专利名称：一种基于激光三角测量法的货车体积测量方法
技术领域：
本发明涉及一种基于激光三角测量法的货车体积测量方法，属于非接触测量领 域。
背景技术：
现在的有关车辆测量方法中用于全车体积测量的很少，大多数是车辆部件的加工 误差检测。已有的全车车辆体积测量技术方法是使用脉冲激光三维扫描仪对车辆体积进 行测量，具体为通过安装于车辆行驶通道上部的三维激光扫描仪，对被测车辆进行外轮廓 扫描，得到被测车辆外轮廓的三维坐标扫描点集合，三维激光扫描仪与计算机相连，运行在 计算机中的专用测量软件实时接收和处理扫描数据，计算出被测物体的体积。该方法的缺 点是①该测量方法的精度取决于脉冲激光三维扫描仪的角分辨率、扫描速度和脉冲激光 器的激光发散角。由于激光三维扫描仪的旋转扫描是由步进电机带动，所以频率和角分辨 率无法达到太高，所以对大体积物体进行扫描时角分辨率较低，扫描速度慢。现有的激光三 维扫描仪的光源都采用半导体激光器，发散角比较大，当被测物体距离较远时，精度下降很 快；②目前室外常用的脉冲激光三维扫描仪多采用红外激光光源，车辆顶部覆盖的篷布对 红外光线的吸收能力很强，大大降低了该方法的可靠性。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有方法存在的不足，提出一种基于激光三角测量法的 货车体积测量方法，该方法具有实用性和可靠性，而且可以降低货车体积的测量成本。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。一种基于激光三角测量法的货车体积测量方法，其具体测量步骤为步骤一、预先设置测量仪器；包括在车辆行驶通道上沿车辆行驶方向依次设定三个测量点A、B、C ；在三个测量点A、 B、C上分别安装一个用于感知被测车辆达到以及离开的装置；在第一测量点A之前的一设 定位置安装一个获取被测车辆的车轴数量的装置；第一测量点A和第二测量点B之间的距 离为S1，第一测量点A和第三测量点C之间的距离为S2 ；优选的，第一测量点A和第二测量点B之间的距离为S1为9. 96米；第一测量点和 第三测量点之间的距离为S2为17. 06米。在车辆行驶通道的中线上方安装激光器和摄像机，并且使被测车辆先经过激光 器，然后经过摄像机；激光器和摄像机之间的距离S3为1. 3 2米；优选的，激光器和摄像机之间的距离S3为1. 5米；使激光器发射的激光光束方向与车辆行驶方向成一固定角度，该固定角度在 45 60度范围内；并在激光器前加装使激光光束照射在水平面上形成的光斑展宽为激光 条的柱面透镜，该激光条与车辆行驶通道垂直；优选的，激光器发射的激光光束方向与车辆行驶方向成53度角。
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对摄像机进行标定，使摄像机采集到的图像中包含激光光束照射到被测车辆顶部 形成的激光条；步骤二、当被测车辆驶入车辆行驶通道时，获取被测车辆的长度L、宽度信息和高 度信息；在本步骤二中，所述长度L的获取过程包括第11步当被测车辆经过所述获取被测车辆的车轴数量的装置时，该装置获取被 测车辆的车轴数量η;第12步当被测车辆的车头部分到达第一测量点A时，记录该时刻、；当被测车辆 的车头部分到达第二测量点B时，记录该时刻t2 ；当被测车辆的车头部分到达第三测量点C 时，记录该时刻t3 ；当被测车辆的车尾部分离开第一测量点A时，记录该时刻t' 1；第13步如果第11步得到的车轴数量η < 4，则使用公式⑴得到车长L ；如果第 11步得到的车轴数量η > 4，则使用公式(2)得到车长L。
权利要求
一种基于激光三角测量法的货车体积测量方法，其特征在于，该方法包括步骤一、在车辆行驶通道上沿车辆行驶方向依次设定三个测量点A、B、C；在三个测量点A、B、C上分别安装一个用于感知被测车辆达到以及离开的装置；在第一测量点A之前的一设定位置安装一个获取被测车辆的车轴数量的装置；第一测量点A和第二测量点B之间的距离为S1，第一测量点A和第三测量点C之间的距离为S2；在车辆行驶通道的中线上方安装激光器和摄像机，并且使被测车辆先经过激光器，然后经过摄像机；激光器和摄像机之间的距离S3为1.3～2米；使激光器发射的激光光束方向与车辆行驶方向成一固定角度，该固定角度在45～60度范围内；并在激光器前加装使激光光束照射在水平面上形成的光斑展宽为激光条的柱面透镜，该激光条与车辆行驶通道垂直；对摄像机进行标定，使摄像机采集到的图像中包含激光光束照射到被测车辆顶部形成的激光条；步骤二、当被测车辆驶入车辆行驶通道时，获取被测车辆的长度L、宽度信息和高度信息；所述长度L的获取过程包括第11步当被测车辆经过所述获取被测车辆的车轴数量的装置时，该装置获取被测车辆的车轴数量n；第12步当被测车辆的车头部分到达第一测量点A时，记录该时刻t1；当被测车辆的车头部