一种车辆速度检测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种车辆速度检测装置及方法。
【背景技术】
[0002]目前，在智能交通领域，自动检测车辆速度的技术得到了发展，但是现有技术中，自动检测车辆速度的装置结构比较复杂，成本高，例如，现有技术中基于旋转扫描式激光测距传感器计算车辆行驶速度的产品主要是使用两台激光器，一台垂直于车道安装，另一台倾斜于车道安装，利用两台激光器的扫描数据配合计算车辆的行驶速度。旋转扫描式激光测距传感器由驱动发射电路驱动半导体激光二极管发射出905nm的红外光，由激光接收电路接收反射回的回波激光，根据计时模块记录的从发射到接收的时间间隔，计算出单个脉冲激光方向的反射物距离，扫描式激光测距仪中的反射镜，在匀速旋转的电机带动下旋转，使激光脉冲光束形成一个扫描面，将扫描面所有激光脉冲点的距离按扫描顺序排列，形成一帧完整扫描信息。现有技术中，只利用单台旋转扫描式激光测距传感器只能计算得到车辆的宽度和高度信息，无法计算车辆的速度。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题提供一种利用一台旋转扫描式激光测距传感器实现车辆速度自动检测的装置或方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明公开了一种车辆速度检测方法，所述方法包括以下步骤:
[0005]激光测距仪以与车辆的行驶方向成预定夹角的扫描方向进行扫描，延所述扫描方向在路面上扫描一遍得到一个帧扫描信息，并将所述扫描信息传递给处理器；
[0006]所述处理器对接收的所述扫描信息进行处理，得到对应时刻扫描到车辆上的扫描点组成的一个或多个有车区域，并对所述有车区域进行存储；其中所述有车区域为一条具有两个端点的曲线，并且其延所述扫描方向在路面上的投影为一条线段；
[0007]所述处理器利用所述有车区域、对应的扫描时间以及所述预定夹角计算得到对应车辆的速度。
[0008]优选地，所述预定夹角大于29度且小于61度，或大于119度且小于151度。
[0009]优选地，所述处理器通过如下步骤获得所述有车区域:
[0010]对于每一帧所述扫描信息，将其每一扫描点的高度值与预定高度进行比较，高于所述预定高度的扫描点构成一个或多个有车域，之后利用有效点数预定值、有效长度预定值对一个或多个所述有车域的有效性进行判断，获得一个或多个车辆的有效区域，之后利用相邻区域距离预定值将相邻所述有效区域之间的间距小于所述相邻区域距离预定值的所述有效区域进行合并，得到一个或多个所述有车区域，其中每一个所述有车区域对应一辆车；
[0011]所述处理器通过如下步骤对车辆的所述有车区域进行存储:
[0012]对于当前帧的所述扫描信息对应的有车区域，与前一帧的所述扫描信息对应的所述有车区域进行匹配，将属于同一辆车的所述有车区域进行单独存储。
[0013]优选地，所述处理器利用车辆的所述有车区域、对应的扫描时间以及所述预定夹角计算得车辆的速度具体包括以下步骤:
[0014]建立坐标系，X轴为所述扫描方向，Y轴为竖直方向，并且所述激光测距仪的X轴坐标为O ;
[0015]计算车辆的宽度，公式如下:
[0016]W = ( S1Sin (η a ) - S2sin (m α ) ) sin θ
[0017]式中，θ表示所述预定夹角，W表示车辆的宽度，SI表示第一有车区域的一个端点距离所述激光测距仪的距离，S2表示所述第一有车区域的另一个端点距离所述激光测距仪的距离，ηα表示所述第一有车区域的一个端点与竖直方向的夹角，ma表示所述第一有车区域的另一个端点与竖直方向的夹角；其中，所述第一有车区域为扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的一帧所述扫描信息对应的有车区域；
[0018]计算车辆的速度，公式如下:
[0019]V = Wcot Θ / (112 - t! I)
