本發(fā)明涉及車輛定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種車輛定位方法及裝置。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，多車道自由流系統(tǒng)是專用短程通信(Dedicated Short Range Communications，簡(jiǎn)稱DSRC)技術(shù)的重要應(yīng)用，廣泛使用于車輛自由行使?fàn)顟B(tài)下的車路通信，路橋收費(fèi)，交通流量調(diào)查，多義路徑標(biāo)識(shí)領(lǐng)域，并在城市交通管理，交通擁堵治理及排放控制領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

基于DSRC的多車道自由流系統(tǒng)中，路側(cè)系統(tǒng)使用多臺(tái)路側(cè)單元(Road Side Unit，簡(jiǎn)稱RSU)天線在道路橫截面形成連續(xù)的DSRC通信區(qū)域，以便與駛?cè)胪ㄐ艆^(qū)域內(nèi)車輛上裝載的車載單元(On Board Unit，簡(jiǎn)稱OBU)進(jìn)行無線通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用場(chǎng)景。但是由于道路交通的開放性，會(huì)存在部分未安裝OBU的車輛駛過多車道自由流系統(tǒng)斷面。未安裝OBU的車輛無法被DSRC系統(tǒng)識(shí)別，不能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的管控、統(tǒng)計(jì)或收費(fèi)應(yīng)用，但該車輛會(huì)被輔助定位系統(tǒng)識(shí)別。為了實(shí)現(xiàn)無標(biāo)簽車輛的稽查，需要將輔助定位系統(tǒng)獲取的車輛位置信息與DSRC系統(tǒng)獲取的車輛信息進(jìn)行比對(duì)，排除未安裝OBU的車輛。

目前，多車道自由流的輔助定位系統(tǒng)主要通過視頻檢測(cè)方式實(shí)現(xiàn)車輛的定位與跟蹤，但是視頻檢測(cè)方式易受天氣環(huán)境、車輛遮擋等的影響，定位精度比較低。

鑒于此，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛高檢測(cè)精度、高適應(yīng)性的定位成為目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種車輛定位方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的定位跟蹤功能，檢測(cè)精度高，適應(yīng)性強(qiáng)，不受光線等環(huán)境影響，同時(shí)對(duì)正常的變道、跨線行駛車輛能精確地定位與跟蹤。

第一方面，本發(fā)明提供一種車輛定位方法，包括：

獲取激光檢測(cè)區(qū)域的多路激光掃描線數(shù)據(jù)，所述激光掃描線數(shù)據(jù)包括：每路激光各掃描點(diǎn)回波中的距離值、脈寬值和脈沖峰值；

將所述多路激光掃描線數(shù)據(jù)中的距離值進(jìn)行坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述距離值、脈寬值和脈沖峰值，獲取表征反射面特性的反射特征值；

根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)或所述反射特征值，將所述激光檢測(cè)區(qū)域中的有車區(qū)域劃分出來，并確定有車區(qū)域數(shù)量與各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值；

根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)、獲取的反射特征值、各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值，將所有有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛進(jìn)行匹配，以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光檢測(cè)區(qū)域中車輛的定位。

可選地，在所述根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)、獲取的反射特征值、各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值，將所有有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛進(jìn)行匹配，以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光檢測(cè)區(qū)域中車輛的定位之后，還包括：

在所有有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛的匹配中，對(duì)沒有與有車區(qū)域匹配成功的已有車輛進(jìn)行刪除操作。

可選地，所述獲取激光檢測(cè)區(qū)域的多路激光掃描線數(shù)據(jù)，包括：

接收多路激光掃描線初始數(shù)據(jù)；

對(duì)接收的多路激光掃描線數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)；

剔除通過校驗(yàn)的多路激光掃描線數(shù)據(jù)的幀頭和幀尾，提取通過校驗(yàn)的多路激光掃描線數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)；

將時(shí)刻相同的有效數(shù)據(jù)組合在一起，生成一幀場(chǎng)景的多路激光掃描線數(shù)據(jù)。

可選地，所述將所述多路激光掃描線數(shù)據(jù)中的距離值進(jìn)行坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)，包括：

