一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)。本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)包括激光掃描檢測(cè)裝置和與其連接的車型識(shí)別裝置，其中所述的激光掃描檢測(cè)裝置包括激光發(fā)射與接收模塊一、激光發(fā)射與接收模塊二，分別與其連接的激光掃描模塊一、激光掃描模塊二，與激光掃描模塊一、激光掃描模塊二連接的數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制模塊，所述的車型識(shí)別裝置用于執(zhí)行車型分類算法，并將車型數(shù)據(jù)上傳至車道系統(tǒng)。采用本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)平均車速120公里/小時(shí)以下自由車流的所有通過車輛的車型自動(dòng)識(shí)別。
【專利說明】一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于智能交通信息采集設(shè)備及方法【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前我國(guó)道路交通壓力日益嚴(yán)重，全國(guó)重點(diǎn)城市都出現(xiàn)嚴(yán)重的擁堵現(xiàn)象，在這種情況下為了解決城市主干道擁堵收費(fèi)問題，提高智能交通管理信息化水平，無收費(fèi)島的高速ETC(電子不停車收費(fèi)系統(tǒng))即多車道自由流(Mult1-lane Free Flow, MLFF)收費(fèi)系統(tǒng)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究和發(fā)展的熱點(diǎn)。自由流與低速ETC相比減少了欄桿和收費(fèi)島，提高了收費(fèi)效率和車輛通行速度，但需要在道路主干道的龍門架上安裝多臺(tái)路側(cè)單元(RSU)、車輛定位、車型自動(dòng)分類、圖像抓拍和車牌識(shí)別等系統(tǒng)。其中車型自動(dòng)分類技術(shù)可以自動(dòng)獲取車型信息，并將其與車載單元(OBU)上的車型識(shí)別信息進(jìn)行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果，執(zhí)行相應(yīng)的操作。通過該方法，能夠避免OBU對(duì)應(yīng)的車型信息和車輛不對(duì)應(yīng)的情況，避免車輛逃費(fèi)。相關(guān)的參考文獻(xiàn)如“ETC多車道自由流實(shí)現(xiàn)方案”(葉紅蕓、張健，《中國(guó)交通信息化》[J]，2013年09期)及的“多車道自由流電子收費(fèi)技術(shù)探討”(高東峰、王春生、田林巖、馬剛，《中國(guó)交通信息化》[J]，2011年01期)。
[0003]目前，車型的自動(dòng)識(shí)別分類技術(shù)主要有兩類，一類是有基于地磁感應(yīng)原理的地磁感應(yīng)識(shí)別技術(shù)，一類是基于視頻流的視頻圖像的識(shí)別技術(shù)。相關(guān)的參考文獻(xiàn)如“自由流收費(fèi)技術(shù)研究”(邱亮亮、郭曉春，《中國(guó)交通信息化》[J]，2012年08期)，“基于多傳感器的車輛外圍輪廓檢測(cè)和車型識(shí)別系統(tǒng)”(樊大帥，張軍，王寒凝，金輝宇，第三十一屆中國(guó)控制會(huì)議論文集D卷，2012)。
[0004]基于地磁感應(yīng)原理的地磁感應(yīng)線圈識(shí)別需要將感應(yīng)線圈埋設(shè)在收費(fèi)車道內(nèi)，當(dāng)車輛從環(huán)形感應(yīng)線圈上方通過時(shí)，車體底盤的磁鐵材料與環(huán)形線圈產(chǎn)生渦流效應(yīng)，使得環(huán)形線圈電感量發(fā)生變化，對(duì)這種反映車輛特征的感應(yīng)信號(hào)歸類就可以實(shí)現(xiàn)車型分類。其缺點(diǎn)是:地磁感應(yīng)識(shí)別將車輛底盤形狀的三維信息轉(zhuǎn)變?yōu)楦袘?yīng)到的一維信息，加大了信號(hào)分析的難度和識(shí)別車型的難度，而且當(dāng)車輛在線圈上方變速時(shí)嚴(yán)重影響識(shí)別的準(zhǔn)確率。
[0005]基于視頻流的視頻圖像的車型識(shí)別，對(duì)進(jìn)入車輛檢測(cè)區(qū)的車輛進(jìn)行圖像采集，首先對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行車輛分割和提取，然后選取車輛的特征，根據(jù)車型分類器對(duì)目標(biāo)車輛進(jìn)行分類。其缺點(diǎn)是:視頻流在環(huán)境背景復(fù)雜的場(chǎng)景下車輛的分割和提取比較困難，導(dǎo)致識(shí)別的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性較差。同時(shí)在通過車輛速度較高的情況下，需要處理的數(shù)據(jù)量巨大，處理的難度和系統(tǒng)成本較高。相關(guān)文獻(xiàn)參見:Hussain, K.F.“Automatic vehicleclassificat1n system using range sensor，，，Informat1n Technology:Codingand ComputingITCC 2005.1nternat1nal Conference on (Volume:2),2005 ； 及Stroffek, J.“Highway Toll Enforcement，，，Vehicular Technology Magazine, IEEE (Volume:5, Issue:4), Dec.2010。
