专利名称：一种车辆外廓尺寸动态自动测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到属于测量技术领域，尤其涉及一种公安车辆管理所、车辆检测 站和高速公路车辆超载超限检测站等部门所用的车辆外廓尺寸测量设备。
背景技术：
当前，部分车主为达到超载运输目的，对车辆进行各种改装，如对车辆加厚钢板， 加大车廂尺寸等。车辆超载超限已成为严重影响国家和人民生命财产安全，危及社会经济 秩序稳定的一个突出问题。依据国家标准GB 1589-2004《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量 限值》、GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》、GB 21861-2008《机动车安全技术检验 项目和方法》，为了从源头上把好关，各个公安车辆管理所、机动车检测站必须对超限的新 注册车辆和在用机动车辆的外廓尺寸进行强制检测；高速公路部门在治理超载超限行政执 法中，也需要对超限的各种车辆外廓尺寸进行检测。目前，对车辆外廓尺寸的检测基本上仍 延用过去人工测量方式，没有较好的智能化测量方法，由于人工测量的不确定性以及费时 费力不安全，迫切需要一种测量仪器对机动车外廓尺寸进行自动测量，以减少测量工作强 度及人为因素的干扰。公开发表的专利《车辆外廓自动测量系统》，专利号20061003866. X，公开了一种车 辆外廓自动测量系统，该系统的技术特征在于利用“PC机操控数字摄像机分别获取车辆正 面和侧面的图像，然后自动从图像中识别出车辆的轮廓，通过非线性映射的计算方法得到 车辆的长度、宽度和高度尺寸，并将结果通过输出设备显示；检测前，必需进行图像校准。” 该技术方案虽然可以实现车辆外廓尺寸的测量，但是存在以下问题1、只能静态测量车辆外廓尺寸。在实际工作中，为提高工作效率，机动车检测站往 往需要动态测量车辆外廓尺寸，显然静态测量车辆外廓尺寸不适用于要求快速检测的各种 车辆检测站。2、对加长车辆的测量有困难。在目前国家规定的车辆产品中，车辆长度最长可达 20米，显然采用CXD摄像机对20米长度的车辆进行测量有一定的难度。3、对车辆货箱栏板高度测量没有明确表述。在测量车辆外廓尺寸中，车辆货箱栏 板高度是必检项目，如果对车辆货箱栏板高度没有检测，车辆外廓尺寸的检测数据是不完 整的。此外，由于该技术方案是通过PC机操控数字摄像机分别获取车辆正面和侧面的 图像，然后自动从图像中识别出车辆的轮廓，通过非线性映射的计算方法得到车辆的长度、 宽度和高度尺寸。因此，侧面摄像机位置和正面摄像机位置与被测车辆的距离直接影响到 测试数据的精确性。正因为上述缺陷，公开发表的专利名称为机动车外廓尺寸动态自动测量装置，专 利号为ZL200720184559.X，公开了一种激动车外廓尺寸动态自动测量装置，其克服了上述 的缺陷，但是在机动车进入测量区域时，由于不同车辆尾部的最大长度边缘位置不同，使用 激光定位开关发射的激光束还不能完全覆盖不同车辆尾部的最大长度边缘位置，仍存在一定的盲区。另外，激光定位开关发射的功率有50多毫瓦，目前国家无现行标准可查，与国际 标准相比已经超标1倍，存在一定的安全隐患。
发明内容为了解决上述存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种能够精确测量机动 车长度且具有对人体无影响的车辆外廓尺寸动态自动测量装置。为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案一种车辆外廓尺寸动 态自动测量装置，该装置包括测距传感器组、信号处理模块、计算机数据采集系统、计算机 软件处理模块，所述的测距传感器组包括高度测量传感器、宽度测量传感器和长度测量传 感器；高度测量传感器、宽度测量传感器和长度测量传感器分别通过与其相对应的信息处 理模块、计算机数据采集系统连接，所述的测量长度传感器包括红外光幕传感器和一线红 外定位开关，一线红外定位开关的发射端与接收端相对安装，并按等距排列放置在检测车 道两侧。