通過第一公式，獲取各掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的z位置，所述z位置為高度值；

通過第二公式，獲取各掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的y位置；

通過第三公式，獲取各掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的x位置；

其中，所述第一公式為：

z＝H-S*cosα，

H為激光器的安裝高度，S為獲取的激光掃描線數(shù)據(jù)中單個(gè)掃描點(diǎn)回波中的距離值，α為激光器與鉛垂線的夾角；

所述第二公式為：

y＝Y(jié)-zYH，

Y為無車時(shí)激光單個(gè)掃描點(diǎn)掃描到地面時(shí)的位置；

所述第三公式為：

x＝X0±S*sinβ，

X0為激光器在直角坐標(biāo)系中的x位置，β為所計(jì)算激光掃描點(diǎn)發(fā)射的掃描線與激光中心線的夾角，所述激光中心線為所有激光掃描線掃描到地面時(shí)距離值最小的一條線；

其中，在直角坐標(biāo)系中，垂直于路面向天空延伸的方向?yàn)閆軸，垂直于行車方向?yàn)閄軸，行車方向的反方向?yàn)閅軸。

可選地，在所述根據(jù)所述距離值、脈寬值和脈沖峰值，獲取表征反射面特性的反射特征值之前，還包括：

采取統(tǒng)計(jì)方法，預(yù)先訓(xùn)練出反射特征值與距離值、脈寬值和脈沖 峰值的關(guān)系的模型；

相應(yīng)地，所述根據(jù)所述距離值、脈寬值和脈沖峰值，獲取表征反射面特性的反射特征值，具體包括：

根據(jù)所述距離值、脈寬值、脈沖峰值，通過所述反射特征值與距離值、脈寬值和脈沖峰值的關(guān)系的模型，獲取表征反射面特性的反射特征值。

可選地，所述根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)或所述反射特征值，將所述激光檢測(cè)區(qū)域中的有車區(qū)域劃分出來，包括：

若掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的z位置大于預(yù)設(shè)第一閾值，則確定該掃描點(diǎn)掃描到的激光檢測(cè)區(qū)域的位置為有車區(qū)域；

和/或，

若相鄰兩個(gè)掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的x位置相差等于預(yù)設(shè)第二閾值或者相鄰兩個(gè)掃描點(diǎn)之間的反射特征值相差大于預(yù)設(shè)第三閾值，則確定該相鄰兩個(gè)掃描點(diǎn)為區(qū)域分割點(diǎn)；

根據(jù)所述區(qū)域分割點(diǎn)，將所述激光檢測(cè)區(qū)域中的有車區(qū)域劃分出來。

可選地，所述根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)、獲取的反射特征值、各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值，將所有有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛進(jìn)行匹配，包括：

S1、對(duì)各有車區(qū)域輪詢匹配；

S2、判斷所有有車區(qū)域是否匹配完畢，如果是則執(zhí)行S12，否則執(zhí)行S3；

S3、判斷場(chǎng)景中是否存在已有車輛，如果是則執(zhí)行S5，否則執(zhí)行S4；

S4、創(chuàng)建新車車輛信息，然后執(zhí)行S1，所述新車車輛信息包括：車輛ID、車頭覆蓋激光線號(hào)、車尾覆蓋激光線號(hào)、即將覆蓋的線號(hào)、車輛高度、車輛寬度、車輛左邊側(cè)位置、車輛右邊側(cè)位置、行車方向、 車輛反射特征值。

S5、判斷場(chǎng)景中是否存在未匹配成功的已有車輛，如果是則執(zhí)行S6，否則執(zhí)行S4；

S6、場(chǎng)景中未匹配成功的已有車輛輪詢與有車區(qū)域進(jìn)行匹配，然后執(zhí)行S7；

S7、判斷是否有未匹配過的已有車輛，如果是則執(zhí)行S8，否則執(zhí)行S4；

S8、有車區(qū)域所在線號(hào)是否是該未匹配過的已有車輛的覆蓋線號(hào)，如果是則執(zhí)行S10，否則執(zhí)行S9；

S9、有車區(qū)域所在線號(hào)是否是該未匹配過的已有車輛將要覆蓋的線號(hào)，如果是則執(zhí)行S10，否則執(zhí)行S6；

S10、根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)判斷有車區(qū)域的覆蓋范圍與該未匹配過的已有車輛的左右位置是否存在交集或者是否相差預(yù)設(shè)第四閾值，同時(shí)判斷有車區(qū)域的反射特征值與該未匹配過的已有車輛的反射特征值相差是否小于預(yù)設(shè)第五閾值，如果該兩次判斷結(jié)果均為是則執(zhí)行S11，否則執(zhí)行S6；

