基于传感器数据进行姿态自适应调节的智能网联系统和方法与流程

本发明涉及数据智能化技术领域，具体地，涉及一种基于传感器数据进行姿态自适应调节的智能网联系统和方法。

背景技术：

智能网联系统是应用于路侧单元实时监控路侧交通数据的智能化系统。该系统对于姿态的准确性要求较高。目前，对于智能网联设备姿态调节主要是通过智能网联设备上所安装的传感器获取。同时，普通智能网联设备不具备接收云台反馈的实时执行角度信息的功能。应用于车路协同的智能网联设备，对于姿态稳定性和传递时延要求较高，对传感器所获取的实时姿态信息需要进行实时处理。当前的智能网联设备并不能满足该领域的需求。

专利文献cn111405187a(申请号：cn202010300537.5)公开了一种用于监控器材的图像防抖方法、系统、设备和存储介质，通过尺度不变特征变换的方式，估计图像在像素坐标系下的平移抖动量，并结合mems检测的抖动量，对抖动量的精确补充。但该发明未考虑到智能网联设备的稳定性因素，且该方法不适用于固定在一定位置的智能设备。同时，在特殊环境下，智能网联设备对非意向运动的恢复能力有限，不能满足实际需求。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于传感器数据进行姿态自适应调节的智能网联系统和方法。