作为优选，上述的每组一线红外定位开关包括相互对应的一个红外发射端和多个 红外管组成阵列的接收端，每组一线红外开关的红外发射端安装在检测车道的一侧，多个 红外管组成的线阵列的接收端垂直于地面安装在检测车道的另一端；多组一线红外定位开 关的发射端与接收端分别按等距离、等间距排列放置，并与车辆行驶方向呈90度角。作为优选，上述的多组一线红外定位开关的发射端与接收端分别安放成不同高 度，相邻二组一线红外定位开关的间距小于或等于红外光幕的测量长度范围。本实用新型采用一线红外定位开关，在保证安全性的同时，利用一线红外光发射 与接收组合，会形成较大扇形光面的特点，基本上可以解决使用激光定位开关发射的激光 束不能完全覆盖不同车辆尾部的最大长度边缘位置而存在的盲区。

图1是本实用新型的测量系统的结构框图。图2是本实用新型的车辆长度测量原理图。图3是本实用新型的2台激光扫描系统对车辆高度、宽度、货箱栏板高度测量原理 图。图4是本实用新型的车辆外廓尺寸检测流程图。图5是本实用新型的红外光幕传感器电路原理图。图6是本实用新型的一线红外光定位开关组电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本实用新型的具体实施方式
做一个详细的说明。如图1所示的车辆外廓尺寸动态自动测量系统，包括测距传感器组1、信号处理模 块2、计算机数据采集系统3、计算机软件处理模块4。测距传感器组1包括高度测量传感 器、宽度测量传感器和长度测量传感器。高度测量传感器、宽度测量传感器和长度测量传感 器分别通过与其相对应的信号处理模块2、计算机数据采集系统3连接。计算机数据采集系 统3连接计算机上的软件处理模块4。长度测量传感器采用红外光幕传感器5和多组一线红外定位开关7。宽度测量传感器可以采用激光扫描系统8。高度测量传感器可以采用激 光扫描系统8或红外光幕传感器5。1、多组一线红外定位开关7、红外光幕传感器5测车辆6长度(1)如图2所示，红外光幕传感器5由红外发射管和接收管组成并分别排成数个线 阵列，水平放置在检测车道左右两侧，线阵列方向与车辆行驶方向平行。每个线阵列的红外 发射管或接收管的管间距为0. 5-2cm。如图5所示，红外光幕传感器5的发射和接收由单片 机来控制，单片机内置有分时扫描电子控制系统，在任何时间段，红外光幕传感器5的发射 与接收只有一对接通，这种采样方法可以使测量值精确定位到10mm，甚至更小。如图2所示，多组一线红外定位开关7的发射端与接收端分别安放在检测车道的 左右两侧并按等距离、等间距排列放置，并与车辆6行驶方向呈90度角。考虑到不同车辆 6的不同最大长度边缘位置，一线红外定位开关7的发射端与接收端分别安放成不同的高 度，相邻二组一线红外定位开关7间距小于红外光幕传感器5的测量长度范围。这里对测 量车辆6的长度没有限制，如果需要加长测量范围，只需增加一线红外定位开关7组的数量 即可。车辆6的长短对测量精度没有影响，可以满足了有关国家标准的要求。车辆6在前进过程中，车头部分遮挡住红外光幕传感器5，同时车尾进入一线红外 定位开关组7的测量长度范围时，电脑计算出被车头遮挡部分红外光幕传感器5发射管和 接收管成对数量，乘以红外管的间距，加上某组被车尾遮挡的一线红外定位开关7与红外 光幕传感器5之间距离，最终计算出车辆6的长度值。另外，红外光幕传感器5还具有判断 车辆6行驶方向的功能。采用红外光幕传感器5和多组一线红外定位开关7加上软件的逻辑运算得以实现 测量车辆6长度，此种方法测量车长不仅精度高，而且最大限度的节约了硬件成本。2、激光扫描系统8对车辆6宽度、高度和货箱栏板高度的综合测量采用激光扫描系统8实现对车辆6宽度、高度、货箱栏板高度的综合测量。激光扫 描系统8安装在检测车道左右两侧的上方离地面4-6米高度(如图3所示)，扫描角度9为 60-100度。在车辆6前进过程中，2台激光扫描系统8由计算机进行控制。激光扫描系统 8对车辆6的宽度、高度、货箱栏极高度进行二维动态测量。激光扫描系统8首先逐层扫描 出的车辆6外廓到激光扫描系统8的相对距离，通过计算机软件计算出车辆6 二维的宽度、 高度、货箱栏板高度瞬时尺寸数据，再采用分时扫描的方法，取得对车辆6移动时各个切割 分层面的宽度、高度和货箱栏板高度值，同时结合对车辆6长度的测量，通过计算机软件处 理，模拟并输出车辆6外廓三维图形及尺寸数据。