[0006]專利號(hào)為CN201210202048.1、名稱為“基于高速脈沖激光掃描的車型自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)及方法”(公告日為2014年07月09日)的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種基于高速脈沖激光掃描的車型自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)及方法，該車型自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)包括高頻激光測(cè)距模塊、車輛輪廓繪制模塊和車型識(shí)別模塊，高頻激光測(cè)距模塊和車輛輪廓繪制模塊垂直設(shè)置于車道上方。該發(fā)明所公開的方法是通過高頻激光測(cè)距模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)脈沖激光測(cè)距并發(fā)送距離值至車輛輪廓繪制模塊；車輛輪廓繪制模塊實(shí)時(shí)繪制距離參數(shù)掃描圖并將其發(fā)送至車型識(shí)別模塊；車型識(shí)別模塊根據(jù)距離參數(shù)掃描圖上的車輛輪廓信息實(shí)現(xiàn)車型識(shí)別，從而有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供了一種設(shè)置及維護(hù)簡(jiǎn)單，成本低廉，車型識(shí)別率較高，應(yīng)用范圍廣泛的車型自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)及方法。但是該技術(shù)方案存在以下問題:
[0007]1、該方案采用單點(diǎn)激光測(cè)距，無法準(zhǔn)確獲得車輛的長(zhǎng)度數(shù)據(jù)，車輛長(zhǎng)度需要根據(jù)車速和通過時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)車速較快時(shí)測(cè)量精度會(huì)降低。
[0008]2、該方案無法檢測(cè)車輛的寬度數(shù)據(jù)。即該方案的車型識(shí)別缺失車輛寬度數(shù)據(jù)，實(shí)際應(yīng)用過程中可能造成系統(tǒng)誤判。
[0009]專利號(hào)為CN201210384872.3、名稱為“一種基于激光器的車型識(shí)別檢測(cè)方法及系統(tǒng)”(公告日為2014年04月16日)的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種基于激光器的車型識(shí)別檢測(cè)方法及系統(tǒng)，包括以下步驟:SI，激光器測(cè)量并計(jì)算車輛的最高高度值；S2，所述激光器將所述車輛的最高高度值和所述激光器中設(shè)定的限高高度值做對(duì)比；S3，所述激光器測(cè)量并計(jì)算所述車輛的最長(zhǎng)長(zhǎng)度值和所述車輛的車框變化率，并分別將所述車輛的最長(zhǎng)長(zhǎng)度值及所述車輛的車框變化率和放射型標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)做比對(duì)，并將比對(duì)結(jié)果發(fā)送到所述控制主機(jī)；S4，所述控制主機(jī)根據(jù)所述車輛的比對(duì)結(jié)果判斷是否存儲(chǔ)所述采集設(shè)備采集的所述車輛的圖像。但是該技術(shù)方案存在以下問題:
[0010]1、在車輛高速(120km/s)通過時(shí)無法準(zhǔn)確測(cè)量車輛的寬度和長(zhǎng)度信息。
[0011]2、激光測(cè)量方向與路面不垂直，車流通過時(shí)存在測(cè)量盲區(qū)，不利于進(jìn)行前車和后車的車輛分離。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0012]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)平均車速120公里/小時(shí)以下自由車流的所有通過車輛的車型自動(dòng)識(shí)別。
[0013]為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)，包括以下裝置:
[0014]激光掃描檢測(cè)裝置和與其連接的車型識(shí)別裝置，其中所述的激光掃描檢測(cè)裝置包括激光發(fā)射與接收模塊一、激光發(fā)射與接收模塊二，分別與其連接的激光掃描模塊一、激光掃描模塊二，與激光掃描模塊一、激光掃描模塊二連接的數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制模塊，所述的車型識(shí)別裝置用于執(zhí)行車型分類算法，并將車型數(shù)據(jù)上傳至車道系統(tǒng)。
