专利名称：一种高速公路绿色检测通道车辆驾驶室避让系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于高速公路绿色通道检测领域的一种控制系统，特别是涉及一种高速公路绿色检测通道驾驶室避让系统。
背景技术：
国家为建立顺畅、便捷的鲜活农产品流通网络，开展了高速公路绿色通道的建设工作，对于满足绿色通道要求的车辆将享受免收通行费。然而部分车辆却钻营国家政策，利用混装、伪装等手段，逃缴高速公路通行费。对于绿通车辆的检查，传统上是通过人工的方式进行检查，这种检查方法工作效率低，也达不到很好地检查效果。目前高速公路绿色通道检测的主要方法有感官法、吨位法、内窥镜检测法以及无损检测法。感官法主要依靠于检查人员通过触觉、视觉和嗅觉进行检测；吨位法通过测量出车辆的重量和尺寸计算出等效密度，从而推断出车辆装载的大概物品。此两种方法存在检查速度慢、人员工作强度大、准确性低的缺点，且无法提供直接违规证据。内窥镜检测法可以把人们的视距延长，并且能任意改变视线方向，准确地观察物体内表面的真实状况，查看车厢内装载的物品，但是内窥镜检测法还是会增加稽查人员的工作量，且检测还是比较片面，只是对局部位置进行检测，不能对整个车厢进行检测。无损检测法则主要采用雷达检测技术、射线透视技术。雷达检测技术由于不能够穿透金属，因此在应用中具有一定的局限性。而射线的穿透力很强，因此利用射线透视技术来对绿色车辆进行检查成为了热点研究的课题，并且陆续有专家将X射线、Co-60等技术应用于绿色通道车辆自动检查系统。专利CN101532968A公布了一种绿色通道车辆检查系统。该专利将射线源和射线探测器固定在一定的位置，利用射线探测器接收到的射线强度对车内货物进行自动检测。该专利所使用的射线源为Co-60或X射。专利CN101943761A公布了一种X射线检测方法。该专利能够实现透射图和背散射图融合，进一步丰富安检图像信息，提高安检员的观察和识别效率，该专利能够所采用的辐射射线源为X射线。专利CN202110299U公布了绿色通道车辆货物检查系统。另外，专利CN102508313A也公布了一种“检测运输工具的方法和系统”，该专利利用辐射源对车辆进行扫描，然后根据射线探测器接收到的穿透射线的强度建立灰度曲线，最后根据不同灰度阈值来判断车辆所载货物的类型。虽然射线透视技术是一种快速、高效的无损检测手段，能很好地解决现有绿色通道检测困难的问题，但是对于X射线、Y射线和Co-60，无论使用哪一种射线都会对人体造成伤害。当射线直接照射到人体时，尽管一次射线照射的辐射量很小，但是随着射线照射次数的增加和积累必然会对人体造成伤害。因此在将射线透视技术应用于绿色通道检测时，必须保证驾驶室内司乘人员的人身安全。鉴于以上原因，在使用射线透视法对绿通货车进行检测时必须避开驾驶室，只对货厢进行检测。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种准确、高效、实时的高速公路绿色检测通道驾驶室避让系统，减少或者避免射线对人员的损伤。一种高速公路绿色检测通道车辆驾驶室避让系统，驾驶室避让系统包括:第一组传感器节点、第二组传感器节点和第三组传感器节点，每组传感器节点都是由一对光柱组成，每对光柱上安装有三对光电开关；射线发生器和射线探测器，射线探测器用来接收射线发生器发出的射线；控制器，接收每组传感器节点中光电开关的电平跳变信号，得出车辆在检测区域的位置及速度，判断驾驶室、货箱与射线发生器之间的位置关系，控制射线发生器的开启和关闭；第一组传感器节点、第二组传感器节点和第三组传感器节点沿着车辆的进入通道的方向依次排列，射线发生器和射线探测器设置在第二组传感器节点和第三组传感器节点之间，并且靠近第二组传感器节点。作为一种优选，每对光柱上都安装有三对光电开关，由上到下依次为光电开关一、光电开关二和光电开关三；光电开关之间的间隔为0.3米，光电开关一距地面的高度为