S11、有車區(qū)域與該未匹配過的已有車輛匹配成功，更新該未匹配過的已有車輛的匹配成功信息；

S12、結(jié)束匹配。

可選地，所述掃描點(diǎn)回波包括：?jiǎn)沃鼗夭?，?或多重回波；

在激光入射到激光檢測(cè)區(qū)域中的車輛的車身時(shí)，返回單重回波；

在激光入射到激光檢測(cè)區(qū)域中的車輛的車窗玻璃時(shí)，返回雙重回波，一重回波為激光穿透車窗玻璃后入射到物體時(shí)返回的回波，另一重回波為激光入射到車窗玻璃時(shí)返回的回波；

在所述掃描點(diǎn)回波采用雙重回波時(shí)，所述步驟S10還包括：

若該有車區(qū)域?yàn)檐嚧安Ａ?，判斷該有車區(qū)域的反射特征值與該未匹配過的已有車輛的車窗玻璃的反射特征值相差是否小于預(yù)設(shè)第六 閾值，若是則執(zhí)行S11，否則執(zhí)行S6。

第二方面，本發(fā)明提供一種車輛定位裝置，包括：

第一獲取模塊，用于獲取激光檢測(cè)區(qū)域的多路激光掃描線數(shù)據(jù)，所述激光掃描線數(shù)據(jù)包括：每路激光各掃描點(diǎn)回波中的距離值、脈寬值、脈沖峰值；

坐標(biāo)變換模塊，用于將所述多路激光掃描線數(shù)據(jù)中的距離值進(jìn)行坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)；

第二獲取模塊，用于根據(jù)所述距離值、脈寬值和脈沖峰值，獲取表征反射面特性的反射特征值；

區(qū)域劃分模塊，用于根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)或所述反射特征值，將所述激光檢測(cè)區(qū)域中的有車區(qū)域劃分出來，并確定有車區(qū)域數(shù)量與各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值；

匹配模塊，用于根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)、獲取的反射特征值、各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值，將所有有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛進(jìn)行匹配，以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光檢測(cè)區(qū)域中車輛的定位。

可選地，所述裝置，還包括：

收尾模塊，用于在所有有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛的匹配中，對(duì)沒有與有車區(qū)域匹配成功的已有車輛進(jìn)行刪除操作。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的車輛定位方法及裝置，通過獲取激光檢測(cè)區(qū)域的多路激光掃描線數(shù)據(jù)，將多路激光掃描線數(shù)據(jù)中的距離值進(jìn)行坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)，根據(jù)多路激光掃描線數(shù)據(jù)中的距離值、脈寬值和脈沖峰值獲取表征反射面特性的反射特征值，根據(jù)直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)或反射特征值將激光檢測(cè)區(qū)域中的有車區(qū)域劃分出來，并確定有車區(qū)域數(shù)量與各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值，根據(jù)直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)、獲取的反射特征值、各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值，將所有 有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛進(jìn)行匹配，以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光檢測(cè)區(qū)域中車輛的定位，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的定位跟蹤功能，檢測(cè)精度高，適應(yīng)性強(qiáng)，不受光線等環(huán)境影響，同時(shí)對(duì)正常的變道、跨線行駛車輛能精確地定位與跟蹤。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種車輛定位方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的車輛進(jìn)入激光檢測(cè)區(qū)域的示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的激光單個(gè)掃描點(diǎn)接收的脈沖數(shù)據(jù)的示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種6路激光掃描線掃描的距離值的數(shù)據(jù)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的激光掃描線掃描高度與前后位置的示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的計(jì)算激光掃描線掃描左右位置的示意圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種6路激光掃描線掃描的距離值坐標(biāo)變換后的數(shù)據(jù)示意圖；

圖8為圖1所示實(shí)施例中的將所有有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛進(jìn)行匹配的流程示意圖；

圖9為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種車輛定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他的實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的車輛定位方法的流程示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例的車輛定位方法如下所述。

101、獲取激光檢測(cè)區(qū)域的多路激光掃描線數(shù)據(jù)，所述激光掃描線數(shù)據(jù)包括：每路激光各掃描點(diǎn)回波中的距離值、脈寬值和脈沖峰值。

可理解的是，每路激光各掃描點(diǎn)回波中的距離值反映的是發(fā)射激光掃描線的激光器到反射物體的距離。一路激光掃描線數(shù)據(jù)是由激光器的激光掃描范圍內(nèi)的多點(diǎn)數(shù)據(jù)組成的。優(yōu)選地，每路激光掃描線可包括361個(gè)掃描點(diǎn)，掃描角度為0-180度，每0.5度掃描一次。

