专利名称：车辆外廓尺寸智能测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于测量技术领域，尤其是车辆外廓尺寸智能测量系统。
背景技术：
目前，随着车辆的增多，一些车辆收费根据不同车型收费，由于现在多数还使用传统的车辆外廓尺寸测量方法，测量效率并不高。目前，车辆外廓尺寸测量主要有以下3种方法(I)视觉测量方法，用多台激光扫描仪及多台相机或摄像机，全方位拍照、摄像，通过对图像信息处理，得出车辆外廓尺寸。该测量方法测量时间较长近I分钟，车辆运动速度 要很慢。(2)基于视觉伺服的测量方法，利用多台相机或摄像机进行全方位拍照、摄像，以采集车辆外廓信息，成像设备安装在慢速移动的滑轨上。对测量小工件较方便，精度较高；对测量外廓尺寸大于Im的大工件则测量时间稍长；不便对外廓尺寸在2m至30m之间，并处于运动中的车辆外廓进行动态跟踪、快速测量。(3)激光测距仪测量方法，选用三台激光扫描仪，其中两台扫描仪安装在一个高6米的进龙门框架上，另外一台扫描仪单独安装在另一个高6米的出龙门框架上，两个龙门框架之间的距离是30米。其中，第一扫描仪和第二扫描仪用来扫描车辆的截面信息，得到车辆的每个断面的轮廓点的数据信息，经过数据处理，即可得出车辆的宽度和高度数据；第三扫描仪用来测量车辆的长度信息。当车辆的尾部离开进龙门框架的瞬间，第三扫描仪测量出车头到第三扫描仪之间的距离L2，假设第一扫描仪(或第二扫描仪)到第三扫描仪之间的距离为LI，则车辆的长度L就等于LI与L2的差值，即L=L1-L2。这样通过将三台扫描仪的数据进行整合就可以得出车辆轮廓的三维信息。这种车辆外廓测量方法，其不足之处如下( I)测量值瞬时获取，当获取测量值的一刻有其他车辆或者行人遮挡干扰任何一台扫描仪时，测量结果不准确；(2)当车辆需要重复测量时，必须按规定的一个且仅一个方面进行测量区域，就是瞬间获得车辆外廓尺寸不宜实现动态跟踪、快速重复测量。

实用新型内容本实用新型的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种具有快速、精确、不接触、动态跟踪的车辆外廓尺寸智能测量系统，能有效地实现动态跟踪，提高测量精准度。为了达到上述目的，采用如下技术方案一种车辆外廓尺寸智能测量系统，包括一供车辆外廓测量的测量空间，测量空间两端分别设有龙门架，其特征在于，还包括测距仪，其包括第一测距仪和第二测距仪；伺服装置，用于控制测距仪的运动；提示装置，用于接收提示信号；控制处理系统，用于控制与其通讯连接的伺服装置的运动，接收与其通讯连接的测距仪的测量数据，测距仪的位移数据，处理测量数据、并发送指令至与其通讯连接的提示装置。进一步地，所述伺服装置设在龙门架的横梁上，其包括伺服电机、由伺服电机驱动的直线滑轨及与直线滑轨联动的滑块。进一步地，所述滑块底部设有扫描平面为180度，扫描平面与龙门架所在平面垂直，通过拖链与控制处理系统通讯连接的第一测距仪。进一步地，所述滑块底部设有扫描平面为180度，扫描平面与龙门架所在平面重合，通过拖链与控制处理系统通讯连接的第一测距仪。进一步地，所述滑块通过拖链与控制处理系统通讯连接。进一步地，所述控制处理系统通过伺服电机为滑块提供高速运动的动力，并实时 向处理模块反馈滑块的移动距离，为测量车辆宽度提供精确位移。进一步地，所述测量空间的另一端的龙门架设有扫描平面为180度，扫描平面垂直于龙门架所在平面的第二测距仪。