(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210596216.3 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 中邮建技 术有限公司 地址 210012 江苏省南京市雨 花台区雨 花 西路210号 (72)发明人 李岑　单峰　张强　王轶　丁易非　 胡晓健　陆建　马永锋　 (51)Int.Cl. G08G 1/017(2006.01) G06V 20/52(2022.01) G06V 20/40(2022.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种基于车载激光和摄像机的超标车辆检 测系统和方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于车载激光和摄像机 的超标车辆检测系统和方法， 该系统包括前端检 测模块、 中心处理模块、 云台模块和通信传输模 块。 所述前端检测装置， 用于生成和采集视频、 点 云数据。 所述中心处理模块， 用于控制运行微型 计算机系统、 前端设备、 云台设备。 所述 云台模块 用于联合集成摄像机和激光雷达数据。 所述通信 传输模块用于传输微型计算机与其它所有设备 之间的数据信号。 本发明利用云台嵌合车载激光 和摄像机完成传感器配准， 从硬件 方面提升系统 灵活性， 使得超标车辆检测系统更加灵活， 并提 高了超标车辆检测系统的适用范围， 避免障碍物 对超标车辆检测设备造成遮挡； 方便拆卸及更换 零部件， 减少了设备养护成本 。 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 CN 114863695 A 2022.08.05 CN 114863695 A 1.一种基于车载激光和摄像机的超标车辆检测系统， 其特征在于： 所述系统包括前端 检测模块、 中心处 理模块、 云台模块和通信传输模块； 所述前端检测模块用于生成和采集视频、 点云数据； 所述中心处 理模块用于控制运行微型计算机系统、 前端设备、 云台设备； 所述云台模块用于联合 集成摄像机和激光雷达数据； 所述通信传输模块用于传输微型计算机与其它所有设备之间的数据信号。 2.根据权利要求1所述的一种基于车载激光和摄像机的超标车辆检测系统， 其特征在 于： 所述前端检测系统包括车载摄像机、 车载激光雷达， 且车载摄像机和车载激光雷达 分别 安装于云台两侧位置， 云台上的摄像机和激光雷达均能够垂 直180度旋转， 既能够自动扫描 监视区域， 也能够 在车内驾驶员的操纵下跟踪监视对象。 3.根据权利要求1所述的一种基于车载激光和摄像机的超标车辆检测系统， 其特征在 于： 所述中心处 理模块置 于车内， 包括 一个配置高性能GPU和数据硬 盘的微型计算机 。 4.根据权利要求1所述的一种基于车载激光和摄像机的超标车辆检测系统， 其特征在 于： 所述云台模块是采用执 行电动机 360度自动旋转水平电动云台。 5.根据权利要求1所述的一种基于车载激光和摄像机的超标车辆检测系统， 其特征在 于： 所述通信传输模块是采用数据总线交换 各个模块之间的数据信号。 6.一种基于车载激光和摄像机的超标车辆检测系统的应用方法， 其特征在于： 所述方 法包括以下步骤： 步骤1： 建立以车载激光雷达为原点的三维坐标系(X,Y,Z)， 以车载摄像机为原点建立 二维坐标系(U,V)， 并且 对齐两个坐标； 步骤2： 使用前端检测模块的摄像头采集图像， 处理图像为标注好车型及其标准长宽高 (L,W,H)的训练样本， 在开源视频识别程序上训练样本得到训练模型； 步骤3： 在微型计算机上运行训练后的模型并识别车辆的车型及其标准长宽高(Ld,Wd, Hd)； 步骤4： 结合车载摄像机目标检测的检测框， 对检测框内同一平面的激光雷达点云数据 进行聚类； 步骤5： 在车辆移动的过程中， 由于激光与被检测车辆平面的距离、 角度不同， 故被检测 到的同一平面大小 是不断变化的， 假设第i个平 面面积等于实际平面(即在点云投影到同一 平面时的最大平面)面积时， 最左侧点云(xi,yi,zi)与最右侧点云(xj,yj,zj)之间的水平距 离即目标的长度或宽度， 最上侧点云(xk,yk,zk)与最下侧点云(xl,yl,zl)之间的垂直距离即 目标的高度， 得到被 检测车辆的实际尺寸 为： 步骤6： 由微型计算机自动计算， 得到被检测车辆 的尺寸(Ld,Wd,Hd)与数据硬盘中对应 车型标准尺寸(Ls,Ws,Hs)之间的差值， 并设置差值阈值， 得到的差值超过阈值， 则检测框变 色进行提 示并在检测范围内持续追踪目标。 7.根据权利要求6所述的一种基于车载激光和摄像机的超标车辆检测系统的应用方 法， 其特征在于： 所述 步骤1中对摄 像机和激光雷达的坐标进行对齐： 包括以下步骤： 步骤1‑1： 坐标平移， 在标定板上取两点之间的初始向量 坐标平移的距离向量为 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114863695 A 2初始向量移动 后得到 步骤1‑2： 二维坐标旋转， 得到旋转后的坐标 其中θ为 旋转角度， (u ′， v′)为旋转前的坐标， (u0,v0)为中心坐标。 8.根据权利要求6所述的一种基于车载激光和摄像机的超标车辆检测系统的应用方 法， 其特征在于： 所述 步骤4中检测框内同一平面上的激光雷达点云数据聚类包括： 步骤4‑1： 先采样生产稀疏点云， 旨在提速， 再遍历每个点云， 计算每个点云的密度， 即 步骤4‑1： 更新点云的密度， 即 Di表示检测出的 一定聚类中心和一定不是聚类中心的其他三维点的密度， (xi， yi， zi)为其坐标， rbx、 rby、 rbz 为用于更新Di密度的半径参数， Dcl为上一次聚类中心的密度， (xcl， ycl， zcl)为其坐标， 凡是 离上次刚得到的聚类中心近的点云， 其密度都会被削减， 削减影响的范围由rbx,rby,rbz控 制， 以此将点云进行聚类。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114863695 A 3