專利名稱：用于車輛幾何外型測(cè)量和速度確定的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及借助于至少一個(gè)激光掃描器對(duì)公路上縱向運(yùn)動(dòng)的車輛進(jìn)行幾何外型測(cè)量和速度確定的方法和裝置，所述激光掃描器被安裝在公路平面上方，在對(duì)準(zhǔn)公路及車輛的測(cè)量平面中掃描限制測(cè)量區(qū)域內(nèi)的公路以及上面沿行駛方向運(yùn)動(dòng)的車輛，并在所述測(cè)量平面上生成作為一個(gè)掃描周期中的測(cè)量數(shù)據(jù)的車輛輪廓。所述裝置也包括連接在激光掃描器上用于分析測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
車輛的幾何外型是車輛分類的一種可能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，典型的應(yīng)用領(lǐng)域是計(jì)算征收養(yǎng)路費(fèi)的稅率等級(jí)，交通引導(dǎo)技術(shù)(Verkehrsleittechnik)的使用或交通數(shù)據(jù)的衛(wèi)星收集。
目前存在用激光掃描器實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛在三個(gè)空間方向上進(jìn)行幾何外型測(cè)量的不同方法。一種已知方法在于，在至少兩個(gè)測(cè)量平面上測(cè)量，其中通過計(jì)算測(cè)量對(duì)象進(jìn)入第一和其他測(cè)量平面之間的時(shí)間差實(shí)現(xiàn)速度測(cè)量和行駛方向上測(cè)量值的定標(biāo)。其他已知方法基于用于對(duì)象測(cè)量的激光掃描器和用于確定相應(yīng)對(duì)象速度的其他傳感器的組合使用。
在所有已知裝置和方法中，選擇激光掃描器的測(cè)量平面垂直于行駛方向，因此在確定對(duì)象長(zhǎng)度時(shí)由于激光掃描器的循環(huán)時(shí)間使可獲得的測(cè)量準(zhǔn)確性受到限制。因此獲取測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)高的測(cè)量準(zhǔn)確性要求盡可能高的掃描速率，而高掃描速率又造成了高成本、噪聲損耗以及激光掃描器的有效角度范圍小等缺點(diǎn)。
例如在WO 90/09014中公開了一種這樣的方法，即描述了兩個(gè)分別垂直于行駛方向定位的激光掃描器。由激光掃描器連續(xù)經(jīng)過的路程-時(shí)間差計(jì)算車輛速度。這個(gè)文件中沒有公開車輛幾何外型的確定。
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種方法和一種裝置，借助于它們能夠以特別經(jīng)濟(jì)可靠的形式和方式實(shí)現(xiàn)車輛幾何外型和速度的精確測(cè)量。
在本發(fā)明的第一個(gè)方面中用開始所述類型的方法實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，根據(jù)本發(fā)明所述方法的特點(diǎn)是激光掃描器的測(cè)量平面相對(duì)于行駛方向的垂直平面旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，并且由激光掃描器的測(cè)量數(shù)據(jù)獲得車輛與時(shí)間有關(guān)的空間表示，由此在考慮一般車輛形狀的情況下至少確定車輛的長(zhǎng)度和速度。
申請(qǐng)人第一次知道，假設(shè)已知車輛的一般形狀，例如矩形，能夠由單個(gè)斜放的激光掃描器的測(cè)量數(shù)據(jù)確定車輛的具體幾何數(shù)據(jù)，例如長(zhǎng)、寬、高等以及其速度。本發(fā)明提供了對(duì)已知設(shè)計(jì)的顯著簡(jiǎn)化和節(jié)省，所述已知設(shè)計(jì)為了這個(gè)目的需要至少兩個(gè)測(cè)量平面及傳感器。另外，由于測(cè)量平面的斜放，能夠使用具有相對(duì)較小采集速率的激光掃描器，這種激光掃描器經(jīng)濟(jì)、耐用且不易受干擾，而不影響長(zhǎng)度和速度測(cè)量的準(zhǔn)確性，并且支持寬度的測(cè)量范圍。
