专利名称：一种道路目标检测系统、方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及道路检测领域，更具体的说，涉及道路目标检测系统、方法及装置。
背景技术：
随着汽车交通运输的发展，交通拥挤和道路阻塞现象日趋严重，有效地获取详细高精度的道路交通数据和实现高精度的道路信息监测，是分析掌握交通规律和优化交通体系的关键，也是实现车辆检测、车速测量、异常拍摄和轨迹跟踪等功能的必要手段。现有对交通道路的检测主要采用视频检测方式，通常情况下，会将摄像装置安装在交通道路的重要路段。通过摄像装置拍摄的情况，不仅可以分析交通规律 ，进而优化交通体系，而且还可以对车辆的违规驾驶进行检测。在通过摄像装置对车辆进行检测的过程中，存在以下问题由于摄像装置拍摄的画面没有精确的距离数据，所以通过图像处理获取的目标运动速度精确度较差。而且，摄像装置拍摄的效果受天气影响很大，如果遇到沙尘天气或雨雪天气，则工作人员很难再通过拍摄画面判断车辆的速度。因此，如何制造一种测量精度高和抗干扰性好的道路目标检测系统，成为目前最需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的设计目的在于，提供一种道路目标检测系统、装置及方法，以提高测量精度和抗干扰性。本发明实施例是这样实现的一种道路目标检测系统，包括服务器、多个客户端和与所述客户端相连接的激光雷达和全球定位系统GPS ；所述客户端，用于接收激光雷达发送的数据帧信息和GPS发送的时间信息，将所述时间信息加入所述数据帧信息中，将含有时间信息的数据帧信息发送至服务器中；所述服务器，用于接收多个客户端发送的含有时间信息的数据帧信息，将相同的时间信息对应的数据帧信息进行数据融合，以获得外形轮廓信息，根据不同时间信息对应的外形轮廓信息获得该外形轮廓信息的运行速度。优选地，在上述的道路目标检测系统中，还包括与所述服务器相连接的视频设备;所述视频设备，用于在服务器得到的外形轮廓信息的运行速度大于预设值或外形轮廓信息的运动轨迹为预设轨迹时，对该外形轮廓信息对应的实物进行拍摄。优选地，在上述的道路目标检测系统中，所述客户端的数量具体为两个。一种道路目标检测方法，包括接收激光雷达发送的数据帧信息和GPS发送的时间信息；将所述时间信息加入所述数据帧信息中；
将含有时间信息的数据帧信息发送至服务器中。一种客户端，包括依次连接的接收模块、处理模块和发送模块；所述接收模块，用于接收激光雷达发送的数据帧信息和GPS发送的时间信息；所述处理模块，用于将所述时间信息加入所述数据帧信息中；所述发送模块，用于将含有时间信息的数据帧信息发送至服务器中。一种道路目标检测方法，包括接收多个客户端发送的含有时间信息的数据帧信息； 将相同的时间信息对应的数据帧信息进行数据融合，以获得外形轮廓信息；根据不同时间信息对应的外形轮廓信息获得该外形轮廓信息的运行速度。—种服务器，包括依次连接的接收模块、融合模块和速度测量模块；所述接收模块，用于接收多个客户端发送的含有时间信息的数据帧信息；所述融合模块，用于将相同的时间信息对应的数据帧信息进行数据融合，以获得外形轮廓信息；所述速度测量模块，用于根据不同时间信息对应的外形轮廓信息获得该外形轮廓信息的运行速度。与现有技术相比，本实施例提供的技术方案具有以下优点和特点在本发明提供的方案中，可以通过激光雷达从不同角度获取的扫描数据来得到检测目标较为完整的外形轮廓信息，由于在每个数据帧信息上均加有时间信息，所以可以得到该外形轮廓信息对应的实物的速度及运行轨迹，所以可通过本发明来判断汽车是否违章驾驶。而且，激光雷达在检测目标时，不易受到恶劣环境如光照变化、雨雪等的影响。因此，本发明具有测量精度高和抗干扰性好等优点。
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明所提供的道路目标检测系统的模块示意图；图2为本发明所提供的道路目标检测方法的流程图；图3为本发明所提供的服务器的流程图；图4为本发明所提供的另一道路目标检测方法的流程图；图5为本发明所提供的客户端的流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一