进一步地，所述第一测距仪和第二测距仪为扫描频率100HZ、测量距离40米的激光测距仪。进一步地，所述车辆外廓尺寸智能测量系统还包括用于根据控制处理系统处理后的测量数据计算收费的计费系统。进一步地，所述控制处理系统包括用于控制伺服装置运动的机械控制模块，用于采集测距仪的测量数据的采集模块，用于处理测距仪的测量数据和滑块运动数据的处理模块，以及用于控制提示装置的提示系统。进一步地，所述车辆外廓尺寸智能测量系统还包括采集车辆重量信息的汽车衡，其设于测量空间内，其与控制处理系统连接。与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于本实用新型提供一种有快速、精确、非接触、抗干扰、重测响应快、动态跟踪的车辆外廓尺寸智能测量系统。在车辆不停车不接触测距仪的情况下，快速、准确地在测量空间内测量车辆的外廓尺寸。实际操作中，一台车辆的测量过程控制3秒之内。另外，本实用新型利用动态跟踪技术，能智能地过滤行人及前后车辆对测量系统的干扰。本实用新型适用于港口测量计费口，对过海车辆进行自动、快速、准确测量计费，避免行业不当之风，为企业创造更好的经济效益。同时，本测量系统可减少现场工作人员的劳动强度，节约成本，提高工作效率。还可结合汽车衡，应用于港口过海车辆过磅收费系统，应用于公路超限系统及路费收费系统等。

图I是本实用新型所述的车辆外廓尺寸智能测量系统的结构框图；图2是本实用新型所述的车辆外廓尺寸智能测量系统的详细结构框图；图3是本实用新型所述的伺服装置的结构图；图4是实施例一的工作示意图；图5是实施例二的工作示意图。图6是实施例二的工作不意图。图示I一车辆外廓尺寸智能测量系统；2—控制处理系统；21—处理模块；22—机械控制模块；23—米集模块；24—提不模块；3—伺服装置；31—伺服电机；32—滑块；33—直线滑轨；34—拖链；41 一第一测距仪；42—第二测距仪；5—提示装置；6—计费系统；7—汽车衡；8—龙门架。
具体实施方式
实施例I如图I所示,本实施例的车辆外廓尺寸智能测量系统I包括一个供车辆外廓测量的测量空间，测量空间的两端分别设有龙门架8。此外，还包括控制处理系统2，伺服装置3，测距仪，计费系统6。所述测距仪由第一测距仪41、第二测距仪42组成。伺服装置3、第一测距仪41、第二测距仪42分别和控制处理系统2通讯连接。如图2所示，控制处理系统2内包括处理模块21、机械控制模块22、采集模块23、提示模块24。第一测距仪41、第二测距仪42通过采集模块23与处理模块21通讯连接；伺服装置3通过机械控制模块22与处理 模块21通讯连接。如图3所示，伺服装置3包括伺服电机31、由伺服电机31、由伺服电机驱动的直线滑轨33及与直线滑轨联动的滑块32。控制处理系统2控制伺服电机31，通过直线滑轨33带动滑块32移动。滑块32底部固定连接第一测距仪41，第一测距仪41通过拖链34与控制处理系统2通讯连接。如图4所示，本实施例的第一测距仪41安装在伺服装置3上，伺服装置3安装在车辆入口处的龙门架8的横梁上。第二测距仪42安装在测量空间的车辆出口的龙门架8上。作为优选，第一测距仪41和第二测距仪42均为扫描频率100HZ、测量距离40米的激光测距仪。第一测距仪41和第二测距仪42的扫描平面角度均为180度，扫描平面与龙门架8所在的平面垂直。测距仪在180度的扫描平面内，每隔O. 5度发射一条激光束，即在180度的平面内有360根激光束，这些激光束均在同一个平面。