[发明专利]一种基于激光雷达的挂车外廓参数测量方法

权利要求书

1.一种基于激光雷达的挂车外廓参数测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：牵引车、挂车组合整体三维点云数据获取；

步骤2：三维点云数据通过宽度维度压缩降为二维侧面点云；具体如下：将三维点云数据通过x轴维度坐标置为0压缩降为二维侧面点云；

步骤3：二维侧面点云通过像素点压缩转化为二值灰度图片；具体如下：将二维侧面点云按cm为最小单位对应一个像素点压缩转化，同时将点云坐标数据通过x轴和z轴平移反转至左方车头上方为坐标原点，生成一个长为点云数据z轴最大最小数据的差值，宽为点云数据y轴最大最小数据的差值的二值灰度图片；

步骤4：将此时点云坐标的y轴对应二值灰度图片像素的x轴，点云坐标的z轴对应二值灰度图片像素的y轴进行点云的遍历，描绘此二值灰度图片中对应像素点点位置为白色；然后对二值灰度图片整体进行预处理，从坐标原点依次从上到下（即x坐标从0开始增加）、从左到右（即y坐标从0开始增加）两重循环进行遍历图像像素，同一个x坐标中记录最后一个白色像素点y坐标，如当前为白色像素点而且当前y坐标离最后一个白色像素点y坐标小于30，则将此x坐标这一段区间全转为白色像素点；同时将二值灰度图片以四等分进行划分，记录右上角区域中白色像素坐标数；

步骤5：搜索位于牵引车与挂车连接处形成的U型区域中的有效搜索点黑色像素点，该黑色像素点需同时满足以下4个距离判断条件：

（1）从此黑色像素点开始垂直往上（即x坐标减小），同一个y坐标的其他点全部都不是白色像素点；

（2）从此黑色像素点开始垂直往下（即x坐标增大），同一个y坐标的其他点存在白色像素点，而且到此坐标点距离为20~40个像素点（对应点云为20~40cm距离）；

（3）从此黑色像素点开水平往左（即y坐标减小），同一个x坐标的其他点存在白色像素点，而且到此坐标点距离为50~200个像素点（对应点云为50~200cm距离）；

（4）从此黑色像素点开水平往右（即y坐标增大），同一个x坐标的其他点存在白色像素点，而且到此坐标点距离为40~200个像素点（对应点云为40~200cm距离）；

步骤6：确定为牵引车与挂车连接处形成的U型区域中的有效搜索点黑色像素点后，往y坐标增大方向进行水平区域的扫描，判断是否到达挂车车头起始位置；具体如下：

步骤6.1：从当前坐标的x坐标至x-150坐标之间，进行y坐标增大的平面扫描；满足以下条件则判断到达挂车车头起始位置：

步骤4中记录右上角区域中白色像素坐标数小于1万则使用平面扫描中垂直的150个像素点出现8个白色像素以上作为初次到达挂车起始位置；或者，

步骤4中记录右上角区域中白色像素坐标数大于1万则使用平面扫描中垂直的150个像素点出现20个白色像素以上作为初次到达挂车起始位置；

步骤6.2：初次到达挂车起始位置之后再往后至少50个像素继续增大y坐标平面扫描确认起始位置是否带有工具箱；

满足以下条件则判断不带有工具箱，则初次到达挂车起始位置即为实际挂车起始位置：初次到达挂车起始位置之后y+100坐标平面内不存在垂直方向超过80个白色像素点；

满足以下条件则判断带有工具箱：初次到达挂车起始位置之后y+100坐标平面内存在垂直方向超过80个白色像素点，且垂直方向平均连续白色像素点超过40但未达到60；此时将第一次出现垂直方向超过80个白色像素点的位置作为实际挂车起始位置；

步骤7：将此查找到的实际挂车起始位置的y坐标除以100换算成m为单位，记为牵引车车头顶部到挂车车头顶部的距离；进一步将整车长度减去牵引车车头顶部到挂车车头顶部的距离即可得到挂车长度。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的挂车外廓参数测量方法，其特征在于，所述步骤5中，在进行4个条件的距离判断之前，先对黑色像素点进行区域判定；该黑色像素点需同时满足以下条件：

（1）当前黑色像素点坐标从此坐标中的同一个x轴的坐标点往左遍历和往右遍历判定有白色像素点，且距离白色像素点有一定距离；

（2）当前黑色像素点坐标从此坐标中的同一个y轴的坐标点往上遍历没有白色像素点；

（3）当前黑色像素点坐标从此坐标中的同一个y轴的坐标点往下遍历有白色像素点，且距离白色像素点有一定距离。