分到达第二测量点B时，记录该时刻t2；当被测车辆的车头部分到达第三测量点C时，记录该时刻t3；当被测车辆的车尾部分离开第一测量点A时，记录该时刻t′1；第13步如果第11步得到的车轴数量n≤4，则使用公式(1)得到车长L；如果第11步得到的车轴数量n＞4，则使用公式(2)得到车长L； <mrow><mi>L</mi><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>S</mi><mn>1</mn> </msub> <mrow><msub> <mi>t</mi> <mn>2</mn></msub><mo>-</mo><msub> <mi>t</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow></mfrac><mo>×</mo><mrow> <mo>(</mo> <msubsup><mi>t</mi><mn>1</mn><mo>′</mo> </msubsup> <mo>-</mo> <msub><mi>t</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><mi>L</mi><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>S</mi><mn>2</mn> </msub> <mrow><msub> <mi>t</mi> <mn>3</mn></msub><mo>-</mo><msub> <mi>t</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow></mfrac><mo>×</mo><mrow> <mo>(</mo> <msubsup><mi>t</mi><mn>1</mn><mo>′</mo> </msubsup> <mo>-</mo> <msub><mi>t</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>所述宽度信息和高度信息的获取过程包括第21步当被测车辆的车头经过摄像机时，激光器和摄像机同时开始工作；摄像机采集图像，摄像机每秒钟采集图像的数量不少于10幅；当被测车辆的车尾经过摄像机时，激光器和摄像机同时停止工作；此时摄像机共采集m幅图像，m为正整数；第22步依次从第21步摄像机采集的m幅图像中，提取出激光条的长度和位置信息，经过处理后得到在第i(1≤i≤m)幅图像中被测车辆的高度hi和宽度Wi；步骤三、运用公式(3)得到被测车辆的体积V； <mrow><mi>V</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><munderover> <mi>Σ</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>m</mi></munderover><msub> <mi>S</mi> <mi>i</mi></msub> </mrow> <mi>m</mi></mfrac><mo>×</mo><mi>L</mi><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>其中Si＝Wi×hi。
2.如权利要求1所述的基于激光三角测量法的货车体积测量方法，其特征在于，所述 第一测量点A和第二测量点B之间的距离为S1为9. 96米；第一测量点和第三测量点之间的距离为S2为17. 06米。
3.如权利要求1所述的基于激光三角测量法的货车体积测量方法，其特征在于，所述 激光器和摄像机之间的距离S3为1. 5米。
4.如权利要求1所述的基于激光三角测量法的货车体积测量方法，其特征在于，所述 激光器发射的激光光束方向与车辆行驶方向成53度角。
全文摘要
本发明公开了一种基于激光三角测量法的货车体积测量方法，该方法在车辆行驶通道上沿车辆行驶方向依次设定三个测量点；在每个测量点上安装一个用于感知被测车辆达到以及离开的感知装置；在第一测量点之前的一设定位置安装一个获取被测车辆的车轴数量的感知装置；这四个感知装置用于获取被测车辆的长度；在车辆行驶通道的中线上方安装激光器和摄像机；激光器前加装使激光光束照射在水平面上形成激光条的柱面透镜；利用摄像机拍摄到的激光条在车顶上的长度和位置获取被测车辆的宽度和高度，从而计算出被测量车辆的体积。本发明的货车体积测量方法具有实用性和可靠性，而且可以降低货车体积的测量成本。
文档编号G01B11/00GK101982727SQ20101052727
公开日2011年3月2日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者邢冀川 申请人:北京理工大学