根據(jù)本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方式，在時(shí)間連續(xù)的表示輪廓中確定與車輛輪廓相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)，所述測(cè)量點(diǎn)在第一時(shí)間點(diǎn)時(shí)或最好在第一時(shí)間點(diǎn)之前占據(jù)行駛方向上的顯著的縱向位置，并且測(cè)量點(diǎn)的進(jìn)一步位置改變?cè)陔S后的輪廓中確定，直到在隨后的第二個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)或最好在其后暫時(shí)不再發(fā)生顯著的位置改變，并且車輛的速度由所述時(shí)間點(diǎn)上確定的測(cè)量點(diǎn)位置的路程-時(shí)間差確定。
以這樣的方式，借助于第一段中斜放的激光掃描器檢測(cè)車輛前端及車輛尾部的經(jīng)過，并且從其運(yùn)動(dòng)中計(jì)算出速度。
由于其簡(jiǎn)單性而特別有利的變體在于，選擇車輛最大的—或者最小的—縱向位置作為顯著的縱向位置。
這種實(shí)施方式尤其也公開了車輛長(zhǎng)度的特別簡(jiǎn)單的確定方法，即在時(shí)間連續(xù)的輪廓中確定與車輛輪廓相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)，所述測(cè)量點(diǎn)在第三時(shí)間點(diǎn)上占據(jù)行駛方向上最小或最大的縱向位置，并且車輛長(zhǎng)度根據(jù)公式長(zhǎng)度＝x1+(t結(jié)束-t1)·速度-x結(jié)束從先前得到的速度中確定。
將確定的速度使用在空間表示的定標(biāo)中，以從中獲得車輛的三維幾何形狀，在所有情況下都是特別有利的。
為了提高準(zhǔn)確性和可靠性，最好也考慮一般車輛外型的縱軸對(duì)稱以修正測(cè)量數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的其他有益的實(shí)施方式，也可以使用多個(gè)在公路寬度上分布排列的激光掃描器。這樣不僅能夠擴(kuò)大可獲得的公路寬度，即總測(cè)量區(qū)域，而且能夠提高在大部分通行中的測(cè)量準(zhǔn)確性由于并排排列的激光掃描器測(cè)量平面的斜放，在公路中間區(qū)域行駛的車輛在時(shí)間上連續(xù)地經(jīng)過多個(gè)測(cè)量平面。為了提高測(cè)量準(zhǔn)確性，其中通過綜合分析所述激光掃描器的測(cè)量數(shù)據(jù)，最好將通過兩個(gè)或更多的激光掃描器測(cè)量平面的車輛識(shí)別為一個(gè)同一車輛，并且最好考慮通過兩個(gè)測(cè)量平面時(shí)的路程-時(shí)間差，以檢查第一激光掃描器獲得的速度，并且當(dāng)?shù)谝患す鈷呙杵鞯臋z測(cè)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，將由路程-時(shí)間差確定的速度和車輛長(zhǎng)度分配給車輛。
下面的方式在任何情況下都是特別有利的根據(jù)是否經(jīng)過了其他垂直于公路掃描的激光掃描器來觸發(fā)其他裝置，例如照相機(jī)等，和/或開始輸出確定的幾何和速度數(shù)據(jù)。在第一種情況下，例如可以為了歸檔和證明的目的拍攝經(jīng)過的車輛的照片，在后一種情況中確保了以經(jīng)過的時(shí)間關(guān)系輸出獲得的數(shù)據(jù)。可選地，也可以通過獲得公路上車輛預(yù)定的縱向位置來實(shí)現(xiàn)。
最好也能夠借助于至少一個(gè)其他的、沿著公路掃描的激光掃描器繼續(xù)觀察和跟蹤更大公路縱向范圍內(nèi)的選定車型。
借助于可選的傳感器，特別是公路中的壓力傳感器，還能夠獲得車輛車軸的數(shù)目，所述車軸數(shù)目是車輛分類的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的方法能夠特別容易地校準(zhǔn)。為此只要求從已知幾何外型和已知速度的車輛多次通過中獲知激光掃描器的準(zhǔn)確安裝位置。