[0015]進(jìn)一步，所述的激光發(fā)射與接收模塊一、激光發(fā)射與接收模塊二包括脈沖激光發(fā)射電路、激光回波接收電路、激光準(zhǔn)直光學(xué)部件、激光接收光學(xué)部件及半導(dǎo)體激光二極管。
[0016]進(jìn)一步，所述的激光掃描模塊一、激光掃描模塊二是由電機(jī)控制器、直流無刷電機(jī)、單圈絕對(duì)值碼盤組成，所述的電機(jī)控制器通過脈沖寬度調(diào)制信號(hào)控制直流無刷電機(jī)勻速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)激光反射鏡旋轉(zhuǎn)形成二維的掃描平面。
[0017]進(jìn)一步，所述的數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制模塊包括數(shù)據(jù)采集與處理單元和系統(tǒng)控制單元，其中所述的數(shù)據(jù)采集與處理單元包括采樣量化模塊和實(shí)時(shí)距離計(jì)算模塊；所述的系統(tǒng)控制單元包括用于控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和脈沖激光發(fā)射時(shí)刻的控制模塊，將角度信息和距離信息進(jìn)行匹配的匹配模塊，及通過以太網(wǎng)口上傳到車型識(shí)別裝置的上傳模塊。
[0018]進(jìn)一步，所述的車型識(shí)別裝置設(shè)置在后臺(tái)上位機(jī)上。
[0019]更進(jìn)一步，所述的后臺(tái)上位機(jī)上的車型識(shí)別裝置采用工控機(jī)與前端激光掃描檢測(cè)裝置通訊，通過通訊接口獲取車輛截面各點(diǎn)到測(cè)量系統(tǒng)的距離，從而確定沿車輛長(zhǎng)度方向各斷面的高度、寬度、長(zhǎng)度情況，通過兩個(gè)掃描面的數(shù)據(jù)融合得到車輛的整體輪廓信息，并與各類型的車輛進(jìn)行特征匹配，獲得車輛類型，通過3G或者以太網(wǎng)上傳到車道系統(tǒng)。
[0020]再進(jìn)一步，所述的獲取車輛截面各點(diǎn)到測(cè)量系統(tǒng)的距離的通訊接口是網(wǎng)口或者RS485。所述的后臺(tái)上位機(jī)上的車型識(shí)別裝置(12)通過3G或者以太網(wǎng)將獲得的車輛類型上傳到車道系統(tǒng)。
[0021]進(jìn)一步，所述的車型識(shí)別裝置直接嵌入到激光掃描檢測(cè)裝置中。
[0022]本實(shí)用新型的效果在于，采用本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)平均車速120公里/小時(shí)以下自由車流的所有通過車輛的車型自動(dòng)識(shí)別，具體來說:
[0023]1、激光輪廓掃描基于激光測(cè)距原理直接測(cè)量車輛的三維輪廓，方法穩(wěn)定可靠，受背景環(huán)境和氣候的影響較??；
[0024]2、設(shè)備針對(duì)自由流收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)120km/h高速通過車輛的準(zhǔn)確識(shí)別，采用兩套激光掃描傳感器生成兩個(gè)激光掃描面垂直路面并掃的掃描方式，得到兩個(gè)掃描面上的距離測(cè)量數(shù)據(jù)，根據(jù)其中一個(gè)掃描面的測(cè)量結(jié)果得到車輛的寬度和高度，根據(jù)另一個(gè)掃描面的測(cè)量結(jié)果得到車輛的長(zhǎng)度，這樣可以同時(shí)測(cè)量車輛的長(zhǎng)、寬、高的三個(gè)維度，然后通過數(shù)據(jù)重構(gòu)可以得到完整的車輛三維輪廓，保證了高速車輛的識(shí)別準(zhǔn)確度，當(dāng)車輛速度較快時(shí)仍能保證較高的測(cè)量精度，符合自由流收費(fèi)的應(yīng)用場(chǎng)景；
[0025]3、在為了提高測(cè)量速度和精度，將數(shù)字全波型的回波檢測(cè)方法應(yīng)用到激光掃描車型識(shí)別設(shè)備中；
[0026]4、設(shè)備采用光纖耦合、光纖準(zhǔn)直、光纖分光技術(shù)，用光纖延時(shí)的方法實(shí)現(xiàn)單塊電路板對(duì)發(fā)射激光和激光回波的接收，提高了設(shè)備集成度，降低了系統(tǒng)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中所述系統(tǒng)的原理示意圖；
[0028]圖2是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0029]圖3是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中所述系統(tǒng)工作方法的流程圖；
[0030]圖4是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中所述脈沖激光發(fā)射電路的電路圖；
[0031]圖5是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中所述激光回波接收電路的電路圖；
[0032]圖6是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中所述數(shù)字全波型的回波檢測(cè)方法的流程圖；