[0020]式中，Θ表示所述预定夹角，tl表示第二有车区域的扫描时间，t2表示第三有车区域的扫描时间，其中，所述第二有车区域为第一次扫描到车头的所述扫描信息对应的有车区域，对应地所述第三扫描曲线为第一次扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域，或者所述第二有车区域为最后一次扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域，对应地所述第三有车区域为最后一次扫描到车尾的所述扫描信息对应的有车区域；
[0021]所述第一有车区域、第二有车区域以及第三有车区域为同一辆车的有车区域。
[0022]优选地，所述处理器利用车辆的所述有车区域、对应的扫描时间以及所述预定夹角计算得车辆的速度具体包括以下步骤:
[0023]建立坐标系，X轴为所述扫描方向，Y轴为竖直方向，并且所述激光测距仪的X轴坐标为O ;
[0024]计算车辆的速度，公式如下:
[0025]V = I S3sin Oi1 a ) -S4sin Oii1 α ) - (S5sin (η2 α ) -S6sin (m2 α )) | cos θ / (114 - t31)
[0026]式中，
[0027]S3表示第四有车区域的一个端点距离所述激光测距仪的距离，S4表示所述第四有车区域的另一个端点距离所述激光测距仪的距离，H1Q表示所述第四有车区域的一个端点与竖直方向的夹角，HI1 α表示所述第四有车区域的另一个端点与竖直方向的夹角；
[0028]S5表示第五有车区域的一个端点距离所述激光测距仪的距离，S6表示所述第五有车区域的另一个端点距离所述激光测距仪的距离，η2α表示所述第五有车区域的一个端点与竖直方向的夹角，m2 α表示所述第四有车区域的另一个端点与竖直方向的夹角；
[0029]14表示所述第五有车区域的扫描时间，t 3表示所述第四有车区域的扫描时间；
[0030]其中，所述第四有车区域和第五有车区域为车辆驶离所述激光测距仪的扫描区域时，所述有车区域延所述扫描方向在路面上的投影的长度发生连续变化的时间段内扫描到的两帧所述扫描信息对应的有车区域，或者所述第四有车区域和第五有车区域为车辆驶入所述激光测距仪的扫描区域时，所述有车区域延所述扫描方向在路面上的投影的长度发生连续变化的时间段内扫描到的两帧所述扫描信息对应的有车区域；
[0031]所述第四有车区域以及第五有车区域为同一辆车的有车区域。
[0032]一种车辆速度检测装置，所述装置包括激光测距仪和处理器；
[0033]所述激光测距仪以与车辆的行驶方向成预定夹角的扫描方向进行扫描，延所述扫描方向在路面上扫描一遍得到一个帧扫描信息，并将所述扫描信息传递给所述处理器；
[0034]所述处理器对接收的所述扫描信息进行处理，得到对应时刻扫描到车辆上的扫描点组成的一个或多个有车区域，对所述一个或多个有车区域进行存储，并且利用车辆的所述有车区域、对应的扫描时间以及所述预定夹角计算得对应车辆的速度；其中，所述有车区域为一条具有两个端点的曲线，并且其延所述扫描方向在路面上的投影为一条线段。
[0035]优选地，所述处理器包括有车区域提取单元以及存储单元；
[0036]所述有车区域提取单元，对于每一帧所述扫描信息，将其每一扫描点的高度值与预定高度进行比较，高于所述预定高度的扫描点构成一个或多个有车域，之后利用有效点数预定值、有效长度预定值对一个或多个所述有车域的有效性进行判断，获得一个或多个车辆的有效区域，之后利用相邻区域距离预定值将相邻所述有效区域之间的间距小于所述相邻区域距离预定值的所述有效区域进行合并，得到一个或多个所述有车区域，其中每一个所述有车区域对应一辆车；
[0037]所述存储单元，对于当前帧的所述扫描信息对应的有车区域，与前一帧的所述扫描信息对应的所述有车区域进行匹配，将属于同一辆车的所述有车区域进行单独存储。
[0038]优选地，所述处理器还包括第一速度计算单元，其根据所述第一有车区域以及所述预定夹角计算车辆宽度，并利用车辆的宽度、第二有车区域以及第三有车区域计算车辆速度；其中，所述第一有车区域为扫描到车辆在所述扫描方向上的全车身的所述扫描信息对应的有车区域，所述第二有车区