高分辨率激光扫描系统8对车辆6宽度、高度和货箱栏板高度的测量，此种方法通 过动态图像处理技术，描绘出车辆6表面的轮廓图像，再进行数据处理，最大限度的去除车 辆6的示位灯、后视镜等因素的影响，得出车辆6真实的宽度、高度和货箱栏板高度尺寸值。3、测量方法多组一线红外定位开关7、红外光幕传感器5和激光扫描系统8测车辆6长度、宽 度、高度、货箱栏板高度综合数据如图4所示，由PC计算机控制和管理整个测量系统。测量开始时，传感器自检模块 开始工作，各种传感器检查无误后，软件对车辆6发出检测命令，多组一线红外定位开关7 判定车辆6是否进入测量范围(如图2所示，多组一线红外定位开关7通过软件可以判断车辆6的行进方向)，如果进入，则启动多组一线红外定位开关7、激光扫描系统8开始工作， 采集车辆6长、宽、高和货箱栏板高度的动态实时数据。如果车辆6头部进入红外光幕传感 器5的测量长度范围时，由多组一线红外定位开关7确定车辆6头部到达位置，车辆6测量 长度工作完成；如果车辆6尾部驶过激光扫描系统8，则测量工作结束。由计算机数据采集 系统将采集到的数据通过100兆网线传送到PC机，再通过采样信号控制模块、采样图像过 滤模块、图像修正模块、三维图像模拟模块、数据库存储模块、数据显示模块，最终得出车辆 6的外廓三维图像及长度、宽度、高度、货箱栏板高度综合数据，同时将测量的数据存入到数 据库中。在检测某些特殊车辆6时，如水泥槽罐车等，有部份轮廓几何图形呈圆弧形状，系 统可以调用三维图像模拟软件，在计算机屏幕上，对车辆6轮廓三维图形、正面、侧面、俯视 图进行修正。
权利要求一种车辆外廓尺寸动态自动测量装置，该装置包括测距传感器组(1)、信号处理模块(2)、计算机数据采集系统(3)、计算机软件处理模块(4)，所述的测距传感器组(1)包括高度测量传感器、宽度测量传感器和长度测量传感器；高度测量传感器、宽度测量传感器和长度测量传感器分别通过与其相对应的信息处理模块(2)、计算机数据采集系统(3)连接，所述的长度测量传感器包括红外光幕传感器(5)，其特征在于，所述的长度测量传感器还包括一线红外定位开关(7)，一线红外定位开关(7)的发射端与接收端相对安装，并按等距排列放置在检测车道两侧。
2.根据权利要求1所述的一种车辆外廓尺寸动态自动测量装置，其特征在于，所述的 每组一线红外定位开关(7)包括相互对应的一个红外发射端和多个红外管组成阵列的接 收端，每组一线红外开关的红外发射端安装在检测车道的一侧，多个红外管组成的线阵列 的接收端垂直于地面安装在检测车道的另一端；多组一线红外定位开关的发射端与接收端 分别按等距离、等间距排列放置，并与车辆(6)行驶方向呈90度角。
3.根据权利要要求2所述的一种车辆外廓尺寸动态自动测量装置，其特征在于，所述 的多组一线红外定位开关(7)的发射端与接收端分别安放成不同高度，相邻二组一线红外 定位开关的间距小于或等于红外光幕传感器(5)的测量长度范围。
专利摘要本实用新型涉及到属于测量技术领域，尤其涉及一种车辆外廓尺寸动态自动测量装置。一种车辆外廓尺寸动态自动测量装置，该装置包括测距传感器组、信号处理模块、计算机数据采集系统、计算机软件处理模块，所述的测距传感器组包括高度测量传感器、宽度测量传感器和长度测量传感器；测量长度传感器包括红外光幕传感器和一线红外定位开关，一线红外定位开关的发射端与接收端相对安装，并按等距排列放置在检测车道两侧。本实用新型采用一线红外定位开关，在保证安全性的同时，利用一线红外光发射与接收组合，会形成较大扇形光面的特点，基本上可以解决使用激光定位开关发射的激光束不能完全覆盖不同车辆尾部的最大长度边缘位置而存在的盲区。
文档编号G01B11/02GK201622065SQ20092020212
公开日2010年11月3日 申请日期2009年12月9日 优先权日2009年12月9日
发明者廖小鹏, 方黎明, 曹成孝, 朱丽文, 杜颖, 杨华西, 王金斌, 程炎星, 贺永平, 麻伟明 申请人:麻伟明;杨华西;程炎星