1.7-2 米。作为一种优选，第一组传感器节点与第二组传感器节点之间的距离为2.5-3米，第二组传感器节点与第三组传感器节点之间的间距为2.5-3米，第二组传感器节点与射线发生器的间距为0.4-0.8米。作为一种优选，光电开关一距地面的高度为1.9米。作为一种优选，第一组传感器节点与第二组传感器节点之间的距离为2.8米，第二组传感器节点与第三组传感器节点之间的间距为2.7米，第二组传感器节点与射线发生器的间距为0.5米。有益的技术效果:能够知道检测车辆在检测区域的位置，可以更加准确、高效的把握射线发生器开启和关闭的时机，即:当驾驶室已经通过射线发生器的发射口，车厢到达射线发生器的发射口时开启射线机，当车尾驶离射线发生器发射口时关闭射线发生器。将该避让系统与方法应用于高速公路绿色通道检测系统中能够很好地处理驾驶室避让问题，保证整个检测过程只对货车货厢部分进行扫描，避免射线对驾驶员造成伤害。
图1是本实用新型实施例的高速公路绿色检测通道驾驶室避让系统；图2是本实用新型实施例的传感器节点的结构图；图3是本实用新型实施例的货车检测装置示意具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细描述。以下描述仅用于说明本实用新型，但不是用来限制本实用新型的范围。一种高速公路绿色检测通道车辆驾驶室避让系统与方法如图1所示，具体包括6个部分:第一组传感器节点101，第二组传感器节点102，第三组传感器节点103，射线发生器104，射线探测器105和控制器106。每组传感器节点都是由一对光柱组成，光柱上安装有三对光电开关；控制器106通过每组传感器节点中光电开关的通断来获得电平信号或者电平跳变信号，再进行逻辑推断和相关计算，进而得出车辆出入检测区域的位置以及状态，只有当货车驾驶室完全通过射线发生器104发射口，且货厢到达射线发生器104发射口时才启动射线发生器104，当货车货厢完全驶过射线发生器104发射口时关闭射线发生器104。所述避让系统中三组传感器节点的结构是相同的，传感器节点的结构图如图2所示，其中，每组传感器节点都由一对光柱构成，分别为发送端光柱201和反射端光柱202，光柱上都安装有三对光电开关，由上到下依次为光电开关一 203、光电开关二 204和光电开关三205。光电开关的安装需要保持适当的高度，作为一种优选的高度，设置光电开关一 203距地面的高度为1.9米，光电开关三204距地面的高度为1.6米，光电开关三205距地面的高度为1.3米。所述避让系统中三组传感器节点和射线发生器104之间的间距需要设置合适的间距，通过对大量绿色通道车辆尺寸的实际测量测量，第一组传感器节点与第二组传感器节点之间的距离为2.5-3米，第二组传感器节点与第三组传感器节点之间的间距为2.5-3米，第二组传感器节点与射线发生器的间距为0.4-0.8米。作为一种优选，最终间距设置为:第一组传感器节点101与第二组传感器节点102之间的距离为2.8米，第二组传感器节点102与第三组传感器节点103之间的间距为2.7米，第二组传感器节点102与射线发生器104的间距为0.5米，射线发生器104设置在第二组传感器节点102与第三组传感器节点103之间。一种高速公路绿色检测通道驾驶室避让系统和方法的货车检测装置示意图如图3所示。首先货车需要按照速度要求行驶，以每小时5-10公里的车速通过绿色通道车辆检测区域。