在具體應(yīng)用中，所述步驟101，可包括：

接收多路激光掃描線初始數(shù)據(jù)；

對(duì)接收的多路激光掃描線數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)；

剔除通過校驗(yàn)的多路激光掃描線數(shù)據(jù)的幀頭和幀尾，提取通過校驗(yàn)的多路激光掃描線數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)；

將時(shí)刻相同的有效數(shù)據(jù)組合在一起，生成一幀場(chǎng)景的多路激光掃描線數(shù)據(jù)。

在具體應(yīng)用中，可采用輪詢或中斷接收方式接收通過接口傳輸過來的多路激光掃描線初始數(shù)據(jù)。

102、將所述多路激光掃描線數(shù)據(jù)中的距離值進(jìn)行坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)。

在具體應(yīng)用中，所述步驟102，可包括：

通過第一公式，獲取各掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的z位置，所述z位置為高度值；

通過第二公式，獲取各掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的y位置；

通過第三公式，獲取各掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的x位置；

其中，所述第一公式為：

z＝H-S*cosα，

H為激光器的安裝高度，S為獲取的激光掃描線數(shù)據(jù)中單個(gè)掃描點(diǎn)回波中的距離值，α為激光器與鉛垂線的夾角；

所述第二公式為：

y＝Y(jié)-zYH，

Y為無車時(shí)激光單個(gè)掃描點(diǎn)掃描到地面時(shí)的位置；

所述第三公式為：

x＝X0±S*sinβ，

X0為激光器在直角坐標(biāo)系中的x位置，β為所計(jì)算激光掃描點(diǎn)發(fā)射的掃描線與激光中心線的夾角，所述激光中心線為所有激光掃描線掃描到地面時(shí)距離值最小的一條線；

其中，在直角坐標(biāo)系中，垂直于路面向天空延伸的方向?yàn)閆軸，垂直于行車方向?yàn)閄軸，行車方向的反方向?yàn)閅軸。

103、根據(jù)所述距離值、脈寬值和脈沖峰值，獲取表征反射面特性的反射特征值。

在具體應(yīng)用中，所述步驟103，可包括：

根據(jù)所述距離值、脈寬值、脈沖峰值，通過預(yù)先訓(xùn)練出的反射特征值與距離值、脈寬值和脈沖峰值的關(guān)系的模型，獲取表征反射面特性的反射特征值。

應(yīng)說明的是，在所述步驟103之前，可采取統(tǒng)計(jì)方法，預(yù)先訓(xùn)練出反射特征值與距離值、脈寬值和脈沖峰值的關(guān)系的模型。

104、根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)或所述反射特征值，將所述激光檢測(cè)區(qū)域中的有車區(qū)域劃分出來，并確定有車區(qū)域數(shù)量與各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值。

由于車與車左右之間是有間隔的，所以在具體應(yīng)用中，所述步驟104，可包括：

若掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的z位置大于預(yù)設(shè)第一閾 值，則確定該掃描點(diǎn)掃描到的激光檢測(cè)區(qū)域的位置為有車區(qū)域；

和/或，

若相鄰兩個(gè)掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的x位置相差等于預(yù)設(shè)第二閾值或者相鄰兩個(gè)掃描點(diǎn)之間的反射特征值相差大于預(yù)設(shè)第三閾值，則確定該相鄰兩個(gè)掃描點(diǎn)為區(qū)域分割點(diǎn)；

根據(jù)所述區(qū)域分割點(diǎn)，將所述激光檢測(cè)區(qū)域中的有車區(qū)域劃分出來。

105、根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)、獲取的反射特征值、各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值，將所有有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛進(jìn)行匹配，以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光檢測(cè)區(qū)域中車輛的定位。

其中，上述中獲取的反射特征值是指通過距離值、脈寬值、脈沖峰值計(jì)算得到的單點(diǎn)反射特征值；“各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值”中的“反射特征值”是指有車區(qū)域的反射特征值。

在具體應(yīng)用中，如圖8所示，所述步驟105，可包括：

S1、對(duì)各有車區(qū)域輪詢匹配；

S2、判斷所有有車區(qū)域是否匹配完畢，如果是則執(zhí)行S12，否則執(zhí)行S3；

S3、判斷場(chǎng)景中是否存在已有車輛，如果是則執(zhí)行S5，否則執(zhí)行S4；

S4、創(chuàng)建新車車輛信息，然后執(zhí)行S1，所述新車車輛信息包括：車輛ID、車頭覆蓋激光線號(hào)、車尾覆蓋激光線號(hào)、即將覆蓋的線號(hào)、車輛高度、車輛寬度、車輛左邊側(cè)位置、車輛右邊側(cè)位置、行車方向、車輛反射特征值。