在本發(fā)明的第二個(gè)方面中，利用一種用于對(duì)公路上沿著縱向方向運(yùn)動(dòng)的車輛進(jìn)行幾何外型測(cè)量和速度確定的裝置實(shí)現(xiàn)上述目的，所述裝置具有至少一個(gè)激光掃描器，所述激光掃描器安裝在公路平面上方，并且在對(duì)準(zhǔn)公路及車輛的測(cè)量平面中掃描限制測(cè)量區(qū)域內(nèi)的公路及在其上沿行駛方向運(yùn)動(dòng)的車輛，并且在測(cè)量平面中產(chǎn)生作為一個(gè)掃描周期中的測(cè)量數(shù)據(jù)的車輛輪廓，所述裝置還具有連接到激光掃描器的用于分析測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，將激光掃描器的測(cè)量平面相對(duì)于行駛方向的垂直平面旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，并且所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從激光掃描器的測(cè)量數(shù)據(jù)中獲得車輛與時(shí)間有關(guān)的空間表示，并在考慮一般車輛外型的情況下從中至少確定車輛長(zhǎng)度和速度。
在從屬權(quán)利要求中列出了本發(fā)明裝置的優(yōu)選特征。關(guān)于這些實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)參閱方法的相應(yīng)實(shí)施例。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)在以下描述中借助于附圖表示的實(shí)施例給出。附圖中

圖1a到1c表示俯視圖(圖1a)、正視圖(圖1b)和側(cè)視圖(圖1c)中傳感器系統(tǒng)的一個(gè)例子；圖2用一個(gè)例子示出了在四個(gè)時(shí)間連續(xù)的示范性選出的測(cè)量周期中對(duì)象測(cè)量的原理，所述測(cè)量循環(huán)在附圖中被相疊地表示，即每次側(cè)視圖中在左半部分而正視圖中在右半部分；圖3a和3b以框圖的形式表示了測(cè)量數(shù)據(jù)收集和分析的原理的兩種實(shí)施方式；圖4a和4b示出了了正視圖(圖4a)和俯視圖(圖4b)中激光掃描器連接的一個(gè)例子；圖5a和5b示出了本方法及裝置擴(kuò)展可能性的兩個(gè)其他例子。
圖1a到1c表示了一種有益的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的例子。在上述的例子中使用安裝在公路上方的激光掃描器1，其測(cè)量平面相對(duì)于行駛方向2被旋轉(zhuǎn)了大約45°。這樣就實(shí)現(xiàn)了在每個(gè)掃描或測(cè)量周期Z中為一組角度值(∈[minKmax])準(zhǔn)備提供距離值3(dz())，所述距離值代表橫向和縱向幾何信息。
激光掃描器1(或每個(gè)激光掃描器)的測(cè)量平面在圖1a的俯視圖中以及后面詳細(xì)解釋的圖4b、5a和5b中表示為虛線；在圖1b、1c和2的正視圖及側(cè)視圖中虛線分別表示激光掃描器1在測(cè)量平面中掃描的，即從其位置觀察到的車輛輪廓。
應(yīng)該注意，這個(gè)或每個(gè)激光掃描器1的測(cè)量平面不是必須如圖示的那樣垂直于并與行駛方向2呈45°角。對(duì)于本發(fā)明的目的，相對(duì)于行駛方向2的垂直平面將測(cè)量平面旋轉(zhuǎn)一個(gè)合適的角度就夠了；這也包括例如相對(duì)于行駛方向的2測(cè)量平面非垂直斜放。同樣地，激光掃描器1也不是必須位于通過的車輛5的上方；一般它只需要位于公路平面的上方，以便能夠在相對(duì)于行駛方向的垂直平面旋轉(zhuǎn)的測(cè)量平面中掃描通過的車輛。因此“相對(duì)于行駛方向的垂直平面旋轉(zhuǎn)一個(gè)合適的角度”的表述也包括將激光掃描器1在側(cè)向上與通過的車輛并排排列，只要其測(cè)量平面被相應(yīng)定向。
只要掃描器1不是本身已經(jīng)準(zhǔn)備提供用于測(cè)量值收集的準(zhǔn)確時(shí)間信息，那么就能夠借助于已知傳感器特性轉(zhuǎn)數(shù)n，激光掃描器的已知構(gòu)造形式(每次翻轉(zhuǎn)的測(cè)量周期數(shù)目)并利用與測(cè)量值相應(yīng)的角度位置推導(dǎo)出時(shí)間信息t(Z，)；對(duì)于具有旋轉(zhuǎn)鏡面的商業(yè)通用激光掃描器而言，其中能夠同樣地設(shè)置鏡子角度位置的激光束的角度位置，得到例如t(Z，)＝t0+(Z+/360°)/n其中可以任意選擇共同的參考時(shí)間點(diǎn)。