根据本发明提供的基于传感器数据进行姿态自适应调节的智能网联系统，包括如下模块：

数据采集模块：采集目标的位置、速度信息和目标的实时图像信息，并发送至数据处理模块；

通信模块：将姿态控制命令发送至智能云台，接收智能云台返回的实时角度信息和imu数据并发送至数据处理模块；

数据处理模块：接收数据采集模块和通信模块发送的数据，通过预设算法实现对传感器原始数据的坐标变换和数据畸变的校正，以及控制智能云台对当前传感器进行角度调节。

优选的，所述算法包括：

坐标变换算法：传感器观察坐标系下的位置信息*旋转平移矩阵＝世界坐标系(enu)下位置信息；

畸变矫正算法：传感器坐标系下的位置信息*旋转平移矩阵＝矫正后的位置信息；

其中，基于从智能云台中获取的姿态角度，得到旋转平移矩阵。

优选的，所述数据采集模块包括激光雷达、毫米波雷达和摄像头；

所述激光雷达用于采集目标的位置信息；

所述毫米波雷达用于采集目标的位置和速度信息；

所述摄像头用于采集当前实时图像信息。

优选的，所述数据处理模块通过通信模块向智能云台发送角度控制命令，以对传感器进行角度调节；

所述数据处理模块通过智能云台返回的数据和数据采集模块发送的数据判断原始数据是否正常；

若实际采集的数据超过传感器范围则视为异常，对正常的数据进行通信传输，对异常数据发送重启指令以重启传感器。

优选的，所述数据处理模块将进行坐标变换和畸变数据校正后的传感器数据，通过通信模块发送至后端用户。

根据本发明提供的基于传感器数据进行姿态自适应调节的方法，包括如下步骤：

数据采集步骤：采集目标的位置、速度信息和目标的实时图像信息；

通信步骤：将姿态控制命令发送至智能云台，并接收智能云台返回的实时角度信息和imu数据；

数据处理步骤：接收数据采集步骤和通信步骤发送的数据，通过预设算法实现对传感器原始数据的坐标变换和数据畸变的校正，以及控制智能云台对当前传感器进行角度调节。

优选的，所述算法包括：

坐标变换算法：传感器观察坐标系下的位置信息*旋转平移矩阵＝世界坐标系(enu)下位置信息；

畸变矫正算法：传感器坐标系下的位置信息*旋转平移矩阵＝矫正后的位置信息；

其中，基于从智能云台中获取的姿态角度，得到旋转平移矩阵。

优选的，使用激光雷达、毫米波雷达和摄像头进行数据采集；

所述激光雷达用于采集目标的位置信息；

所述毫米波雷达用于采集目标的位置和速度信息；

所述摄像头用于采集当前实时图像信息。

优选的，所述数据处理步骤包括：向智能云台发送角度控制命令，以对传感器进行角度调节；

通过智能云台返回的数据和采集的数据判断原始数据是否正常；

若实际采集的数据超过传感器范围则视为异常，对正常的数据进行通信传输，对异常数据发送重启指令以重启传感器。

优选的，将进行坐标变换和畸变数据校正后的传感器数据发送至后端用户。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明通过采用多个感知传感器的目标数据的远程通讯传输，实现了智能网联系统与智能云台之间远程姿态调节；

(2)本发明通过采用智能云台实时调节系统，实现了网联传感器的探测角度受到外界环境干扰时进行自动回归的功能；

(3)本发明通过采用智能云台反馈实时角度信息和imu数据，实现了数据处理单元实时获取云台执行目标姿态的结果；

(4)本发明通过采用数据处理单元对云台反馈数据的处理，实现了数据处理单元对传感器原始数据的坐标变换和数据畸变的校正；

(5)本发明通过采用数据处理单元对图像进行实时调整，有效的提高了智能网联系统所采集的感知数据的精度和准确度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为网联传感器自适应调节系统的结构示意图；

图2为网联设备工作流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例：

如图1，本发明提出了一种适用于智能网联场端感知传感器数据和姿态自适应调节系统，包括：感知传感器单元、数据处理单元、通信单元及智能云台；

所述感知传感器单元，包括激光雷达、毫米波雷达和摄像头；

所述激光雷达用于采集目标的位置信息；

所述毫米波雷达用于采集目标的位置和速度信息；

所述摄像头用于采集当前实时图像信息；

所述数据处理单元，用于接收感知传感器单元所发送的数据，并接收智能云台所发送的角度信息和imu数据信息，通过自研算法实现对传感器原始数据的坐标变换和数据畸变的校正，以及控制智能云台对当前传感器进行角度调节；

所述通信单元，用于发送智能云台姿态控制命令并接收云台返回的实时角度信息和imu数据。

所述数据处理单元通过通信单元向智能云台发送角度控制命令；

所述智能云台将云台实时角度信息和imu数据通过通信单元发送至网联传感器自适应调节系统的数据处理单元；

所述网联传感器自适应调节系统的感知传感器单元采集目标的位置信息、速度信息及图像信息，并发送至数据处理单元；

所述数据处理单元通过智能云台提供的数据和感知传感器单元的数据判断原始数据是否正常；

所述数据处理单元通过自研算法对传感器原始数据进行坐标变换和数据畸变的校正；

所述数据处理单元对上述调整后的感知数据通过通信单元发送至后端用户。

具体应用在场端感知传感器改变了原始固定状态情况下，靠自适应调节系统对传感器姿态进行回归，对传感器数据进行矫正；

导致传感器改变固定状态情况有且不限以下几种：

1、道路沉降导致传感器移位；

2、地面震动导致传感器震动；

3、大风天气共振导致传感器摇晃；

4、自然腐蚀导致传感器姿态改变；

5、施工人员工程安装造成传感器的姿态误差；

6、外力碰撞导致传感器移位；

以上各种情景对场端感知传感器的数据精度和准确度都会造成一定的影响，本系统可自动解决，也可以远程监控以及操控，完全避免了高空作业麻烦、频繁人工修正、增加额外费用等问题。

如图2，为网联设备工作流程图，包括如下步骤：

步骤1：进行感知传感器初始化和智能云台初始化；

步骤2：传感器数据读取和可视化；

步骤3：判断传感器探测角度是否需要调节，若需调节，则调整感知传感器的探测角度后将数据发送至智能云台；若不需要调节，直接对感知传感器的数据进行处理，然后发送感知数据；

步骤4：智能云台根据调整后的感知传感器的探测角度信息，得到云台姿态信息和imu数据并发送至感知传感器；

步骤5：对感知传感器的数据进行处理和发送。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。