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：
本发明涉及测量技术领域，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动态自动测量装置。
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CCD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ZL200920202123.8，专利名称为:车辆外轮廓尺寸动态自动测量装置，其通过设置了激光扫描系统克服了上述的缺陷，但激光扫描仪的价格比较高，维修售后服务技术需要国外生产厂家支持。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于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。本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。一种车辆外廓尺寸动态自动测量装置，包括数字测量光幕、对射式红外定位开关、信号处理模块、数据采集系统和计算机软件处理模块，其特征在于:所述数字测量光幕包括高度测量光幕、宽度测量光幕和长度测量光幕，高度测量光幕、宽度测量光幕和长度测量光幕分别通过与其相对应的信号处理模块和数据采集系统连接计算机软件处理模块，所述对射式红外定位开关包括发射端和接收端，发射端和接收端按等距相对安装在检测车道两侧。所述宽度测量光幕包括光幕的发射端和光幕的接收端，光幕的发射端与光幕的接收端相对安装，并按等距横向排列设置在检测车道的上下端位置。所述宽度测量光幕在测量宽度时，为避免灰尘，设置有防尘装置。所述高度测量光幕包 括光幕的发射端和光幕的接收端，光幕的发射端和接收端相对安装，并按等距纵向排列设置在检测车道的两侧。所述对射式红外定位开关使用了一个发射，多点接收的电路。所述数字测量光幕与对射式红外定位开关的安装分别在检测车道左右、上下等距尚设置。所述车辆长度测量时，对射式红外定位开关用于大范围测量，数字测量光幕用于精密测量，数字测量光幕具有等距离测量5-10mm的测量精度，采用分时采集电路设计。本发明的有益效果是:采用红外光幕测量车辆的长度、宽度和高度，在满足了能够动态测量车辆的外廓尺寸，精确的测量车辆的高度和宽度的同时，同时也克服了现有技术中采用激光扫描系统所产生的成本高，维修不方便的缺陷。
图1为本发明测量系统的结构框图；图2为本发明车辆长度的测量原理图；图3为本发明车辆宽度的测量原理图；图4为本发明车辆高度的测量原理图；图5为本发明车辆外廓尺寸的检测流程图；图6为本发明的红外光幕电路原理图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。如图1所示，一种车辆外廓尺寸动态自动测量装置，该装置包括数字测量光幕1、信号处理模块2、数据采集系统3和计算机软件处理模块4。计算机软件处理模块4可连接显不器和打印机。
数字测量光幕用于高度测量、宽度测量和长度测量；高度测量、宽度测量和长度测量分别通过与其相对应的信号处理模块2、数据采集系统3连接。如图2所示，长度测量包括数字测量光幕5和对射式红外定位开关6，对射式红外定位开关6的发射端7与接收端8相对安装，并按等距排列设置在检测车道两侧，如图3所示，宽度测量包括数字测量光幕5，数字测量光幕5的光幕竖直发射端10与光幕竖直接收端11相对安装，并按等距横向排列设置在检测车道的上下端位置，如图4所示，高度测量包括数字测量光幕5，数字测量光幕5的光幕水平发射端13与光幕水平接收端14相对安装，并按等距纵向排列设置在检测车道的两侧。1、多组对射式红外定位开关、数字测量光幕测车辆长度如图2所示，数字测量光幕5由光幕线发射端与光幕线接收端组成并分别排成数个数字测量光幕线阵列，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，每条数字测量光幕线之间的间距为0.5-2cm。如图6所示，数字测量光幕的发射和接收由信号处理器来控制，信号处理器内置有分时扫描电子控制系统，在任何时间段，数字测量光幕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5-10_。如图2所示，多组对射式红外定位开关区的发射端7与接收端8分别安放在检测车道的左右两侧并按等间距排列设置，并与车辆15行驶方向呈90度角。考虑到不同车辆15的不同最大长度边缘位置，对射式红外定位开关6的发射端7与接收端8分别安放成不同的高度，相邻二组对射式红外定位开关6间距小于数字测量光幕5的测量长度范围。这里对测量车辆15的长度没有限制，如果需要加长测量范围，只需增加对射式红外定位开关6的组数量即可。车辆15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15在前进过程中，车头部分遮挡住数字测量光幕5，同时车尾进入对射式红外定位开关6的测量长度范围时，信息处理系统计算出被车头遮挡部分数字测量光幕发射与接收的成对数量，乘以数字测量光幕测量间距，加上某组被车尾遮挡的对射式红外定位开关6与数字测量光幕之间距离，最终计算出车辆15的长度值。