[0033]圖中:I路面支架，2目標(biāo)車輛，3道路平面，5第一掃描面，6第二掃描面，11激光掃描檢測(cè)裝置，12車型識(shí)別裝置，13激光發(fā)射與接收模塊一，14激光發(fā)射與接收模塊二，15激光掃描模塊一，16激光掃描模塊二，17系統(tǒng)控制模塊，18數(shù)據(jù)采集與處理單元，19系統(tǒng)控制單元。

【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0035]如圖2所示，一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)，包括激光掃描檢測(cè)裝置11和與其連接的后臺(tái)上位機(jī)中的車型識(shí)別裝置12兩個(gè)部分，其中所述的激光掃描檢測(cè)裝置11包括激光發(fā)射與接收模塊一 13、激光發(fā)射與接收模塊二 14，分別與其連接的激光掃描模塊一 15、激光掃描模塊二 16，與激光掃描模塊一 15、激光掃描模塊二 16連接的數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制模塊17。所述的激光掃描檢測(cè)裝置11可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)二維平面的激光輪廓掃描，同時(shí)檢測(cè)路面兩個(gè)方向向量上的車輛截面，直接、快速的測(cè)量通過車輛的車型信息。
[0036]本實(shí)施例中，所述的激光發(fā)射與接收模塊一 13、激光發(fā)射與接收模塊二 14包括如圖4所示的脈沖激光發(fā)射電路、如圖5所示的激光回波接收電路、激光準(zhǔn)直光學(xué)部件、激光接收光學(xué)部件及半導(dǎo)體激光二極管等。
[0037]其中脈沖激光發(fā)射電路驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光二極管產(chǎn)生1ns脈寬、峰值功率約30W的905nm紅外脈沖激光,激光經(jīng)過準(zhǔn)直光學(xué)部件以小于5mrad的發(fā)散角射出。所述905nm紅外脈沖激光的脈寬還可以是范圍為5-20ns內(nèi)的其他取值，峰值功率也可是范圍為20W-50W內(nèi)的其他取值；遇到目標(biāo)物后激光回波經(jīng)過接收光學(xué)部件到達(dá)激光回波接收電路。為了提高集成度和穩(wěn)定性，發(fā)射和接收光學(xué)部分采用光纖輸出耦合、光纖分光、光纖準(zhǔn)直等技術(shù)。
[0038]所述的激光掃描模塊一 15、激光掃描模塊二 16是由電機(jī)控制器、直流無刷電機(jī)、單圈絕對(duì)值碼盤組成。電機(jī)控制器通過脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)控制直流無刷電機(jī)勻速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)激光反射鏡旋轉(zhuǎn)形成二維的掃描平面，掃描速度每分鐘3000轉(zhuǎn)。單圈絕對(duì)值碼盤得到的旋轉(zhuǎn)角度信息用于控制激光的發(fā)射時(shí)刻，以實(shí)現(xiàn)特定角分辨率(如0.5度)的均勻掃描，掃描范圍大于120度。其中，所述掃描速度也可以是范圍為1200-3000轉(zhuǎn)/分鐘內(nèi)的其他取值；所述角分辨率也可以是范圍為0.15-0.5度內(nèi)的其他取值。
[0039]數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制模塊17是整個(gè)檢測(cè)裝置的核心，包括數(shù)據(jù)采集與處理單元18和系統(tǒng)控制單元19兩個(gè)部分。其中所述的數(shù)據(jù)采集與處理單元18包括采樣量化模塊和實(shí)時(shí)距離計(jì)算模塊；所述的系統(tǒng)控制單元19包括用于控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和脈沖激光發(fā)射時(shí)刻的控制模塊，將角度信息和距離信息進(jìn)行匹配的匹配模塊，及通過以太網(wǎng)口上傳到車型識(shí)別裝置12的上傳模塊。數(shù)據(jù)采集與處理單元18能夠進(jìn)行采樣量化、實(shí)時(shí)距離計(jì)算，每秒可以實(shí)現(xiàn)50K的激光測(cè)距點(diǎn)云。為了實(shí)現(xiàn)快速的高精度測(cè)量，采用數(shù)字全波型的回波檢測(cè)方法，如圖6所示。數(shù)字全波型的回波檢測(cè)方法是指直接用高速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)對(duì)激光回波信號(hào)(需要預(yù)處理)進(jìn)行采樣，激光回波的時(shí)刻判定和時(shí)間的測(cè)量都采用數(shù)字信號(hào)處理的方法，包括以下步驟:
[0040]S21，采用高速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)將激光回波的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；
[0041]S22，提取激光回波信號(hào)的脈沖波形；
[0042]S23，將激光回波信號(hào)與激光發(fā)射信號(hào)進(jìn)行特征匹配；
