(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 202210707443.9 (22)申请日 2022.06.21 (71)申请人 东南大学 地址 210096 江苏省南京市玄武区四牌楼 2 号 (72)发明人 马涛　王志鹏　朱俊清　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 刘莎 (51)Int.Cl. G06V 20/54(2022.01) G06V 20/17(2022.01) G06V 10/82(2022.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/80(2017.01)G06N 3/04(2006.01) G01S 17/86(2020.01) (54)发明名称 一种基于无人机的车辆轴型及速度的动态 监测方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于无人机的车辆轴型 及速度的动态 监测方法及装置， 该装置包括地面 控制与储存系统、 无人机以及设置在无人机上的 激光雷达、 工控机、 运动相机、 无线数据传输设 备， 其中： 激光雷达， 用于对道路 交通的点 云信息 进行收集； 运动相机， 用于对路面交通的图像信 息进行收集； 工控机， 用于完成激光雷达与运动 相机外参设定； 地面控制与储存系统， 用于通过 无线数据传输设备接收点云信息和图像信息并 进行数据处理， 发送无人机飞行方案。 本发明通 过无人机搭载激光雷达和运动照相机， 利用激光 雷达获取的物体三维信息以及相机获取的二维 信息， 可以实现对任意道路 交通量、 车辆速度、 车 辆轴型、 车道方向系数等基 本交通参数的监测。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115019264 A 2022.09.06 CN 115019264 A 1.一种基于无 人机的车辆轴型及速度的动态监测方法， 其特 征在于， 具体步骤如下： (一)设置无 人机搭载激光雷达及运动相机方案 将运动相机位置设定为与激光雷达呈空间水平状态； (二)激光雷达与运动相机 外参设定 对激光雷达以及运动 照相机进行 标定， 实现激光雷达与运动相机坐标系的统一； 通过ROS系统进行激光雷达的点云信息以及运动相机所拍摄的图像信息的收集， 并提 取出具有相同时间戳的点云信息以及图像信息； (三)设置无 人机飞行 方案 基于激光雷达构建道路三维模型， 并结合 二维地图导出道路数据； 结合无人机的起终点， 通过道路三维模型识别出道路净空范围内的障碍物， 并根据道 路平曲线与竖曲线生成相应的无 人机航点； 将无人机航点导入DJ Onboard SDK， 完成无 人机路径规划任务； 对于车辆轴型检测， 还设置 了无人机悬停位置； (四)数据处 理 通过地面点云的法 向量解算出激光雷达偏移角， 并利用旋转矩阵对点云信 息进行预处 理使其水平； 基于车道线， 利用点云分割算法对预处理后的点云信息进行分割， 提取出道路部分， 通 过Point‑RCNN识别算法实现车辆目标识别； 获取车辆目标识别得到的三维物体框的八个顶点坐标， 通过对比同一目标在不同图像 帧的三维物体框的位置， 实现对车辆目标的速度检测； 基于运动相机所拍摄的图像信息， 通过yo lo图像识别算法实现车辆轴型的识别。 2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的车辆轴型及速度的动态监测方法， 其特征 在于， 运动 照相机位置设定为与激光雷达呈空间水平状态。 3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的车辆轴型及速度的动态监测方法， 其特征 在于， 该方法还包括： 通过点云 分割算法， 实现对该 条道路的交通方向系数的计算。 4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的车辆轴型及速度的动态监测方法， 其特征 在于， 将采集到的点云信息和图像信息传至地面控制与储存系统， 搭建交通参数监测数据 库。 5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的车辆轴型及速度的动态监测方法， 其特征 在于， 通过旋转与平 移变换， 使得激光雷达坐标系与相机坐标系在空间上对齐。 6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的车辆轴型及速度的动态监测方法， 其特征 在于， 通过3D目标跟踪算法实现对同一辆车在不同点云坐标中位置情况获取。 7.一种基于无人机的车辆轴型及速度的动态监测装置， 其特征在于， 该装置基于如权 利要求1‑6中任一所述的方法完成的车辆轴型及速度的动态监测； 该装置包括地面控制与储存系统、 无人机以及设置在无人机上的激光雷达、 工控机、 运 动相机、 无线数据传输设备， 其中： 激光雷达， 用于对道路交通的点云信息进行收集； 运动相机， 用于对路面交通的图像信息进行收集； 工控机， 用于 完成激光雷达与运动相机 外参设定；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115019264 A 2地面控制与储存系统， 用于通过无线数据传输设备接收点云信 息和图像信 息并进行数 据处理， 发送无 人机飞行 方案。 8.根据权利要求7所述的一种基于无人机的车辆轴型及速度的动态监测装置， 其特征 在于， 运动相机的拍摄频率与激光雷达的发射频率相同。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115019264 A 3