测距仪每隔IOms扫描一个 平面。每当一条激光束射到车辆外廓上的表面某点时，便反射传回到激光测距仪，激光测距仪根据每条激光束射出到反射回到激光测距仪的时间则可计得激光测距仪到车辆外廓每一点的距离。第一测距仪41安装在伺服装置3上，控制处理系统2通过伺服机31为滑块32提供高速运动的动力，并实时向处理模块21反馈滑块32的移动距离，为测量车辆宽度提供精确位移。移动过程中，扫描平面与龙门架8所在平面始终保持垂直。入口处的第一测距仪41初始位置设于龙门架8横梁中部，出口处的第二测距仪42也位于出口龙门架8的横梁中部。第二测距仪42并不限于安装在龙门架8，也可以安装在一些收费点的天花顶，只要扫描平面垂直于龙门架8横梁中部即可。车辆外廓尺寸智能测量系统I启动时，第一测距仪41和第二测距仪42同时启动，并连续不断地发射激光线进行检测，判断是否有车辆从测量空间的两端进入。判断依据是测量空间内的激光束是否遇到障碍物。当测量空间里面的激光束被障碍物反射，测距仪通过激光束发射与反射的时间差可以得知激光束与反射点的距离，经过换算可以得到该反射点与测距仪的水平距离。假定车辆从第一测距仪41所在的龙门架8进入测量空间。车辆外廓尺寸智能测量系统I启动时，第一测距仪41和第二测距仪42同时启动，并连续不断地发射激光线进行检测，测量的结果通过采集模块23反馈至控制处理系统2的处理模块21。车辆未进入测量空间前，第一测距仪41和第二测距仪42在测量空间内射到地面的各个激光线束与原来的保持一致。当车辆进入龙门架8时，第一测距仪41垂直地平面的激光线首先检测到障碍物，即车头。此时，第一测距仪41把测量到的数据传回控制处理系统2，控制处理系统2的处理模块21通过机械控制模块22控制第一测距仪41测量进入龙门架8的车头高度信息。第一测距仪41通过发送和接收反射的激光线可以得到反射点与第一测距仪41的距离，可以得到车头到第一测距仪41的垂直高度。举例，第一测距仪41的安装高度为6米，第一测距仪从发生和反射的激光可以算出测量到的车头某点与第一测距仪的垂直高度为4米，则车头离地面的高度为6-4=2米。同理，测量空间内各个激光束不同时间测量的数据反馈到控制处理系统2中可以算出车辆各个部位的离第一测距仪的高度，经过换算就可以算出车辆的各部位实际离地高度，从而可以获得该车辆的外廓高度尺寸。本实施例利用动态跟踪技术，能智能地过滤行人及前后车辆对测量精确度的干扰。在车头进入龙门架8的时候，第一测距仪41首先测量车头高度并记录在控制处理系统2中，这样就可以有效避免后期动态测量过程中，人挡住第二测距仪42的激光线而 造成的测量偏差，导致计算的外廓尺寸出现偏差。当车辆完全进入龙门架8后，第一测距仪41和第二测距仪42垂直地面的激光束检测不到障碍物，此时控制处理系统2通过提示模块24给提示装置5发出信号，控制提示装置5运行，通过红绿灯的形式或者声音警告的模式提示下一辆车停止进入。同时，通过控制伺服装置3带动位于入口龙门架8横梁中部的第一激光测距仪则以3米/秒速度向直线滑轨33右侧移动，不断进行扫描，扫描结果经过控制处理系统2分析判断扫描平面到达车辆右边界。到达车辆右边界后，第一测距仪41从直线滑轨33右侧向左侧高速移动，并不断扫描检测扫描平面是否到达车辆的左侧边界。同时将扫描数据传回控制处理系统2。当第一测距仪41扫描至车辆左边界后，移动到横梁的中部的初始位置，完成复位。此时，第一测距仪41的一个扫描周期完成。