[0043]S24，根據(jù)匹配結(jié)果判定回波時(shí)刻，計(jì)算回波延時(shí)得到測(cè)距結(jié)果。
[0044]系統(tǒng)控制單元19控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和脈沖激光發(fā)射時(shí)刻，將角度信息和距離信息進(jìn)行匹配，通過以太網(wǎng)口上傳到后臺(tái)上位機(jī)車型識(shí)別裝置12。后臺(tái)上位機(jī)作為車型識(shí)別裝置12的載體執(zhí)行車型分類算法，并將車型數(shù)據(jù)上傳至車道系統(tǒng)。采用工控機(jī)與前端激光掃描測(cè)量系統(tǒng)(2套)通訊，通過通訊接口如網(wǎng)口或者RS485獲取車輛截面各點(diǎn)到測(cè)量系統(tǒng)的距離，從而確定沿車輛長(zhǎng)度方向各斷面的高度、寬度、長(zhǎng)度情況，通過兩個(gè)掃描面的數(shù)據(jù)融合得到車輛的整體輪廓信息，并與各類型的車輛進(jìn)行特征匹配，獲得車輛類型，通過3G或者以太網(wǎng)上傳到車道系統(tǒng)。
[0045]本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中還針對(duì)高速公路或城市主干道的自由流收費(fèi)系統(tǒng)應(yīng)用，提出一種基于激光輪廓掃描的車型自動(dòng)識(shí)別方法。
[0046]如圖1、圖3所示，一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別方法，包括以下步驟:
[0047]Sll,通過安裝在路面支架I上的激光掃描檢測(cè)裝置11并行掃描行駛車輛的兩個(gè)截面，獲得測(cè)量的角度和距離數(shù)據(jù)，其中第一掃描面5平行于道路延伸方向，垂直于道路平面3且位于道路中間位置，掃描通過車輛的車型縱截面的輪廓信息，第二掃描面6與第一個(gè)掃描面5有夾角，垂直于道路平面3且覆蓋整個(gè)道路寬度，掃描通過車輛的車型橫截面輪廓信息；
[0048]S12,所述的激光掃描檢測(cè)裝置11通過網(wǎng)口將測(cè)量的角度和距離數(shù)據(jù)上傳到后臺(tái)上位機(jī)上的車型識(shí)別裝置12 ；
[0049]S13,所述的車型識(shí)別裝置12首先將掃描裝置的測(cè)量數(shù)據(jù)由以測(cè)量設(shè)備為參照的極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為以路面為參照的直角坐標(biāo)，然后將第一掃描面5、第二掃描面6的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，計(jì)算得到車輛的長(zhǎng)、寬、高以及整個(gè)車輛的輪廓信息，并實(shí)現(xiàn)多車輛情況下的車輛分離判定；
[0050]S14,將得到的車輛的輪廓信息與車型分類特征庫進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)車型的自動(dòng)識(shí)別功能。
[0051]實(shí)際應(yīng)用中，所述的第一掃描面5與第二掃描面6之間也可以為其他的角度，只要兩個(gè)掃描面都垂直于道路平面3且呈一定角度均可實(shí)現(xiàn)同樣的實(shí)用新型目的，本實(shí)施例中，第一掃描面5與第二掃描面6呈75度角。為了是避免多車道時(shí)相鄰兩個(gè)識(shí)別設(shè)備的掃描面重合導(dǎo)致的信號(hào)串?dāng)_問題，第一掃描面5與第二掃描面6之間不垂直。
[0052]所述的激光掃描檢測(cè)裝置11安裝于5.5m高的路面支架I上，激光掃描檢測(cè)裝置11的主控電路板采用ARM+FPGA的解決方案。
[0053]另外，所述的車型分類算法也可以直接嵌入到激光掃描檢測(cè)裝置11中，這樣用一個(gè)設(shè)備就可以完成本實(shí)施例中所述方案全部發(fā)明目的。
[0054]如圖6所示，為了實(shí)現(xiàn)快速的高精度測(cè)量，本實(shí)施例中通過激光掃描檢測(cè)裝置獲得測(cè)量的角度和距離數(shù)據(jù)時(shí)采用數(shù)字全波型的回波檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0055]S21，采用高速模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)將激光回波的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；
[0056]S22，提取激光回波信號(hào)的脈沖波形；
[0057]S23，將激光回波信號(hào)與激光發(fā)射信號(hào)進(jìn)行特征匹配；
[0058]S24，根據(jù)匹配結(jié)果判定回波時(shí)刻，計(jì)算回波延時(shí)得到測(cè)距結(jié)果。
[0059]通過上述實(shí)施例可以看出，采用本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】中所述的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)平均車速120公里/小時(shí)以下自由車流的所有通過車輛的車型自動(dòng)識(shí)別。