將測(cè)量值換算到笛卡兒坐標(biāo)系4中后，作為分析測(cè)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)的信息能夠在四維坐標(biāo)系Pz＝(x，y，z，t)z＝(xz，yz，zz，tz)中直觀地表示出來。
由圖1a到c還得知，車輛高度和車輛寬度的測(cè)量—包括其橫向車輛位置的確定，即在垂直于行駛方向2的方向上—實(shí)際上幾乎不能與已知測(cè)量技術(shù)相區(qū)別，因此不需要進(jìn)一步探討。
圖2更詳細(xì)地表示了本發(fā)明確定車輛速度和車輛長(zhǎng)度—包括確定其縱向車輛位置，即平行于行駛方向2的方向—的基本原理。
首先確定車輛速度一旦車輛5在測(cè)量平面上被識(shí)別出來，即第一次出現(xiàn)在測(cè)量平面中的時(shí)間點(diǎn)t1(圖1a中用其左車頭)，就開始對(duì)象測(cè)量。其中通過尋找與車輛相應(yīng)的，表示最大縱向位置x1的測(cè)量點(diǎn)7，確定測(cè)量平面內(nèi)當(dāng)前縱向位置(圖2標(biāo)在X軸6上)。將所述測(cè)量點(diǎn)7作為計(jì)算速度的第一個(gè)參考點(diǎn)P1(x1，t1)考慮。
在隨后的測(cè)量周期中，以同樣的方式獲得其他測(cè)量點(diǎn)8，9，10。
在測(cè)量點(diǎn)7和8；8和9；9和10等之間檢測(cè)到的路程差x2-x12，x3-x2，x4-x3等的比較可以推斷出，測(cè)量點(diǎn)10不能再對(duì)應(yīng)于車輛前部，即車輛5現(xiàn)在以其全部寬度駛?cè)霚y(cè)量平面內(nèi)。因此前面的測(cè)量點(diǎn)9作為計(jì)算速度的第二個(gè)參考點(diǎn)P3(x3，t3)被考慮。
現(xiàn)在在由第一和第二參考點(diǎn)P1(x1，t1)，7和P3(x3，t3)，9所限定的觀察窗中考慮由測(cè)量值Pa(xa，ta)和Pb(xb，tb)構(gòu)成代表對(duì)，其中t1≤ta＜tb≤t3，并且從中根據(jù)路程-時(shí)間差計(jì)算出速度 為了減小隨機(jī)誤差的危險(xiǎn)，最好在參考點(diǎn)P1和P3的一個(gè)確定距離中選擇點(diǎn)Pa和Pb，即t1＜ta和tb＜t3。
容易了解，是否只將車輛前部尾部 車輛輪廓的其他特征細(xì)節(jié)或在多個(gè)位置重復(fù)測(cè)量作為確定車輛速度的基礎(chǔ)，以及是否每次都只考慮測(cè)量值的一個(gè)或適當(dāng)選擇的線束基本上并不重要。
此外可把對(duì)稱條件(車輛相對(duì)于其縱軸對(duì)稱)和確定的橫向車輛位置和總寬度一起包括在內(nèi)，能夠進(jìn)一步提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。這樣的方法是已知的，因此不再進(jìn)一步描述。
如下面那樣實(shí)現(xiàn)車輛長(zhǎng)度的確定(以及其縱向位置)在進(jìn)一步的過程中，現(xiàn)在在每個(gè)測(cè)量周期中尋找與車輛相應(yīng)的，具有最小縱向位置的測(cè)量點(diǎn)P結(jié)束(x結(jié)束，t結(jié)束)，即表示車輛已經(jīng)離開測(cè)量區(qū)域的點(diǎn)。
因此能夠在考慮車輛在時(shí)間t結(jié)束-t1中經(jīng)過的路程的情況下，由第一測(cè)量點(diǎn)7(具有最大縱向位置)的，以及最后測(cè)量點(diǎn)P結(jié)束(具有最小縱向位置)的縱向位置x1和x結(jié)束的比較計(jì)算出車輛長(zhǎng)度長(zhǎng)度＝x1+(t結(jié)束-t1)·速度-x結(jié)束具有意義的是處理在相反方向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過測(cè)量區(qū)域的車輛，其中分別只用最小縱向位置代替最大縱向位置，反之亦然。
圖3a中，再次總結(jié)了測(cè)量數(shù)據(jù)收集及分析的基本流程。必要時(shí)激光掃描器和分析硬件也能夠作為結(jié)構(gòu)單元來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然也可以將這里表示的將原始數(shù)據(jù)換算到四維坐標(biāo)中的步驟省去。