实际操作得知，一台车辆扫描测量过程所需时间在3秒内。控制处理系统2通过分析第一测距仪41在直线滑轨33的最右侧和最左侧扫描距离计算得出车辆的宽度。举例，第一测距仪41初始位置位于龙门架横梁的直线滑轨33中部，控制处理系统2记录第一测距仪的初始位置。第一测距仪向右侧移动扫描，扫描至车辆的右边界后，记录该处直线滑轨的右侧点，算出该点与初始位置点的距离W1。第一测距仪转向左侧方向继续扫描，当扫描至车辆左侧边界时，记录直线滑轨上该左侧点，并计算该左侧点与初始位置的距离W2。算出左侧点和右测点之间的距离W=W1+W2，这个距离实际为车辆的宽度。第一测距仪41结合第二测距仪42的测量结果获得车辆的长度值。假定车辆完全进入测量空间后，第一测距仪在某时刻扫描测量车辆车尾与其的水平距离为LI，第二测距仪42在该时刻测量车辆车头与其的水平距离为L2，由于测量空间长30米，所以实际车长L=30-L1-L2。本实施例还包括计费系统6，其与控制处理系统2通讯连接。计费系统6根据控制处理系统2处理的数据计算车辆所需缴纳的费用。还包括汽车衡7，其设于测量空间内，与控制处理系统2通讯连接。当车辆完全进入测量空间后，汽车衡7开始工作，记录车辆的实际重量，并反馈至控制处理系统2。通过控制处理系统2传送至计费系统6，计算该车辆的重量所需缴纳的费用。实施例2本实施例除伺服装置3和第一测距仪41的工作方式与实施例一不同，其他装置以及工作方式均与实施例一相同。如图5所示，第一测距仪41的扫描平面为180度，扫描平面与龙门架8所在平面重合。本实施例是在伺服装置3发生故障时采取的应急措施。当直线滑轨33发生故障，无法正常运行时，将龙门架8的激光测距仪与导向滑轨分离，并安装到龙门架8的横梁上，或者人工把第一测距仪41调整至直线滑轨33的中部，并把第一测距仪41的扫描平面调整至与龙门架8重合。在应急模式下，当车辆一开始经过龙门架8进入测量空间，第一测距仪41将不断测量车辆的外廓尺寸。在龙门架8的平面内，第一测距仪的激光束每隔O. 5度发射一条激光束。当车辆进入该平面，各个激光束与该平面内的车辆表面各点的距离可以通过发射和反射时间差计算得出。再根据各激光束与地面的角度，由勾股定理换算出该平面内车辆的各个点与第一测距仪的在垂直方向的距离，设某个点的垂直方向的距离为H2。第一测距仪距离地面的安装高度为H1，则该平面内的车辆该点与地面的高度为H1-H2。车辆完全进入龙门架后，计算出来的最大值即为该车辆与地面的最大高度。同时第一测距仪监测车辆是否完全越过龙门架8。当车辆开始进入龙门架时，第二测距仪42开始工作。当车辆完全进入龙门架后，第一测距仪的激光束恢复原来的初始状态，发送该信号至控制处理 系统2，并记录此时第二测距仪测量到的车头与其的直线距离。通过勾股定理可以算出，车头此时与第二测距仪的水平线距离。设该距离为L4，假设测量空间长20m，则车长为20-L4。这样就可以得到车辆的外廓尺寸信息。实施例3如图6所示，其为本实施例的工作示意图。第一测距仪41与第二测距仪42都安装在龙门架上，测量空间两端的龙门架均设有伺服装置。本实施例的第一测距仪工作方式与实施例I的第一测距仪工作方式相同。第二测距仪、第一测距仪与控制处理系统的通讯方式完全一样，且同步启动，同步调整移动。两个可快速移动的测距仪从测量空间的两端同步测量，对于车辆来向的影响大大降低了。无论车辆从第一测距仪所在龙门架进入，还是从第二测距仪所在龙门架进入，两个测距仪都同时启动测量。第一测距仪和第二测距仪的同步测量，令测量结果更加精确。本实施例适用于车辆头部不规则的测量，适用于车辆通道较大的应用场合。本实用新型适用于港口测量计费口，对过海车辆进行自动、快速、准确测量计费，避免行业不当之风，为企业创造更好的经济效益。同时，本系统可减少现场工作人员，节约成本。结合过磅装置，应用于港口过海车辆过磅收费系统，广泛应用于公路超限系统及路费计费系统等系统。