S5、判斷場(chǎng)景中是否存在未匹配成功的已有車輛，如果是則執(zhí)行S6，否則執(zhí)行S4；

S6、場(chǎng)景中未匹配成功的已有車輛輪詢與有車區(qū)域進(jìn)行匹配，然 后執(zhí)行S7；

S7、判斷是否有未匹配過的已有車輛，如果是則執(zhí)行S8，否則執(zhí)行S4；

S8、有車區(qū)域所在線號(hào)是否是該未匹配過的已有車輛的覆蓋線號(hào)，如果是則執(zhí)行S10，否則執(zhí)行S9；

S9、有車區(qū)域所在線號(hào)是否是該未匹配過的已有車輛將要覆蓋的線號(hào)，如果是則執(zhí)行S10，否則執(zhí)行S6；

S10、根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)判斷有車區(qū)域的覆蓋范圍與該未匹配過的已有車輛的左右位置是否存在交集或者是否相差預(yù)設(shè)第四閾值，同時(shí)判斷有車區(qū)域的反射特征值與該未匹配過的已有車輛的反射特征值相差是否小于預(yù)設(shè)第五閾值，如果該兩次判斷結(jié)果均為是則執(zhí)行S11，否則執(zhí)行S6；

S11、有車區(qū)域與該未匹配過的已有車輛匹配成功，更新該未匹配過的已有車輛的匹配成功信息；

S12、結(jié)束匹配。

在具體應(yīng)用中，本實(shí)施例所述掃描點(diǎn)回波包括：?jiǎn)沃鼗夭ǎ?或多重回波；

單重回波是指一個(gè)掃描點(diǎn)發(fā)射的光不論入射到幾個(gè)檢測(cè)物體只返回一個(gè)回波，多重回波是指一個(gè)掃描點(diǎn)發(fā)射的光入射到多個(gè)檢測(cè)物體返回多個(gè)回波。一般常用單重回波和雙重回波。在激光入射到激光檢測(cè)區(qū)域中的車輛的車身時(shí)，返回單重回波；在激光入射到激光檢測(cè)區(qū)域中的車輛的車窗玻璃時(shí)，返回雙重回波，一重回波為激光穿透車窗玻璃后入射到物體時(shí)返回的回波，另一重回波為激光入射到車窗玻璃時(shí)返回的回波。利用此特點(diǎn)，可以區(qū)分車身與車窗玻璃。

車窗玻璃包括前擋風(fēng)玻璃、后擋風(fēng)玻璃、天窗。由于天窗有區(qū)別與前后擋風(fēng)玻璃的特點(diǎn)，高度比前后擋風(fēng)玻璃高，寬度比前后擋風(fēng)玻璃窄。因此，可以通過提取前后擋風(fēng)玻璃的雙重反射特征值，在車輛 信息添加車窗玻璃反射特征值來輔助車輛匹配步驟。在具體應(yīng)用中，在所述掃描點(diǎn)回波采用雙重回波時(shí)，所述步驟S10還可包括：

若該有車區(qū)域?yàn)檐嚧安Ａ?，判斷該有車區(qū)域的反射特征值與該未匹配過的已有車輛的車窗玻璃的反射特征值相差是否小于預(yù)設(shè)第六閾值，若是則執(zhí)行S11，否則執(zhí)行S6。

本實(shí)施例的車輛定位方法，通過獲取激光檢測(cè)區(qū)域的多路激光掃描線數(shù)據(jù)，將多路激光掃描線數(shù)據(jù)中的距離值進(jìn)行坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)，根據(jù)多路激光掃描線數(shù)據(jù)中的距離值、脈寬值和脈沖峰值獲取表征反射面特性的反射特征值，根據(jù)直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)或反射特征值將激光檢測(cè)區(qū)域中的有車區(qū)域劃分出來，并確定有車區(qū)域數(shù)量與各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值，根據(jù)直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)、獲取的反射特征值、各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值，將所有有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛進(jìn)行匹配，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的定位跟蹤功能，檢測(cè)精度高，適應(yīng)性強(qiáng)，不受光線等環(huán)境影響，同時(shí)對(duì)正常的變道、跨線行駛車輛能精確地定位與跟蹤。