当货车未到达检测区域时，光柱上的所有电开关都处于接通状态，传感器节点输出高电平；当货车行驶过某一个光柱时，光柱上的所有光电开关都处于断开状态，传感器节点输出低电平；当光柱由接通状态到断开状态或由断开状态到接通状态，传感器节点输出电平将会产生跳变。货车在检测区域行驶的过程中，三组光柱产生的电平信号及跳变信号为避让系统提供了信号源。控制器106通过光柱产生的信号源，对货车信息进行预处理，并判断出货车在检测区域中的相对位置。对通过高速公路绿色检测通道的货车进行分析统计，高速公路绿色检测通道驾驶室避让系统将货车分为“拖挂车辆”和“非拖挂车辆”两种类型。这两种类型的车辆最大的区别就是挂接的货箱与驾驶室之间的间距不同，“拖挂车辆”所挂接的货箱与驾驶室具有70——200cm的间距，而“非拖挂车辆”货箱与驾驶室之间的间距则很小，不会超过30cm，因此这就决定了在这两种类型被检车辆通过检测区域的过程中，射线发生器104开启的逻辑不同。确定货车的类型是准确实现驾驶室避让的前提。通过第一组传感器节点101和第二组传感器节点102可以对货车进行货车信息预处理，将货车分为“拖挂车辆”与“非拖挂车辆”。当被检货车驾驶室107前部到达第二组传感器节点102时，若第一组传感器节点101处于接通状态，则判定被检测车辆为“拖挂车辆”;若第一组传感器节点101处于未接通状态，则判定被检货车为“非拖挂车辆”。在将货车划分为“拖挂车辆”和“非拖挂车辆”的基础上，需要进一步确定货车驾驶室和货车货厢与射线发生器104的相对位置。控制器106根据三组传感器节点提供的信号进行逻辑推断和计算，得到货车驾驶室和货车货厢与射线发生器104发射口的相对位置和货车在检测区域的行驶的速度。若货车为“拖挂车辆”，则需要判断出货车货厢前端与第二组传感器节点102的相对位置和货车货厢108尾部与第二组传感器节点102的相对位置；若被检测车辆为“非拖挂车辆”，则需要判断出货车货厢前端与第三组传感器节点103的相对位置和货车货厢尾部与第二组传感器节点102的相对位置。货车驾驶室前端从第一组传感器节点101行驶到第二组传感器节点102的时间和平均速度分别为Tl和Vl ;从第二组传感器节点102行驶到第三组传感器节点103的时间和平均速度分别为T2和V2 ;货车货厢尾部从第一组传感器节点101行驶到第二组传感器节点102的时间和平均速度分别为T3和V3等。在确定好货车在检测区域的相对位置的基础上，才能够更好地控制射线发生器104的开启和关闭。若货车为“拖挂车辆”，当驾驶室前部到达第三组传感器节点103后，并且继续等到货车货厢前端到达第二组光柱时，延时0.5/V2秒后，开启射线发生器104 ;若被检测车辆为“非拖挂车辆”，货车驾驶室前部到达第三组传感器节点103后，直接开启射线发生器104 ;无论是“拖挂车辆”还是“非拖挂车辆”，货车货厢尾部到达第二组传感器节点102后，延时0.5/V3秒后，关闭射线发生器。在射线发生器104开启和关闭的时刻增加不同的延时是因为第二组传感器节点和射线发生器104之间存在间隙，这样处理是为了保证在车速不均匀的情况下，不论是“拖挂车辆”还是“非拖挂车辆”都既能准确避开驾驶室后开启射线发生器104，又能在车尾完全驶离射线发生器104后关闭射线发生器104。为了安全的使用射线检测技术，必须对射线发生器104开启直至关闭的时间间隔进行限制，设定射线发生器104开启时间间隔的上限Tlim。若射线发生器104已经开启，当被检货车货厢已经完全通过检测区域后，控制器106没能接收到正常的结束信号，此时需要强制关闭射线发生器104 ;当被检货车货厢通过检测区域的时，车辆停在检测区域，此时也需要考虑强制关闭射线发生器104，也可通过人工手动完成；由此可知，设置射线发生器104开启至关闭时间间隔的上限Tlim是十分必要的。