请参见图I所示，图I所示的为一种道路目标检测系统，该系统包括服务器I、两个客户端2和与所述客户端2相连接的激光雷达3和全球定位系统GPS4。其中，所述客户端2用于接收激光雷达3发送的数据帧信息和GPS4发送的时间信息，将所述时间信息作为时间戳信息加入所述数据帧信息中，将含有时间信息的数据帧信息发送至服务器中；所述服务器1，用于接收多个客户端2发送的含有时间信息的数据帧信息，将相同的时间信息对应的数据帧信息进行数据融合，以获得外形轮廓信息，根据不同时间信息对应的外形轮廓信息获得该外形轮廓信息的运行速度。在图I所示的实施例中，客户端2和服务器I均可由计算机来替代。两个客户端2为本发明提供的优选方案，客户端2的数量可以根据实际情况而定。在使用之前，需要将两个客户端2对应的激光雷达3分别设置于道路两边的同一高度处，从不同角度监测该道路，并将检测到的数据帧信息传送至对应的客户端2中，客户端2在接收数据帧信息的同时，还接收GPS4传送来的时间信息，并更新客户端2的系统时间，并将更新后的系统时间添加到数据帧信息中，客户端2再将含有时间信息的数据帧信息发送至服务器I中。服务器I接收到两个客户端2分别发送来的含有时间信息的数据帧信息后，从该数据帧信息中提取时间信息来进行数据帧配对，并将配对后的数据帧统合到全局坐标系中，以得到移动目标的 平面轮廓，这样不仅可以实现车速测量，而且，还能够实现车辆的轨迹跟踪。另外，在本系统中，还可以包括与所述服务器I相连接的视频设备5。视频设备5的作用在于，当服务器I得到的外形轮廓信息的运行速度大于预设值或外形轮廓信息的运动轨迹为预设轨迹时，对该外形轮廓信息对应的实物进行拍摄。其中，速度的阈值是可以根据不同的情况来调整的，如果服务器将车速的上限设定为40km/h时，那么只要服务器I检测出该车辆的车速大于40km/h，则启动视频设备5对该车辆进行拍摄，以获取该车辆的车牌信息，并记录在服务器I的数据库中。对于预设轨迹也是可以预先在服务器I中设定的，例如在服务器I中可以设定，如果在某段区域内出现逆向行驶的车辆，那么启动视频设备5对该车辆进行拍摄，以获取该车辆的车牌信息，并记录在服务器I的数据库中。所以，可以预先在服务器I中进行设定各种交通的规则，以便于车辆在冲红灯、逆向行驶或超速行驶等违规驾驶的时候，启动视频设备5以进行拍摄。在图I所示的系统中，激光雷达3可根据实际需求，例如道路宽度和监测角度等来进行选型。最好选择测距范围在15m以上，扫描角度为180度以上的室外型激光雷达3，不同型号和不同参数的雷达会使得道路监测范围或目标定位精度、频率发生一定变化，但不影响整个系统结构的有效性。GPS4可依据全局定位精度要求进行选配，在成本允许的情况下应尽量选择精度较高的模块。在布设激光雷达3的时候，需要确保它们基本处于同一水平高度，另外为了方便设置坐标配准参数，两台激光雷达3在纵向上(垂直道路方向)应布设在同一条直线上。在两个客户端2接收到激光雷达3发送的数据帧信息后，这两个客户端2会分别完成常规检查、预处理、背景滤除、分割等环节，并将处理后的数据帧信息实时地传给服务器1，服务器端将不同激光雷达3测量的数据帧信息，通过时钟同步及坐标系转换，进行数据帧融合，即将激光雷达3同一时刻测量到的数据抽取出来，并统合到全局坐标系中，这样的融合数据可以测量到移动目标的平面轮廓，进而完成车辆检测、轨迹跟踪、车速测量等功能，另外当服务器I检测到超速时，将会向视频设备5发出报警联动信号，视频设备5启动拍摄，记录下异常发生时的道路场景。本实施例通过激光雷达获取的数据帧信息来得到外形轮廓信息，由于在每个数据帧信息上均加有时间信息，所以可以得到该外形轮廓信息对应的实物的速度及运行轨迹，所以通过本发明来判断汽车是否违章驾驶。而且，激光雷达在检测目标物体时，不会受到恶劣环境的影响。因此，本发明具有测量精度高和抗干扰性好等优点。实施例二 请参见图2所示，图2所示的为一种道路目标检测方法，该方法包括步骤Sll :接收多个客户端发送的含有时间信息的数据帧信息；步骤S12 :将相同的时间信息对应的数据帧信息进行数据融合，以获得外形轮廓 信息；步骤S13 :根据不同时间信息对应的外形轮廓信息获得该外形轮廓信息的运行速度。在图2所示的实施例中，还可以根据每个步骤设计出对应的服务器1，其中，服务器I的结构如图3所示，该服务器I包括依次连接的接收模块11、融合模块12和速度测量模块13 ;所述接收模块11，用于接收多个客户端发送的含有时间信息的数据帧信息；所述融合模块12，用于将相同的时间信息对应的数据帧信息进行数据融合，以获得外形轮廓信息；所述速度测量模块13，用于根据不同时间信息对应的外形轮廓信息获得该外形轮廓信息的运行速度。其中，客户端2具体可以为带有无线模块的工控机。实施例三请参见图4所示，图4所示的为一种道路目标检测方法，该方法包括步骤S21 :接收激光雷达发送的数据帧信息和GPS发送的时间信息；步骤S22 :将所述时间信息加入所述数据帧信息中；步骤S23 :将含有时间信息的数据帧信息发送至服务器中。在图4所示的实施例中，还可以根据每个步骤设计出对应的客户端，其中，客户端2的结构如图5所示，该客户端2包括依次连接的接收模块21、处理模块22和发送模块23，所述接收模块21，用于接收激光雷达发送的数据帧信息和GPS发送的时间信息，所述处理模块22，用于将所述时间信息加入所述数据帧信息中；所述发送模块23，用于将含有时间信息的数据帧信息发送至服务器中。