在所述步驟105之后，還可包括圖中未示出的步驟106：

106、在所有有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛的匹配中，對(duì)沒有與有車區(qū)域匹配成功的已有車輛進(jìn)行刪除操作。

舉例來說，如圖2所示，以激光檢測(cè)區(qū)域包含6條激光掃描線為例，延行車方向，線號(hào)分別命名為線1、線2、線3、線4、線5、線6，獲取的多路激光掃描線數(shù)據(jù)分別為1路數(shù)據(jù)、2路數(shù)據(jù)、3路數(shù)據(jù)、4路數(shù)據(jù)、5路數(shù)據(jù)、6路數(shù)據(jù)，各路掃描的激光掃描線數(shù)據(jù)包括各掃描點(diǎn)回波中的距離值、脈沖峰值、脈寬值。在圖2中，當(dāng)車輛V1和車輛V2進(jìn)入到激光檢測(cè)區(qū)域的激光掃描斷面時(shí)，被多條激光線掃描到，在直角坐標(biāo)系中，垂直于路面向天空延伸的方向?yàn)閆軸，垂直于行車方向?yàn)閄軸，行車方向的反方向?yàn)閅軸。

以各掃描點(diǎn)回波為單重回波為例，即只有一個(gè)距離值、脈寬值、脈沖峰值，本實(shí)施例所述車輛定位方法，包括下述步驟201-206：

201、獲取激光檢測(cè)區(qū)域的6路激光掃描線數(shù)據(jù)，所述激光掃描線數(shù)據(jù)包括：每路激光各掃描點(diǎn)回波中的距離值、脈寬值和脈沖峰值。

在具體應(yīng)用中，所述步驟201，具體包括：

通過網(wǎng)口傳輸，中斷接收方式，每隔20ms，接收一次6路激光掃描線初始數(shù)據(jù)；

對(duì)接收的6路激光掃描線數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)；

剔除通過校驗(yàn)的6路激光掃描線數(shù)據(jù)的幀頭和幀尾，提取通過校驗(yàn)的6路激光掃描線數(shù)據(jù)的有效數(shù)據(jù)；

將時(shí)刻相同的有效數(shù)據(jù)組合在一起，生成一幀場(chǎng)景的6路激光掃描線數(shù)據(jù)。

其中，每路激光掃描線包括361個(gè)掃描點(diǎn)，每路激光掃描線數(shù)據(jù)包含361個(gè)掃描點(diǎn)的信息，掃描角度為0-180度，每0.5度掃描一次。每個(gè)掃描點(diǎn)接收的脈沖數(shù)據(jù)示意圖如圖3所示，通過接收到此脈沖的時(shí)間計(jì)算得到每個(gè)掃描點(diǎn)的距離值，脈沖的最大值即為脈沖峰值H，脈沖的有效寬度即為脈寬值W＝t_下-t_上，其中t_上為脈沖起始時(shí)刻，t_下為脈沖結(jié)束時(shí)刻。

生成的一幀場(chǎng)景的6路激光掃描線數(shù)據(jù)中的距離值的數(shù)據(jù)可參照?qǐng)D4所示，圖4中凸起部分為掃描到的車輛信息，6路數(shù)據(jù)組成一幀場(chǎng)景數(shù)據(jù)。反射特征值形狀與距離值波形圖類似，只是路面部分與車輛部分的峰值大小關(guān)系不同，在此不列舉。

202、參見圖5和圖6，將所述6路激光掃描線數(shù)據(jù)中的距離值進(jìn)行坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)。

在具體應(yīng)用中，所述步驟102，可包括：

通過第一公式，獲取各掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的z位置，所述z位置為高度值；

通過第二公式，獲取各掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的y位置；

通過第三公式，獲取各掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的x位置；

其中，所述第一公式為：

z＝H-S*cosα，

H為激光器的安裝高度，S為獲取的激光掃描線數(shù)據(jù)中單個(gè)掃描點(diǎn)回波中的距離值，α為激光器與鉛垂線的夾角；

所述第二公式為：

y＝Y(jié)-zYH，

Y為無車時(shí)激光單個(gè)掃描點(diǎn)掃描到地面時(shí)的位置；

所述第三公式為：

x＝X0±S*sinβ，

X0為激光器在直角坐標(biāo)系中的x位置，β為所計(jì)算激光掃描點(diǎn)發(fā)射的掃描線與激光中心線的夾角，所述激光中心線為所有激光掃描線掃描到地面時(shí)距離值最小的一條線。