[0060]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本實(shí)用新型所述的系統(tǒng)并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例，上面的具體描述只是為了解釋本實(shí)用新型的目的，并非用于限制本實(shí)用新型。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出其他的實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型的技術(shù)創(chuàng)新范圍，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)，包括激光掃描檢測(cè)裝置(11)和與其連接的車型識(shí)別裝置(12)，其中所述的激光掃描檢測(cè)裝置(11)包括激光發(fā)射與接收模塊一(13)、激光發(fā)射與接收模塊二(14)，分別與其連接的激光掃描模塊一(15)、激光掃描模塊二(16)，與激光掃描模塊一(15)、激光掃描模塊二(16)連接的數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制模塊(17)，所述的車型識(shí)別裝置(12)用于執(zhí)行車型分類算法，并將車型數(shù)據(jù)上傳至車道系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述的激光發(fā)射與接收模塊一(13)、激光發(fā)射與接收模塊二(14)包括脈沖激光發(fā)射電路、激光回波接收電路、激光準(zhǔn)直光學(xué)部件、激光接收光學(xué)部件及半導(dǎo)體激光二極管。
3.如權(quán)利要求1所述的一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述的激光掃描模塊一(15)、激光掃描模塊二(16)是由電機(jī)控制器、直流無刷電機(jī)、單圈絕對(duì)值碼盤組成，所述的電機(jī)控制器通過脈沖寬度調(diào)制信號(hào)控制直流無刷電機(jī)勻速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)激光反射鏡旋轉(zhuǎn)形成二維的掃描平面。
4.如權(quán)利要求1所述的一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)處理和系統(tǒng)控制模塊(17)包括數(shù)據(jù)采集與處理單元(18)和系統(tǒng)控制單元(19)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)采集與處理單元(18)包括采樣量化模塊和實(shí)時(shí)距離計(jì)算模塊；所述的系統(tǒng)控制單元(19)包括用于控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和脈沖激光發(fā)射時(shí)刻的控制模塊，將角度信息和距離信息進(jìn)行匹配的匹配模塊，及通過以太網(wǎng)口上傳到車型識(shí)別裝置(12)的上傳模塊。
6.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)，其特征是:所述的車型識(shí)別裝置(12)設(shè)置在后臺(tái)上位機(jī)上。
7.如權(quán)利要求6所述的一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述的后臺(tái)上位機(jī)上的車型識(shí)別裝置(12)采用工控機(jī)與前端激光掃描檢測(cè)裝置(11)通訊，通過通訊接口獲取車輛截面各點(diǎn)到測(cè)量系統(tǒng)的距離，從而確定沿車輛長(zhǎng)度方向各斷面的高度、寬度、長(zhǎng)度情況，通過兩個(gè)掃描面的數(shù)據(jù)融合得到車輛的整體輪廓信息，并與各類型的車輛進(jìn)行特征匹配，獲得車輛類型，通過3G或者以太網(wǎng)上傳到車道系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求7所述的一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述的獲取車輛截面各點(diǎn)到測(cè)量系統(tǒng)的距離的通訊接口是網(wǎng)口或者RS485。
9.如權(quán)利要求8所述的一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述的后臺(tái)上位機(jī)上的車型識(shí)別裝置(12)通過3G或者以太網(wǎng)將獲得的車輛類型上傳到車道系統(tǒng)。
10.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的一種自由流收費(fèi)的激光掃描車型識(shí)別系統(tǒng)，其特征是:所述的車型識(shí)別裝置(12)直接嵌入到激光掃描檢測(cè)裝置(11)中。
【文檔編號(hào)】G08G1/04GK204178554SQ201420627481
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】張偉 申請(qǐng)人:北京握奇智能科技有限公司