其中，客户端2具体可以为带有无线模块的工控机。综上所述，本发明提出的基于激光雷达的道路目标检测技术具有测量精度高、抗干扰能力强，能够检测高速移动物体，无需中断交通等优点。由于本发明提出了将激光雷达安装在道路的不同位置，从不同角度监测道路信息，从而有效的扩大了激光雷达的监测范围，消除了遮挡所带来的影响。另外该系统提供摄像和抓拍的支持平台，既可对超、低速违法进行确定，又可为交通肇事逃逸案提供有利线索。道路目标检测技术作为城市道路交通管理系统的基础，是实现智能化监测、控制、分析、决策、调度和疏导的基本依据。本发明能够为交管部门和政府提供高精度交通监测数据，从而为有效地利用现有交通设施、减少交通负荷和环境污染、保证交通安全、提高运输效率等提供了决策分析的依据本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。本领域技术人员可以理解，可以使用许多不同的工艺和技术中的任意一种来表示信息、消息和信号。例如，上述说明中提到过的消息、信息都可以表示为电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或以上任意组合。专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业 技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种道路目标检测系统，其特征在于，包括服务器、多个客户端和与所述客户端相连接的激光雷达和全球定位系统GPS ； 所述客户端，用于接收激光雷达发送的数据帧信息和GPS发送的时间信息，将所述时间信息加入所述数据帧信息中，将含有时间信息的数据帧信息发送至服务器中； 所述服务器，用于接收多个客户端发送的含有时间信息的数据帧信息，将相同的时间信息对应的数据帧信息进行数据融合，以获得外形轮廓信息，根据不同时间信息对应的外形轮廓信息获得该外形轮廓信息的运行速度。
2.根据权利要求I所述的道路目标检测系统，其特征在于，还包括与所述服务器相连接的视频设备； 所述视频设备，用于在服务器得到的外形轮廓信息的运行速度大于预设值或外形轮廓信息的运动轨迹为预设轨迹时，对该外形轮廓信息对应的实物进行拍摄。
3.根据权利要求I所述的道路目标检测系统，其特征在于，所述客户端的数量具体为两个。
4.一种道路目标检测方法，其特征在于，包括 接收激光雷达发送的数据帧信息和GPS发送的时间信息； 将所述时间信息加入所述数据帧信息中； 将含有时间信息的数据帧信息发送至服务器中。
5.一种客户端，其特征在于，包括依次连接的接收模块、处理模块和发送模块； 所述接收模块，用于接收激光雷达发送的数据帧信息和GPS发送的时间信息； 所述处理模块，用于将所述时间信息加入所述数据帧信息中； 所述发送模块，用于将含有时间信息的数据帧信息发送至服务器中。
6.一种道路目标检测方法，其特征在于，包括 接收多个客户端发送的含有时间信息的数据帧信息； 将相同的时间信息对应的数据帧信息进行数据融合，以获得外形轮廓信息； 根据不同时间信息对应的外形轮廓信息获得该外形轮廓信息的运行速度。
7.一种服务器，其特征在于，包括依次连接的接收模块、融合模块和速度测量模块； 所述接收模块，用于接收多个客户端发送的含有时间信息的数据帧信息； 所述融合模块，用于将相同的时间信息对应的数据帧信息进行数据融合，以获得外形轮廓信息； 所述速度测量模块，用于根据不同时间信息对应的外形轮廓信息获得该外形轮廓信息的运行速度。
全文摘要
本发明公开了一种道路目标检测系统，包括服务器、多个客户端和与客户端相连接的激光雷达和GPS；客户端用于接收激光雷达发送的数据帧信息和GPS发送的时间信息，将时间信息加入数据帧信息中，将含有时间信息的数据帧信息发送至服务器中；服务器用于接收多个客户端发送的含有时间信息的数据帧信息，将相同的时间信息对应的数据帧信息进行数据融合，以获得外形轮廓信息，根据不同时间信息对应的外形轮廓信息获得目标的运动速度。本发明可以通过激光雷达获得目标长度、宽度、运动速度、运动轨迹等信息，从而判断汽车是否违章驾驶；而且，激光雷达在检测目标物体时，不会受到恶劣环境的影响。因此，本发明具有测量精度高和抗干扰性好等优点。
文档编号G01S17/58GK102819951SQ20111015458
公开日2012年12月12日 申请日期2011年6月9日 优先权日2011年6月9日
发明者邵长东, 余志军, 何风行, 王智, 高彦, 潘强, 沈杰, 刘海涛 申请人:无锡物联网产业研究院, 感知物联网集团(无锡)有限公司