6路坐標(biāo)變換后的數(shù)據(jù)，如圖7所示，右邊凸起部分為車輛V1所在位置，左邊凸起部分為車輛V2所在位置，圖6中S_中為所有激光掃描線掃描到地面時(shí)的最小的距離值。

203、根據(jù)所述6路激光掃描線數(shù)據(jù)中的距離值、脈寬值、脈沖峰值，通過預(yù)先訓(xùn)練出的反射特征值與距離值、脈寬值和脈沖峰值的關(guān)系的模型，獲取表征反射面特性的反射特征值。

應(yīng)說明的是，本步驟中的反射特征值與反射面的材質(zhì)有關(guān)系，例如地面、車輛顏色、車輛表面噴漆的材質(zhì)、車窗玻璃材質(zhì)等。

在所述步驟203之前，可采取統(tǒng)計(jì)方法，預(yù)先訓(xùn)練出地面、不同車輛顏色、不同車輛品牌、不同車輛類型等車輛的反射特征值與距離值、脈寬值和脈沖峰值的關(guān)系的模型。

204、根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)或所獲取的反射特征值，將所述激光檢測(cè)區(qū)域中的有車區(qū)域劃分出來，并確定有車區(qū)域數(shù)量與各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值。

由于車與車左右之間是有間隔的，所以在具體應(yīng)用中，所述步驟204，包括：

若掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的z位置大于預(yù)設(shè)第一閾值，則確定該掃描點(diǎn)掃描到的激光檢測(cè)區(qū)域的位置為有車區(qū)域；

和/或，

若相鄰兩個(gè)掃描點(diǎn)掃描到車輛在直角坐標(biāo)系中的x位置相差等于預(yù)設(shè)第二閾值或者相鄰兩個(gè)掃描點(diǎn)之間的反射特征值相差大于預(yù)設(shè)第三閾值，則確定該相鄰兩個(gè)掃描點(diǎn)為區(qū)域分割點(diǎn)；

根據(jù)所述區(qū)域分割點(diǎn)，將所述激光檢測(cè)區(qū)域中的有車區(qū)域劃分出來。

205、如圖8所示，根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)、獲取的反射特征值、各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值，將所有有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛進(jìn)行匹配，以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光檢測(cè)區(qū)域中車輛的定位。

具體地，所述步驟205，包括：

S1、對(duì)各有車區(qū)域輪詢匹配；

S2、判斷所有有車區(qū)域是否匹配完畢，如果是則執(zhí)行S12，否則執(zhí)行S3；

S3、判斷場(chǎng)景中是否存在已有車輛，如果是則執(zhí)行S5，否則執(zhí)行S4；

S4、創(chuàng)建新車車輛信息，然后執(zhí)行S1，所述新車車輛信息包括：車輛ID、車頭覆蓋激光線號(hào)、車尾覆蓋激光線號(hào)、即將覆蓋的線號(hào)、車輛高度、車輛寬度、車輛左邊側(cè)位置、車輛右邊側(cè)位置、行車方向、車輛反射特征值。

S5、判斷場(chǎng)景中是否存在未匹配成功的已有車輛，如果是則執(zhí)行S6，否則執(zhí)行S4；

S6、場(chǎng)景中未匹配成功的已有車輛輪詢與有車區(qū)域進(jìn)行匹配，然后執(zhí)行S7；

S7、判斷是否有未匹配過的已有車輛，如果是則執(zhí)行S8，否則執(zhí)行S4；

S8、有車區(qū)域所在線號(hào)是否是該未匹配過的已有車輛的覆蓋線號(hào)，如果是則執(zhí)行S10，否則執(zhí)行S9；

S9、有車區(qū)域所在線號(hào)是否是該未匹配過的已有車輛將要覆蓋的線號(hào)，如果是則執(zhí)行S10，否則執(zhí)行S6；

S10、根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)判斷有車區(qū)域的覆蓋范圍與該未匹配過的已有車輛的左右位置是否存在交集或者是否相差預(yù)設(shè)第四閾值，同時(shí)判斷有車區(qū)域的反射特征值與該未匹配過的已有車輛的反射特征值相差是否小于預(yù)設(shè)第五閾值，如果該兩次判斷結(jié)果均為是則執(zhí)行S11，否則執(zhí)行S6；

S11、有車區(qū)域與該未匹配過的已有車輛匹配成功，更新該未匹配過的已有車輛的匹配成功信息；

S12、結(jié)束匹配。

206、在所有有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛的匹配中，對(duì)沒有與有車區(qū)域匹配成功的已有車輛進(jìn)行刪除操作。