权利要求1.一种车辆外廓尺寸智能测量系统，包括一供车辆外廓测量的测量空间，测量空间两端分别设有龙门架，其特征在于，还包括 测距仪，其包括第一测距仪和第二测距仪； 伺服装置，用于控制测距仪的运动； 提示装置，用于接收提示信号； 控制处理系统，用于控制与其通讯连接的伺服装置的运动，接收与其通讯连接的测距仪的测量数据，测距仪的位移数据，处理测量数据、并发送指令至与其通讯连接的提示装置。
2.根据权利要求I所述的车辆外廓尺寸智能测量系统，其特征在于所述伺服装置设在龙门架的横梁上，其包括伺服电机、由伺服电机驱动的直线滑轨及与直线滑轨联动的滑块。
3.根据权利要求I或2所述的车辆外廓尺寸智能测量系统，其特征在于所述滑块底部设有扫描平面为180度，扫描平面与龙门架所在平面垂直的第一测距仪。
4.根据权利要求I或2所述的车辆外廓尺寸智能测量系统，其特征在于所述滑块底部设有扫描平面为180度，扫描平面与龙门架所在平面重合的第一测距仪。
5.根据权利要求2所述的车辆外廓尺寸智能测量系统，其特征在于所述滑块通过拖链与控制处理系统通讯连接。
6.根据权利要求I所述的车辆外廓尺寸智能测量系统，其特征在于所述测量空间的另一端的龙门架设有扫描平面为180度，扫描平面垂直于龙门架所在平面的第二测距仪。
7.根据权利要求I所述的车辆外廓尺寸智能测量系统，其特征在于所述第一测距仪和第二测距仪为扫描频率100HZ、测量距离40米的激光测距仪。
8.根据权利要求I所述的车辆外廓尺寸智能测量系统，其特征在于所述车辆外廓尺寸智能测量系统还包括用于根据控制处理系统处理后的测量数据计算收费的计费系统。
9.根据权利要求I所述的车辆外廓尺寸智能测量系统，其特征在于所述控制处理系统包括用于控制伺服装置运动的机械控制模块，用于采集测距仪的测量数据的采集模块，用于处理测距仪的测量数据和滑块运动数据的处理模块，以及用于控制提示装置的提示系统。
10.根据权利要求I所述的车辆外廓尺寸智能测量系统，其特征在于所述车辆外廓尺寸智能测量系统还包括采集车辆重量信息的汽车衡，其设于测量空间内，其与控制处理系统连接。
专利摘要本实用新型公开了车辆外廓尺寸智能测量系统，包括一供车辆外廓测量的测量空间，测量空间两端分别设有龙门架，还包括第一测距仪，第二测距仪；伺服装置，用于控制测距仪的运动；提示装置，用于接收提示信号；控制处理系统，用于控制与其通讯连接的伺服装置的运动，接收与其通讯连接的测距仪的测量数据，处理测量数据、并传输至与其通讯连接的提示装置。本系统利用动态跟踪技术，能智能地过滤行人及前后车辆对测量系统的干扰，测量速度快，精度高，降低人工成本，适用于港口测量计费、高速公路收费等。
文档编号G01B11/24GK202630925SQ201220212738
公开日2012年12月26日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者黄景旺, 尤敏, 张培勇, 张爱国, 陈德丰, 陈观容 申请人:广东省湛江航运集团有限公司