在使用單個(gè)傳感器的結(jié)合時(shí)，下面的做法是有利的如圖3b和圖4a，b表示的那樣，對(duì)各個(gè)測(cè)量進(jìn)行相關(guān)，以防止對(duì)一個(gè)對(duì)象的多次記錄。此外通過將各個(gè)傳感器結(jié)合起來適當(dāng)選擇的排列存在這樣的可能性，即可以檢查基于單個(gè)傳感器確定的測(cè)量值，它是通過比較在通過兩個(gè)相鄰激光掃描器時(shí)分別獲得的共同橫向重疊區(qū)域中的速度，或者通過相應(yīng)的 基于傳感器相互間已知的相對(duì)排列和激光掃描器之間適當(dāng)?shù)耐将@得時(shí)間-路程差來實(shí)現(xiàn)。在單行的 用單個(gè)掃描器不可能實(shí)現(xiàn)滿意的速度測(cè)量的車輛中，可以用最后提到的方法推導(dǎo)出速度，并分配給車輛的對(duì)象來表示。
一般都要求當(dāng)車輛前部或車輛尾部已經(jīng)到達(dá)確定的縱向位置時(shí)，準(zhǔn)確地提供測(cè)量值及觸發(fā)信息。為此例如可以基于先前獲得的測(cè)量值和時(shí)間值計(jì)算車輛的當(dāng)前縱向位置，因此當(dāng)車輛位于確定的縱向位置時(shí)，與橫向位置無關(guān)地輸出測(cè)量結(jié)果和/或用于可能的其他裝置的觸發(fā)信號(hào)。即，由于使用這里描述的方法，縱向測(cè)量區(qū)域取決于橫向測(cè)量位置，所以為了對(duì)應(yīng)提到的排列，基于獲得的速度并基于已經(jīng)獲得的位置和時(shí)間值，通過當(dāng)前縱向位置計(jì)算準(zhǔn)確的輸出時(shí)間點(diǎn)是有意義的。在圖3b中通過輸出緩沖區(qū)來說明。
當(dāng)時(shí)間準(zhǔn)確的輸出在停-走交通(Stop-and-go-Verkehr)中也正確地工作時(shí)，作為到現(xiàn)在為止描述的方法的補(bǔ)充，可以另外安裝一個(gè)與行駛方向正交的激光掃描器11或另一個(gè)在觸發(fā)線區(qū)域內(nèi)的適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，如圖5a中表示的那樣。
如果要在比根據(jù)所述的方法可能實(shí)現(xiàn)的觀察區(qū)域更大的觀察區(qū)域中，在縱向方向上的停-走交通中跟蹤選定的車輛類型(例如卡車，公交車)，那么可以在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b沿著測(cè)量平面，平行于行駛方向測(cè)量的激光掃描器12，見圖5b。
通過將適當(dāng)?shù)膫鞲衅髦萌牍分?壓力傳感器，地面打磨(Bodenschleifen)等)或通過允許識(shí)別車軸的光學(xué)傳感器(照相機(jī)，激光掃描器等)的適當(dāng)排列，能夠?qū)⒚枋龅姆椒ㄒ话慊?，即能夠?qū)⑼ㄟ^的車輛的軸數(shù)量作為附加的對(duì)象特征計(jì)算出來。
從迄今為止的觀察中得到，可以以簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的和不易受干擾的方式測(cè)量三維幾何外型和速度，此外通過對(duì)觀察區(qū)域中對(duì)象開始和結(jié)束的時(shí)間跟蹤也可以識(shí)別行駛方向。因此所述方法和裝置不需要其他措施就適用于識(shí)別在錯(cuò)誤方向上行駛的車輛。
容易了解，通過在粗略報(bào)告激光掃描器位置時(shí)比較測(cè)得的長(zhǎng)度值和實(shí)際的車輛長(zhǎng)度，以及以這種方式確定激光掃描器的正確裝配角度，可以由已知幾何外型的車輛以勻速多次通過來計(jì)算激光掃描器的實(shí)際扭轉(zhuǎn)。
這里描述的方法和裝置的其他優(yōu)點(diǎn)在于其對(duì)縱向輪廓中非常短的平面差別的很強(qiáng)識(shí)別能力，例如卡車駕駛室和其結(jié)構(gòu)之間的空隙或者火車機(jī)頭(Zugfahrzeug)和具有短的聯(lián)結(jié)的拖車之間的空隙。通過斜放實(shí)現(xiàn)，即使在很高的速度下，在激光掃描器相對(duì)低的掃描速率中也能夠可靠地收集對(duì)于分類任務(wù)非常有用的基本數(shù)據(jù)。