可理解的是，當(dāng)車輛行駛出激光覆蓋場(chǎng)景時(shí)，不再會(huì)有有車區(qū)域和其匹配，此時(shí)可以刪除此車輛信息。

通過對(duì)車輛實(shí)時(shí)覆蓋激光線位置的描述，可以完整的描繪出車輛行駛的路徑，達(dá)到了車輛定位的目的。

在上述舉例中，若所述掃描點(diǎn)回波采用雙重回波，即在激光入射到激光檢測(cè)區(qū)域中的車輛的車窗玻璃時(shí)，返回雙重回波，一重回波為激光穿透車窗玻璃后入射到物體時(shí)返回的回波，另一重回波為激光入 射到車窗玻璃時(shí)返回的回波。利用此特點(diǎn)，可以區(qū)分車身與車窗玻璃。車窗玻璃包括前擋風(fēng)玻璃、后擋風(fēng)玻璃、天窗。由于天窗有區(qū)別與前后擋風(fēng)玻璃的特點(diǎn)，高度比前后擋風(fēng)玻璃高，寬度比前后擋風(fēng)玻璃窄。因此，可以通過提取前后擋風(fēng)玻璃的雙重反射特征值，在車輛信息添加車窗玻璃反射特征值來輔助車輛匹配步驟，所述步驟S10還可包括：

若該有車區(qū)域?yàn)檐嚧安Ａ?，判斷該有車區(qū)域的反射特征值與該未匹配過的已有車輛的車窗玻璃的反射特征值相差是否小于預(yù)設(shè)第六閾值，若是則執(zhí)行S11，否則執(zhí)行S6。

本實(shí)施例的車輛定位方法，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的定位跟蹤功能，檢測(cè)精度高，適應(yīng)性強(qiáng)，不受光線等環(huán)境影響，同時(shí)對(duì)正常的變道、跨線行駛車輛能精確地定位與跟蹤。

圖9示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種車輛定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖9所示，本實(shí)施例的車輛定位裝置，包括：第一獲取模塊91、坐標(biāo)變換模塊92、第二獲取模塊93、區(qū)域劃分模塊94和匹配模塊95；

第一獲取模塊91，用于獲取激光檢測(cè)區(qū)域的多路激光掃描線數(shù)據(jù)，所述激光掃描線數(shù)據(jù)包括：每路激光各掃描點(diǎn)回波中的距離值、脈寬值和脈沖峰值；

坐標(biāo)變換模塊92，用于將所述多路激光掃描線數(shù)據(jù)中的距離值進(jìn)行坐標(biāo)變換，轉(zhuǎn)換為直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)；

第二獲取模塊93，用于根據(jù)所述距離值、脈寬值和脈沖峰值，獲取表征反射面特性的反射特征值；

區(qū)域劃分模塊94，用于根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)或所述反射特征值，將所述激光檢測(cè)區(qū)域中的有車區(qū)域劃分出來，并確定有車區(qū)域數(shù)量與各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值；

匹配模塊95，用于根據(jù)所述直角坐標(biāo)系中的位置信息數(shù)據(jù)、獲 取的反射特征值、各有車區(qū)域的寬度、高度和反射特征值，將所有有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛進(jìn)行匹配，以實(shí)現(xiàn)對(duì)激光檢測(cè)區(qū)域中車輛的定位。

在具體應(yīng)用中，所述裝置還可包括圖中未示出的：

收尾模塊96，用于在所有有車區(qū)域分別與存儲(chǔ)的所有已有車輛的匹配中，對(duì)沒有與有車區(qū)域匹配成功的已有車輛進(jìn)行刪除操作。

本實(shí)施例的車輛定位裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的定位跟蹤功能，檢測(cè)精度高，適應(yīng)性強(qiáng)，不受光線等環(huán)境影響，同時(shí)對(duì)正常的變道、跨線行駛車輛能精確地定位與跟蹤。

本實(shí)施例的車輛定位裝置，可以用于執(zhí)行前述圖1所示方法實(shí)施例的技術(shù)方案，其實(shí)現(xiàn)原理和技術(shù)效果類似，此處不再贅述。

在本發(fā)明實(shí)施方式中“第一”和“第二”等并不是對(duì)先后順序做出規(guī)定，只是對(duì)名稱做出區(qū)別，在本發(fā)明實(shí)施方式中，不做出任何的限定。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。