[发明专利]一种车辆三维轮廓扫描构建方法

权利要求书

1.一种车辆三维轮廓扫描构建方法，其特征在于，采用一部顶装在车道上的激光雷达对沿车道行驶的车辆进行多次单面扫描，其扫描平面大致垂直于地面，所述方法包括如下步骤：

步骤A，当车辆通过扫描平面时候，驱动激光雷达对该车辆进行多个截面的测量；

步骤B，每个截面测量时，获取激光雷达的对应帧的图像数据，利用该图像数据获取以激光雷达为固连坐标系的该截面的车辆轮廓点的二维坐标信息；

步骤C，基于车辆轮廓点的二维坐标信息获取车辆的运动速度V；

步骤D，根据每个截面的车辆轮廓点的二维坐标信息和车辆的运动速度，获得以车辆为固连坐标系的每个截面车辆轮廓点的三维坐标信息，

其中，所述基于车辆轮廓点的二维坐标信息获取车辆的运动速度方法为：|V|＝|L|sin(α)/ΔT，其中L为两个相邻扫描帧在车身上扫描长度的差值，ΔT为两个扫描帧的时间差，所述两个扫描帧为同对车头或同对车尾进行斜向扫描的扫描帧，同时近似认为车辆匀速通过激光雷达扫描平面，

其中，根据每个截面的车辆轮廓点的二维坐标信息和车辆的运动速度，获得以车辆为固连坐标系的每个截面车辆轮廓点的三维坐标信息的表达形式为：

x_MI＝X_MI·cos(α)，

y_MI＝X_MI·sin(α)+(M-1)·V/F，

z_MI＝H-Y_MI·cos(β)，

其中，X_MI、Y_MI为第M帧扫描中第I个扫描轮廓点在激光雷达固连坐标系上二维坐标，x_MI、y_MI、z_MI为第M帧扫描中第I个扫描轮廓点在车辆固连坐标系上的三维坐标，H为激光雷达距离地面的高度，α为激光扫描平面与车道横截面的夹角，β为激光雷达的Y轴与地面垂直线的夹角，F为激光雷达扫描频率，

其中，激光雷达固连坐标系定义为：

原点：激光雷达发射的每条激光束的源点所在的位置，

Y轴：假定激光雷达每帧扫描共发射N条激光束，那么第N/2条激光束即为Y轴，且激光束的发射方向为正向，

X轴：激光扫描平面为X-Y平面，通过原点垂直于Y轴即为X轴，且扫描方向为X轴的正向，

其中，车辆固连坐标系定义为：

原点：激光雷达扫描获得车辆第一个有效扫描点的那一时刻，激光雷达固连坐标系的原点在地面的投影位置为车辆固连坐标系的原点，该原点与车辆保持相对静止，

x轴：通过原点垂直于车道的方向为方向，与激光雷达的扫描方向相同的方向为正向，

y轴，通过原点平行于车道的方向，车辆行车方向为负向，

z轴，通过原点垂直于地面的方向，指向天空的方向为正向。

2.根据权利要求1所述的车辆三维轮廓扫描构建方法，其特征在于，对其车辆固连坐标系的每个截面车辆轮廓点的三维坐标信息进行进一步修正：

y_MI＝X_MI·sin(α)+(M-1)·V/F+(V·(I–K))/(F·N)，

其中，I为第M帧扫描中第I个扫描点，N为每一帧扫描点的总数，K为车辆扫描第一个有效点在所属帧扫描点集中的位置。