本發(fā)明顯然并不局限于描述的實(shí)施例中，而是包含權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有變化和修改。
權(quán)利要求
1.借助于至少一個(gè)激光掃描器(1)對(duì)公路上沿縱向方向運(yùn)動(dòng)的車輛(5)進(jìn)行幾何外型測(cè)量和速度確定的方法，所述激光掃描器被安裝在公路平面的上方，并且在對(duì)準(zhǔn)所述公路及車輛的測(cè)量平面中掃描限制測(cè)量區(qū)域內(nèi)的公路及在其上沿行駛方向(2)運(yùn)動(dòng)的車輛，并在測(cè)量平面上產(chǎn)生作為一個(gè)掃描周期的測(cè)量數(shù)據(jù)的車輛輪廓，其特征在于，將激光掃描器(1)的測(cè)量平面相對(duì)于行駛方向(2)的垂直平面旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，并且由激光掃描器的測(cè)量數(shù)據(jù)確定車輛(5)與時(shí)間有關(guān)的空間表示(Pz)，從中在考慮一般車輛外型的情況下確定車輛的長(zhǎng)度和速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在時(shí)間連續(xù)的表示(Pz)輪廓中獲得與車輛輪廓對(duì)應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)(P1)，所述測(cè)量點(diǎn)在第一時(shí)間點(diǎn)時(shí)或之前占據(jù)行駛方向(2)中顯著的(7)縱向位置(6)，在隨后的輪廓中獲得測(cè)量點(diǎn)(P1)的進(jìn)一步位置改變(8-10)，直到后面的第二個(gè)時(shí)間點(diǎn)(tb)時(shí)或最好是在第二個(gè)時(shí)間點(diǎn)之后暫時(shí)不再發(fā)生顯著的位置改變(10)，并且由在所述時(shí)間點(diǎn)(ta，tb)時(shí)獲得的測(cè)量點(diǎn)(P1)位置(xa，xb)的路程-時(shí)間差(xb-xa)/(tb-ta))確定車輛(5)的速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，所述顯著的(7)縱向位置(6)是車輛輪廓的最大(x1)或最小的縱向位置(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于，在時(shí)間連續(xù)的輪廓中獲得與車輛輪廓相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)(P結(jié)束)，所述測(cè)量點(diǎn)在第三時(shí)間點(diǎn)(t結(jié)束)時(shí)占據(jù)行駛方向(2)上最小的(x結(jié)束)或最大的縱向位置(6)，并且由先前獲得的速度根據(jù)公式長(zhǎng)度＝x1+(t結(jié)束-t1)·速度-x結(jié)束確定車輛(5)的長(zhǎng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)的方法，其特征在于，確定的速度被用于空間表示(Pz)的定標(biāo)，以從中獲得車輛的三維幾何外型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)的方法，其特征在于，在校正測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)考慮一般車輛外型的縱軸對(duì)稱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)的方法，其特征在于，借助于多個(gè)分布排列在公路寬度上的所述類型的激光掃描器，通過綜合分析激光掃描器(1)的測(cè)量數(shù)據(jù)，將通過兩個(gè)或更多激光掃描器(1)的測(cè)量平面的車輛識(shí)別為一個(gè)同一車輛。