[发明专利]一种道路危险异物监测装置

权利要求书

1.一种道路危险异物监测装置，其特征在于，所述道路危险异物监测装置包括：控制监测单元、激光装置、标定桩以及精密调整云台；

所述控制监测单元包括背景标定模块、道路界限标定模块、激光装置位置姿态监控模块和障碍物监测模块；

所述背景标定模块获取所述激光装置扫描区域背景数据，并进行均值滤波得到标定数据；

所述道路界限标定模块对道路界限进行标定，获取道路界限的标定数据；

所述标定桩为梯形，设置于所述激光装置的扫描区域内，所述激光装置设置在所述精密调整云台上；

所述激光装置位置姿态监控模块记录所述激光装置标定时扫描所述标定桩时的数据作为标准值，记录所述激光装置使用时实时扫描所述标定桩的数据作为对比值；将实时扫描记录的所述标定桩的数据与所述标定桩的标准值进行比较，在实时扫描的所述标定桩的数据与所述标定桩的标准值不同时系统控制所述精密调整云台调整所述激光装置的位置和姿态；

所述障碍物监测模块根据所述背景标定数据、所述道路界限的标定数据以及所述激光装置实时扫描的数据实时监测道路界限内是否有危险异物。

2.如权利要求1所述的道路危险异物监测装置，其特征在于，所述道路界限标定模块对道路界限进行标定获取所述道路界限的标定数据包括：使用道路界限标定板沿着道路界限在行车道行驶方向的投影、缓慢通过所述激光装置的扫描区域，记录并整合道路界限标定板在通过扫描区域时的激光点云数据，整合后的所述点云数据经过滤波计算后保存为所述道路界限的标定数据。

3.如权利要求1所述的道路危险异物监测装置，其特征在于，所述激光装置位置姿态监控模块记录和比较的标定桩的数据包括：宽度、起始点位置和相对距离；

通过测量所述标定桩宽度的差距得到激光装置垂直方向的角度变化θ为：

其中，R为标定桩与激光装置的距离，d为激光装置标定时扫描标定桩宽度，D为实时监测过程中扫描标定桩的宽度；

根据所述起始点位置判断激光装置绕其垂直于地面的轴向方向上的转动角度变化ρ为：

ρ＝α-β；

α为实时监测过程中标定桩起始极坐标的极角值，β为标定过程中测量的所述标定桩起始极坐标的极角值；

根据所述激光装置与标定桩的相对距离判断所述激光装置相对标定桩方向上产生的位移的变化S。

4.如权利要求3所述的道路危险异物监测装置，其特征在于，所述激光装置位置姿态监控模块根据激光装置垂直方向的角度变化θ、绕垂直于地面的轴向方向上的转动角度变化ρ以及相对标定桩方向上产生的位移的变化S的正负以及大小判断激光装置自身位置姿态发生变化的方向和大小：

θ＞0时说明激光装置向下倾斜，θ＜0时说明激光装置向上倾斜，θ＝0时说明激光装置俯仰姿态未发生改变；

ρ＞0时说明激光装置绕其垂直于地面的轴向方向上产生了顺时针的转动，ρ＜0时说明激光装置绕其垂直于地面的轴向方向上产生了逆时针的转动，ρ＝0时说明激光装置绕其垂直于地面的轴向方向上没有产生转动；

所述装置运行时，所述激光装置位置姿态监控模块根据实际环境需求设置θ、ρ以及S的误差范围，计算得到θ、ρ以及S与标准值不同但没有超出对应的误差范围时，控制所述精密调整云台带动所述激光装置进行精密小量程的调整，计算得到θ、ρ以及S超出对应的误差范围时，提示激光装置位置姿态异常，产生报警信息。

5.如权利要求4所述的道路危险异物监测装置，其特征在于，所述控制监测单元还包括与外界通信的报警数据上传模块；

激光装置位置姿态监控模块在产生报警信息时通过所述报警数据上传模块上传报警期间的激光点云数据。

6.如权利要求5所述的道路危险异物监测装置，其特征在于，所述控制监测单元还包括与外界通信的报警解除指令模块；

所述报警解除指令模块接收外部输入的报警解除指令，使所述报警数据上传模块停止发送报警信息，重新完成动态标定后再启动自动监测功能。