[发明专利]一种基于激光扫描的自行车群定位检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于激光扫描的自行车群定位检测装置，其特征在于，包括自行车检测杆、车载激光扫描检测单元、车载GPS定位单元及数据存储单元；自行车检测杆安装在自行车上，车载激光扫描检测单元和车载GPS定位单元一起安装在机动车车顶；当该装置开始检测时，安装车载激光扫描检测单元、车载GPS定位单元及数据存储单元的机动车在自行车群附近停止或匀速行驶，得到检测数据；通过将数据存储单元中的激光扫描检测数据与GPS定位数据融合，由处理系统对自行车群多个自行车进行检测和定位。

2.根据权利要求1所述的基于激光扫描的自行车群定位检测装置，其特征在于，所述自行车检测杆安装在实验自行车上，接收来自实验机动车上激光扫描检测单元发出的激光扫描检测信号，并将激光扫描检测信号反射出去；

所述的车载激光扫描单元安装在实验机动车车顶，通过不断发射激光信号和接收自行车检测杆反射的信号以获得自行车空间位置数据；

所述的车载GPS定位单元安装在实验机动车车顶，得到实验机动车GPS空间位置数据；

所述的数据存储单元安装在实验机动车内部，通过电缆与车载GPS定位单元、激光扫描装置反射信号接收装置相连接，实时存储实验机动车和自行车的空间位置数据及激光扫描检测周期编号；通过车载GPS定位单元的实验机动车空间位置数据和自行车群的空间位置数据融合处理以得到自行车群各自行车实时空间位置及行驶轨迹数据。

3.根据权利要求2所述的基于激光扫描的自行车群定位检测装置，其特征在于，自行车检测杆上的激光扫描检测点距离地面高度在1.5m～1.8m之间。

4.一种基于激光扫描的自行车群定位检测方法，其特征在于，包括下述步骤：

1）检测装置安装：包括安装在自行车上的检测杆、安装在实验机动车上的激光扫描检测单元、车载GPS定位单元及数据存储单元；

2）系统时间校准：对安装在实验机动车车顶的激光扫描检测单元和GPS单元的系统时间进行校准，保证二者系统时间完全同步；

3）样本信息采集：首先要求实验机动车尽量匀速行驶；再者，以0.02s到0.1s为一个激光扫描检测周期，以实验机动车为圆心，在设定半径值的空间检测范围内，采集自行车群各个体样本的空间位置坐标、激光扫描检测周期编号；同时以1s/次或者5s/次的频率实时采集实验机动车的GPS坐标和GPS数据采集周期编号；

4）检测数据存储：使用实验机动车车载存储单元以激光扫描检测周期为存储文件单位对自行车群各个体的空间位置坐标进行存储，以GPS数据采集周期为存储文件单位对实验机动车空间位置坐标进行实时存储；

5）系统坐标参数标定：以GPS空间坐标系为绝对坐标系标定实验机动车各GPS数据采集周期内的空间位置坐标，再对GPS数据采集周期内的GPS空间位置坐标采用线性差分计算法则计算出每个激光扫描检测周期内对应的实验机动车空间位置坐标，分别以此空间位置坐标为原点建立相对坐标系计算各激光扫描检测周期内采集到的自行车群各个体空间位置坐标；

6）自行车定位：采用人工或者简单智能算法识别自行车各个体样本的行驶轨迹以完成自行车定位工作，可以得到自行车的定位数据以及行驶轨迹、速度、加速度以及自行车群的交通流特性等参数。

5.根据权利要求4所述的基于激光扫描的自行车群定位检测方法，其特征在于，步骤（3）中所述样本信息参数各激光扫描检测周期内的自行车群相对空间位置坐标、激光扫描检测周期编号及各GPS数据采集周期的实验机动车GPS坐标和GPS数据采集周期编号。

6.根据权利要求4所述基于激光扫描的自行车群定位检测方法，其特征在于，步骤（5）中所述系统坐标参数标定包括采用GPS定位数据建立系统绝对坐标系，并经过线性差分算法获得每个激光扫描检测周期内的实验机动车GPS坐标，再以此作为为原点对自行车群各个体样本的空间位置坐标进行标定。

7.根据权利要求6所述基于激光扫描的自行车群定位检测方法，其特征在于，使用人工或者相应的简单智能算法对各自行车个体样本行驶轨迹进行识别，以此为基础进行其他的信息参数分析。