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于，將通過兩個(gè)測(cè)量平面時(shí)的路程-時(shí)間差用于檢查由第一激光掃描器獲得的速度，當(dāng)?shù)谝患す鈷呙杵鞯臋z測(cè)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，為車輛分配由路程-時(shí)間差確定的速度和車輛長(zhǎng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)的方法，其特征在于，根據(jù)是否經(jīng)過了其他垂直于公路掃描的激光掃描器(11)來觸發(fā)其他裝置，例如照相機(jī)等，和/或開始進(jìn)行確定的幾何和速度數(shù)據(jù)的輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)的方法，其特征在于，根據(jù)是否計(jì)算出公路上車輛預(yù)定縱向位置來觸發(fā)其他裝置，例如照相機(jī)等，和/或開始進(jìn)行確定的幾何和速度數(shù)據(jù)的輸出。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)的方法，其特征在于，借助于至少一個(gè)其他沿著公路掃描的激光掃描器(12)在更大的公路縱向區(qū)域內(nèi)繼續(xù)觀察和跟蹤選定的車輛類型。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)的方法，其特征在于，借助于傳感器，最好是公路上的壓力傳感器，計(jì)算車輛車軸的數(shù)目。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12任一項(xiàng)的方法，其特征在于，由已知幾何外型和已知速度的車輛多次通過確定激光掃描器(1)準(zhǔn)確的安裝位置。
14.用于對(duì)公路上沿縱向方向運(yùn)動(dòng)的車輛(5)進(jìn)行幾何外型測(cè)量和速度確定的裝置，具有至少一個(gè)激光掃描器(1)，所述激光掃描器被安裝在公路平面上方，并且在對(duì)準(zhǔn)公路及車輛的測(cè)量平面內(nèi)掃描限制測(cè)量區(qū)域內(nèi)的公路及上面在行駛方向(2)上運(yùn)動(dòng)的車輛，并在測(cè)量平面上產(chǎn)生作為一個(gè)掃描周期的測(cè)量數(shù)據(jù)的車輛輪廓，還具有與激光掃描器連接的、用于分析測(cè)量數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，激光掃描器(1)的測(cè)量平面相對(duì)于行駛方向(2)的垂直平面被旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從激光掃描器的測(cè)量數(shù)據(jù)中計(jì)算出車輛(5)與時(shí)間有關(guān)的空間表示(Pz)，并從中在考慮一般車輛外型的情況下確定車輛的長(zhǎng)度和速度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在表示(Pz)的時(shí)間連續(xù)輪廓中獲得與車輛輪廓相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)(P1)，所述測(cè)量點(diǎn)在第一時(shí)間點(diǎn)(ta)時(shí)或最好在第一時(shí)間點(diǎn)之前占據(jù)行駛方向上的顯著(7)縱向位置(6)，在隨后的輪廓中獲得測(cè)量點(diǎn)(P1)的進(jìn)一步位置改變(8-10)，直到后面的第二時(shí)間點(diǎn)(tb)時(shí)或最好在第二時(shí)間點(diǎn)之后暫時(shí)不再發(fā)生顯著的位置改變(10)，并且由在所述時(shí)間點(diǎn)(ta，tb)時(shí)獲得的測(cè)量點(diǎn)(P1)位置(xa，xb)上的路程-時(shí)間差(xb-xa)/(tb-ta))確定車輛(5)的速度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的裝置，其特征在于，所述顯著的(7)縱向位置(6)是車輛輪廓的最大(x1)或最小縱向位置(6)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在時(shí)間連續(xù)的輪廓中獲得與車輛輪廓相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)(P結(jié)束)，所述測(cè)量點(diǎn)在第三時(shí)間點(diǎn)(t結(jié)束)時(shí)占據(jù)行駛方向上最小(x結(jié)束)或最大的縱向位置(6)，并且由先前獲得的速度根據(jù)公式長(zhǎng)度＝x1+(t結(jié)束-t1)·速度-x結(jié)束確定車輛(5)的長(zhǎng)度。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17任一項(xiàng)中的裝置，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將確定的速度用于空間表示(Pz)的定標(biāo)，并且從中計(jì)算車輛的三維幾何外型。
