通信连接，用于接收测试员的操作指令，由此控制所述处理单元接收来自所述激光雷达的点云数据、来自所述摄像单元的图像以及来自所述速度传感器的车辆速度信息；
8、其中，所述处理单元基于所述点云数据、所述图像以及所述车辆速度信息确定目标交通标志的种类、目标交通标志的直线视认距离以及水平夹角和垂直夹角，通过判断在目标交通标志的直线视认距离大于或等于其最小视认距离时目标交通标志是否处于驾驶员的有效视野范围内来评估目标交通标志的功能是否正常。
9、优选地，所述系统进一步包括存储单元，所述存储单元与所述处理单元、所述激光雷达、所述摄像单元以及所述速度传感器通信连接，用于存储所述点云数据、所述图像以及所述车辆速度信息。
10、优选地，所述触发单元包括第一触发器，当所述第一触发器被触发时，所述处理单元接收所述点云数据、所述图像以及所述车辆速度信息。
11、优选地，所述触发单元进一步包括第二触发器，当所述第二触发器被触发时，所述处理单元停止接收所述点云数据、所述图像以及所述车辆速度信息。
12、另一方面，本专利技术提出了一种评估公路交通标志功能性的方法，包括如下步骤：
13、步骤一：将上述的用于评估公路交通标志功能性的系统设置在评估车辆上，使评估车辆朝向目标交通标志、按照所在道路的限速值行驶，测试员乘坐在评估车辆的副驾驶位置上；
14、步骤二：当测试员能够看清目标交通标志的文字和图符时，立即操作触发单元，控制处理单元接收此时刻来自激光雷达的点云数据、来自摄像单元的图像以及来自速度传感器的车辆速度信息；
15、步骤三：通过处理单元判断所述图像中目标交通标志的种类，确定目标交通标志的最小视认距离；
16、步骤四：基于激光雷达的点云数据确定目标交通标志的直线视认距离，如果所述直线视认距离小于所述最小视认距离，则确定目标交通标志的功能异常；
17、步骤五：如果所述直线视认距离大于或等于所述最小视认距离，则基于激光雷达的点云数据确定此时刻目标交通标志是否处于驾驶员的有效视野范围内，如果目标交通标志处于驾驶员的有效视野范围内，则确定目标交通标志的功能正常；
18、步骤六：如果目标交通标志不在驾驶员的有效视野范围内，通过处理单元、基于下一时刻的来自激光雷达的点云数据、来自摄像单元的图像以及来自速度传感器的车辆速度信息，再次执行步骤四、步骤五和步骤六。
19、优选地，处理单元以不低于10fps的速度同步地记录激光雷达的点云数据以及摄像单元的图像。
20、优选地，确定目标交通标志是否处于驾驶员的有效视野范围内的过程进一步包括：
21、步骤a1：根据评估车辆的类型和速度，确定驾驶员的有效水平视角和有效垂直视角，
22、a右＝83.08·e-0.014v
23、
24、a右为驾驶员右侧有效水平视角；a左为驾驶员左侧有效水平视角；θ1为驾驶员处于驾驶位上时其正前方向与左侧a柱右侧边缘之间的夹角；v为车辆速度；vth1为临界车速，该车速下驾驶员有效水平视野的左侧边界与车辆左侧a柱的右侧边缘重合；
25、
26、b为驾驶员的有效垂直视角，θ2为驾驶员处于驾驶位上时其正前方向与前车窗上边缘之间的夹角，v为车辆速度；vth2为临界车速，该车速下驾驶员有效垂直视野的上侧边界与车辆前车窗的上边缘重合，μ为上下视野角度与左右视野角度之间的比例系数；
27、步骤a2：确定目标交通标志的水平夹角和垂直夹角，判断其是否满足以下条件：
28、
29、其中α本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于评估公路交通标志功能性的系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统进一步包括存储单元，所述存储单元与所述处理单元、所述激光雷达、所述摄像单元以及所述速度传感器通信连接，用于存储所述点云数据、所述图像以及所述车辆速度信息。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述触发单元包括第一触发器，当所述第一触发器被触发时，所述处理单元接收所述点云数据、所述图像以及所述车辆速度信息。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述触发单元进一步包括第二触发器，当所述第二触发器被触发时，所述处理单元停止接收所述点云数据、所述图像以及所述车辆速度信息。
5.一种评估公路交通标志功能性的方法，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的方法，其中，处理单元以不低于10fps的速度同步地记录激光雷达的点云数据以及摄像单元的图像。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，确定目标交通标志是否处于驾驶员的有效视野范围内的过程进一步包括：
8.根据权利要求5所述的方法，其中，基于激光雷达的点云数据确定目标交
9.根据权利要求8所述的方法，其中，目标交通标志的水平夹角α满足目标交通标志的垂直夹角β满足
10.根据权利要求8所述的方法，其中，用来计算目标交通标志的直线视认距离的n个标志扫描点为，将所有的标志扫描点按照直线距离从大到小排序后，前10％到前20％范围内的点。
...【技术特征摘要】
1.一种用于评估公路交通标志功能性的系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统进一步包括存储单元，所述存储单元与所述处理单元、所述激光雷达、所述摄像单元以及所述速度传感器通信连接，用于存储所述点云数据、所述图像以及所述车辆速度信息。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述触发单元包括第一触发器，当所述第一触发器被触发时，所述处理单元接收所述点云数据、所述图像以及所述车辆速度信息。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述触发单元进一步包括第二触发器，当所述第二触发器被触发时，所述处理单元停止接收所述点云数据、所述图像以及所述车辆速度信息。
5.一种评估公路交通标志功能性的方法，包括如...
【专利技术属性】
技术研发人员：辛欣，冯移冬，周荣贵，廖军洪，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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