经过测试大量数据后，被检测车辆正常驶过检测区域的时间大都在20s以内，因此强制设置时间间隔上限Tlim为25s。本实用新型所提供的高速公路绿色通道检测的车头避让控制系统，对于绿色通道检测系统，利用射线辐射成像技术对封闭车辆进行无损害快速检查的问题，设计了一个车头避让控制系统。该控制系统采用完全自动控制的工作模式，对驶入车辆的位置进行合理的判断，得出车辆进出入检测区域的状态，当车厢通过主射线时才启动射线，当车厢完全驶过主射线时关闭射线，确保只对车厢部位进行检测。射线开启后，若是车辆行驶速度非常慢或者停在检测区域时，控制器会在射线开启一定时间后强制关闭射线，保证安全性。整个系统能够很好判断检测车辆在检测区域的状态，检测时能避开车头，仅对车厢部位进行扫描，能够减少或者避免对驾驶员造成不必要的伤害。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，这里描述的只是本实用新型的示范性的优选实施例，并且使用了具体的术语描述了本实用新型的优选实施例，但是这种描述仅用于示例目的，本领域技术人员应当注意到本实用新型公开的仅仅是示例，并且应当理解，可以作出各种改变和变化，而不脱离本实用新型权利要求的保护范围。
权利要求1.一种高速公路绿色检测通道车辆驾驶室避让系统，其特征在于:所述驾驶室避让系统包括: 第一组传感器节点、第二组传感器节点和第三组传感器节点，每组传感器节点都是由一对光柱组成，每对光柱上安装有三对光电开关； 射线发生器和射线探测器，射线探测器用来接收射线发生器发出的射线； 控制器，接收每组传感器节点中光电开关的电平跳变信号，得出车辆在检测区域的位置及速度，判断驾驶室、货箱与射线发生器之间的位置关系，控制射线发生器的开启和关闭； 第一组传感器节点、第二组传感器节点和第三组传感器节点沿着车辆的进入通道的方向依次排列，射线发生器和射线探测器设置在第二组传感器节点和第三组传感器节点之间，并且靠近第二组传感器节点。
2.根据权利要求1所述的一种高速公路绿色检测通道车辆驾驶室避让系统，其特征在于:每对光柱上都安装有三对光电开关，由上到下依次为光电开关一、光电开关二和光电开关三；光电开关之间的间隔为0.3米，光电开关一距地面的高度为1.7-2米。
3.根据权利要求1或2所述的一种高速公路绿色检测通道车辆驾驶室避让系统，其特征在于:第一组传感器节点与第二组传感器节点之间的距离为2.5-3米，第二组传感器节点与第三组传感器节点之间的间距为2.5-3米，第二组传感器节点与射线发生器的间距为0.4-0.8 米。
4.根据权利要求2所述的一种高速公路绿色检测通道车辆驾驶室避让系统，其特征在于:光电开关一距地面的高度为1.9米。
5.根据权利要求3所述的一种高速公路绿色检测通道车辆驾驶室避让系统，其特征在于:第一组传感器节点与第二组传感器节点之间的距离为2.8米，第二组传感器节点与第三组传感器节点之间的间距为2.7米，第二组传感器节点与射线发生器的间距为0.5米。
专利摘要一种高速公路绿色检测通道车辆驾驶室避让系统，包括第一组传感器节点、第二组传感器节点和第三组传感器节点，每组传感器节点都是由一对光柱组成，每对光柱上安装有三对光电开关；射线发生器和射线探测器，控制器；解决高速公路绿色检测通道被检车辆的驾驶室避让问题，能够保证驾驶人员的安全，且效率高、成本低、实用性强。
文档编号G01N23/02GK203069804SQ201320104508
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日
发明者张清田, 张 浩, 李寿涛, 张哲 , 李志 , 张宇奇, 马用学, 孙毅, 田野 申请人:吉林省高速公路管理局