19.根據(jù)權(quán)利要求14至18任一項(xiàng)中的裝置，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在校正測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)考慮一般車輛外型的縱軸對(duì)稱。
20.根據(jù)權(quán)利要求14至19任一項(xiàng)中的裝置，其特征在于，所述方式的多個(gè)激光掃描器(1)被分布排列在公路寬度上，并且所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)綜合分析激光掃描器(1)的測(cè)量數(shù)據(jù)，并從中將通過兩個(gè)或多個(gè)激光掃描器的測(cè)量平面的車輛識(shí)別為一個(gè)同一車輛。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將通過兩個(gè)測(cè)量平面時(shí)的路程-時(shí)間差用于檢查由第一激光掃描器獲得的速度，當(dāng)?shù)谝患す鈷呙杵鞯臋z測(cè)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，把由路程-時(shí)間差確定的速度和車輛長(zhǎng)度分配給車輛。
22.根據(jù)權(quán)利要求14至21任一項(xiàng)的裝置，其特征在于，設(shè)置有其他垂直于公路掃描的激光掃描器(11)，根據(jù)是否經(jīng)過了該激光掃描器來觸發(fā)其他裝置，例如照相機(jī)等，和/或開始進(jìn)行確定的幾何和速度數(shù)據(jù)的輸出。
23.根據(jù)權(quán)利要求14至21任一項(xiàng)中的裝置，其特征在于，根據(jù)是否計(jì)算出公路上車輛預(yù)定的縱向位置，通過所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)觸發(fā)其他裝置，如照相機(jī)等，和/或開始進(jìn)行確定幾何和速度數(shù)據(jù)的輸出。
24.根據(jù)權(quán)利要求14至23任一項(xiàng)中的裝置，其特征在于，設(shè)置有至少一個(gè)其他沿著公路掃描的激光掃描器(12)，所述掃描器繼續(xù)在更大的公路縱向范圍內(nèi)觀察和跟蹤選定的車輛類型。
25.根據(jù)權(quán)利要求14至24任一項(xiàng)中的裝置，其特征在于，設(shè)置有用于確定車軸數(shù)目的傳感器，最好是公路上的壓力傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及借助于至少一個(gè)激光掃描器(1)對(duì)公路上在縱向方向上運(yùn)動(dòng)的車輛(5)進(jìn)行幾何外型測(cè)量和速度確定的方法和裝置，所述激光掃描器被安裝在公路平面上方，并且在對(duì)準(zhǔn)公路及車輛的測(cè)量平面內(nèi)掃描限定區(qū)域中的公路及上面在行駛方向(2)上運(yùn)動(dòng)的車輛，并且在測(cè)量平面上產(chǎn)生作為一個(gè)掃描周期的測(cè)量數(shù)據(jù)的車輛輪廓。本發(fā)明的特征在于，所述激光掃描器(1)的測(cè)量平面相對(duì)于行駛方向(2)的垂直平面旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，并且由激光掃描器的測(cè)量數(shù)據(jù)獲得車輛(5)與時(shí)間有關(guān)的空間表示(Pz)，從中在考慮一般車輛外型的情況下確定車輛的長(zhǎng)度和速度。
文檔編號(hào)G08G1/015GK1605033SQ02824905
公開日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月14日
發(fā)明者迪特爾·施米德拉爾 申請(qǐng)人:卡波施交通公司