[发明专利]一种基于激光雷达的高速公路视距检测方法

说明书

本发明公开了一种基于激光雷达的高速公路视距检测方法，包括以下步骤：首先设定道路安全视距阈值l_s；对待使用的激光雷达进行参数设定；然后将待使用的激光雷达搭载于检测车辆的顶部，距离地面高度h₀，使激光雷达的扫描范围满足：l_max＝h₀·tanα_maxl_s；再以激光雷达所处的位置为原点，建立球面坐标系和三维直角坐标系；最后使检测车辆在被检测道路上行驶，激光雷达旋转扫描，获取车辆前方的护栏上的采集点，并计算激光雷达扫描到的护栏长度l₀以及车辆距离最远处的特征点之间的护栏长度l；若ll_s，则被检测的道路的视距实值为l；若l≥l_s，则l_s作为被检测的道路的视距实值。本发明的检测方法测量方便、准确，可有效弥补传统视距检测方法在精确性、时效性以及动态测距方面的不足。

技术领域

本发明涉及道路交通安全评价技术领域，尤其涉及一种基于激光雷达的高速公路视距检测方法。

背景技术

视距是保证道路行车安全的一个重要设计因素，在道路建设标准中是一项强制性指标。道路沿线的每一条车道都应具有足够的视距，以保证驾驶人在遇到紧急情况时能够及时做出相应的反应，保证行车安全。尤其对于高速公路来说，车辆行驶速度快，因此更需要有充足的视距保障。

从测距的手段来看，现在应用的测距技术主要分为以下几种：激光测距、微波雷达测距、超声波测距以及机器视觉系统测距。在道路交通领域，就测距对象来说，人们多集中于对障碍物的距离检测，对道路视距的检测缺乏行之有效的方法，尤其是高速公路，由于车辆在其上高速行驶，对视距的要求也就更为严格。就测距过程来说，传统方法多为静态检测，检测速度受到很大限制。而道路交通安全评价需要得到一条路多处的视距，而不同地点的视距相差很大，这就需要进行动态检测，对技术的要求也就更高。

综上，提出一种动态的、精度高的高速公路视距检测方法势在必行。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于激光雷达的高速公路视距检测方法，可弥补传统视距检测方法在精确性、时效性以及动态测距方面的不足。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种基于激光雷达的高速公路视距检测方法，包括以下步骤：

S1：设定道路安全视距阈值l_s；

S2：对待使用的激光雷达进行参数设定；所述参数包含：每束激光与竖直方向所成的锐角α_i，激光雷达转动的角速度ω，以及激光束发射的频率f；

S3：将待使用的激光雷达搭载于检测车辆的顶部，距离地面高度h₀，使激光雷达的扫描范围满足：

l_max＝h₀·tanα_max＞l_s

其中，l_max是指与竖直方向夹角最大的那束激光在地面上所画圆的半径；α_max是该束激光与竖直方向的夹角；

S4：以激光雷达所处的位置为原点O，分别建立球面坐标系和三维直角坐标系(x,y,z)；

其中，在三维直角坐标系中，x轴正方向为检测车辆的行驶方向，y 轴正方向为x正方向垂直向左，z轴正方向为竖直向上；

在球面坐标系中，ρ为空间某一点P与原点O的径向距离，θ为点P 到原点O的连线与z轴正方向所成的夹角，为点P到原点O的连线在 xoy平面上的投影，与x轴正方向的夹角；

所述球面坐标系和三维直角坐标系(x,y,z)之间的转换关系为：