另外，数字测量光幕还具备判断车辆15行驶方向的功能。采用数字测量光幕和多组对射式红外定位开关6加上软件的逻辑运算得以实现测量车辆15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、数字测量光幕测车辆宽度和高度。宽度测量如图3所示，在检测车道的上下两端位置安装数字测量光幕5，数字测量光幕5由多对光幕竖直发射端10与光幕竖直接收端11成对组成，并排成线阵列分别放置，每两个光幕竖直发射端10之间的间距为5-10毫米。数字测量光幕5采用分时扫描、发送方法，对移动的车辆15宽度进行测量。在车辆15通过检测车道中，经过计算数字测量光幕被遮挡的数量，乘以数字测量光幕测量间距，计算出车辆15的宽度值。高度如图4所示，同样，在检测车道的两端位置按等距纵向安装数字测量光幕5，并排成线阵列分别设置，每两个光幕水平发射端13或光幕水平接收端14之间的间距为5-10毫米。数字测量光幕5同样采用分时扫描、发送方法，对移动的车辆15高度进行测量。在车辆15通过检测车道时，经过计算数字测量光幕被遮挡的数量乘以数字测量光幕测量间距，计算出车辆15的高度值。3、 测量方法
采用多组对射式红外定位开关、数据测量光幕测车辆长度、宽度、高度、货箱栏板高度综合数据如图5所示，由计算机控制和管理整个测量系统。测量开始时，自检模块开始工作，各种检查无误后，软件对车辆15发出检测命令,多组对射式红外定位开关6判定车辆15是否进入测量范围(如图2所示，多组对射式红外定位开关6通过软件可以判断车辆15的行进方向)，如果进入，则启动多组对射式红外定位开关6、检测宽度的数字测量光幕，检测长度的数字测量光幕和检测高度的数字测量光幕开始工作，采集车辆15长、宽、高和货箱栏板高度的动态实时数据。如果车辆15头部进入检测长度的数字测量光幕5的测量长度范围时，由多组对射式红外定位开关6确定车辆15头部到达位置，车辆15测量长度工作完成；如果车辆15尾部驶过检测长度的数字测量光幕5，则测量工作结束。由数据采集系统将采集到的数据通过数据通信协议传送到计算机，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15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15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15轮廓三维图形、正面、侧面、俯视图进行修正。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定 。
权利要求
1.一种车辆外廓尺寸动态自动测量装置，包括数字测量光幕、对射式红外定位开关、信号处理模块、数据采集系统和计算机软件处理模块，其特征在于:所述数字测量光幕包括高度测量光幕、宽度测量光幕和长度测量光幕，高度测量光幕、宽度测量光幕和长度测量光幕分别通过与其相对应的信号处理模块和数据采集系统连接计算机软件处理模块，所述对射式红外定位开关包括发射端和接收端，发射端和接收端按等距相对安装在检测车道两侧。
2.根据权利要求1所述的车辆外廓尺寸动态自动测量装置，其特征在于:所述宽度测量光幕包括光幕的发射端和光幕的接收端，光幕的发射端与光幕的接收端相对安装，并按等距横向排列设置在检测车道的上下端位置。
3.根据权利要求2所述的车辆外廓尺寸动态自动测量装置，其特征在于:所述宽度测量光幕在测量宽度时，为避免灰尘，设置有防尘装置。
4.根据权利要求1所述的车辆外廓尺寸动态自动测量装置，其特征在于:所述高度测量光幕包括光幕的发射端和光幕的接收端，光幕的发射端和接收端相对安装，并按等距纵向排列设置在检测车道的两侧。
5.根据权利要求1所述的车辆外廓尺寸动态自动测量装置，其特征在于:所述对射式红外定位开关使用了一个发射，多点接收的电路。
6.根据权利要求1所述的车辆外廓尺寸动态自动测量装置，其特征在于:所述数字测量光幕与对射式红外 定位开关的安装分别在检测车道左右、上下等距离设置。
全文摘要
一种车辆外廓尺寸动态自动测量装置，涉及测量技术领域，包括数字测量光幕、对射式红外定位开关、信号处理模块、数据采集系统和计算机软件处理模块，数字测量光幕包括高度测量光幕、宽度测量光幕和长度测量光幕，高度测量光幕、宽度测量光幕和长度测量光幕分别通过与其相对应的信号处理模块和数据采集系统连接计算机软件处理模块，对射式红外定位开关包括发射端和接收端，发射端和接收端按等距相对安装在检测车道两侧。本发明采用红外光幕测量车辆的长度、宽度和高度，在满足了能够动态测量车辆的外廓尺寸，精确的测量车辆的高度和宽度的同时，同时也克服了现有技术中采用激光扫描系统所产生的成本高，维修不方便的缺陷。
文档编号G01B11/04GK103234464SQ201310140450
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月22日 优先权日2013年4月22日
发明者程炎星, 麻伟民, 贺永平, 杜颖, 杨华西, 王金斌, 廖小鹏 申请人:合肥市强科达科技开发有限公司