基于光幕的车轮跟踪式机动车外廓尺寸测量仪的制作方法

本实用新型涉及一种测量装置，特别涉及基于光幕的车轮跟踪式机动车外廓尺寸测量仪。

背景技术：

随着技术的发展和国家对机动车超宽超限的查处力度的增大，出现了机动车外廓尺寸自动测量装置，以替代过去的人工测量。目前的机动车外廓尺寸自动测量装置有三种形式：基于激光扫描的机动车外廓尺寸测量方式；基于CCD成像的图像分析测量方式；基于对射式光幕的外廓尺寸测量方式。例如专利号200720184559.X采用激光定位开关和红外光幕组合测量车辆长度；采用2台激光扫描系统或超声波传感器测量车辆宽度；采用1台激光扫描系统测量车辆高度，采用激光定位开关和红外光幕组合测量车辆长度，采用的是平行于行车方向的红外光幕，左右高低倾斜安装，以采集车辆头部位置，其安装位置保证所有车的车牌位置都能扫描到，从而大部分车的最前点都能测量到。但是对于部分车辆最前点不是车牌位置的车辆，比如吊车，则无法准确测量其车身长度。车身宽度和高度采用激光扫描器检测，受限于车身对激光反射能力，对于反射率低的黑色车辆无法准确测量；利用超声波测量车身宽度的，由于超声波的反射范围大，可以测量某一范围内的最宽点，但是无法获取整个区域每个点的详细宽度数据，无法剔除不应包含在车身范围内的突出点。现有测量技术长度、宽度和高度分开，三个数据基本独立，还原车辆图形时基于车辆匀速行驶的假设前提，对于不能匀速行驶的车辆，图形产生严重变形。为此，我们提出基于光幕的车轮跟踪式机动车外廓尺寸测量仪。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供基于光幕的车轮跟踪式机动车外廓尺寸测量仪，实时跟踪车轮，在测量整车长度、整车宽度、整车高度的同时可以测量前悬、后悬和轴距；采用车轮跟踪技术，可以获取准确的车辆图形，利用图形分析技术，获取厢式货车的长度、宽度、高度数据，也可以获取挂车的长度、宽度和高度数据；所有测量全部基于光幕技术，和采用激光扫描器测量宽度和高度的方式不同，光幕对车身颜色和车身表面的反射率没有要求，适用于包括深颜色车辆的所有车型的测量，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

基于光幕的车轮跟踪式机动车外廓尺寸测量仪，包括车道、设置在车道上的测量处理装置和红外光幕对，所述测量处理装置包括长度立柱测量光幕对、宽度测量光幕对、高度测量光幕对和数据采集处理装置，所述红外光幕对由红外发射光幕和红外接收光幕组成，所述红外发射光幕和红外接收光幕内分别设有红外发射管和红外接收管，所述车道上还设有车轮跟踪测量装置，所述车轮跟踪测量装置包括设置在车道两侧的车轮跟踪红外光幕发射端和车轮跟踪红外光幕接收端，所述车轮跟踪红外光幕发射端和车轮跟踪红外光幕接收端平行于车道，所述车轮跟踪红外光幕发射端和车轮跟踪红外光幕接收端上分别设有红外发射光幕和红外接收光幕，所述车轮跟踪红外光幕发射端和车轮跟踪红外光幕接收端高于地面。

进一步地，所述红外发射光幕上安装多个红外发射管，所述发射管呈一字布局，所述相邻发射管间隔1-2cm，所述红外接收光幕上的红外接收管与红外发射光幕上的红外发射管相对应。

进一步地，所述轮跟踪红外光幕发射端和车轮跟踪红外光幕接收端高于地面10-15cm。

进一步地，所述长度立柱测量光幕对垂直设置在车道两侧，所述长度立柱测长光幕对由测量立柱光幕发射端和测长立柱光幕接收端组成。

进一步地，所述高度测量光幕对垂直设置在车道两侧，所述高度测量光幕对由测高立柱光幕发射端和测高立柱光幕接收端组成。

进一步地，所述宽度测量光幕对由连接在测高立柱光幕发射端和测高立柱光幕接收端顶部的测宽光幕发射端和连接在测高立柱光幕发射端和测高立柱光幕接收端底部的测宽光幕接收端组成。

进一步地，所述数据采集处理装置包括测长控制盒、测宽控制盒和测高控制盒，所述测长控制盒、测宽控制盒和测高控制盒分别设置在测长立柱光幕接收端、测高立柱光幕发射端和测高立柱光幕接收端上。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：1、实时跟踪车轮，在测量整车长度、整车宽度、整车高度的同时可以测量前悬、后悬和轴距；2、采用车轮跟踪技术，可以获取准确的车辆图形，利用图形分析技术，获取厢式货车的长度、宽度、高度数据，也可以获取挂车的长度、宽度和高度数据；3、所有测量全部基于光幕技术，和采用激光扫描器测量宽度和高度的方式不同，光幕对车身颜色和车身表面的反射率没有要求，适用于包括深颜色车辆的所有车型的测量。

附图说明

图1为本实用新型基于光幕的车轮跟踪式机动车外廓尺寸测量仪的整体结构示意图。

图2为本实用新型基于光幕的车轮跟踪式机动车外廓尺寸测量仪的红外光幕对结构示意图。

图中：1、车轮跟踪红外光幕发射端；2、测宽控制盒；3、测宽光幕接收端；4、测长立柱光幕接收端；5、测长立柱光幕发射端；6、测高控制盒；7、测高立柱光幕接收端；8、测宽光幕发射端；9、测高立柱光幕发射端；10、测长控制盒；11、车轮跟踪红外光幕接收端；12、车道；13、红外发射光幕；14、红外接收光幕；15、红外发射管；16、红外接收管。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1-2所示，基于光幕的车轮跟踪式机动车外廓尺寸测量仪，包括车道12、设置在车道12上的测量处理装置和红外光幕对，所述测量处理装置包括长度立柱测量光幕对、宽度测量光幕对、高度测量光幕对和数据采集处理装置，所述红外光幕对由红外发射光幕13和红外接收光幕14组成，所述红外发射光幕13和红外接收光幕14内分别设有红外发射管15个红外接收管16，所述车道12上还设有车轮跟踪测量装置，所述车轮跟踪测量装置包括设置在车道12两侧的车轮跟踪红外光幕发射端1和车轮跟踪红外光幕接收端11，所述车轮跟踪红外光幕发射端1和车轮跟踪红外光幕接收端11平行于车道12，所述车轮跟踪红外光幕发射端1和车轮跟踪红外光幕接收端11上分别设有红外发射光幕13和红外接收光幕14，所述车轮跟踪红外光幕发射端1和车轮跟踪红外光幕接收端11高于地面。

本实用新型基于光幕的车轮跟踪式机动车外廓尺寸测量仪，测量开始时，车辆停在待检区域，依次给各光幕对送电，由于车辆未驶入检测区域，车轮跟踪发射光幕发射的红外线，顺利到达车轮跟踪接收光幕，红外接收光幕呈现高电平状态。车辆前进检测，车轮进入车轮跟踪光幕，到达车轮跟踪光幕第一对红外发射接收点位置时，第一个红外发射点发射的红外线被车轮阻挡，对应的第一个红外接收点呈现低电平状态。此时系统转而判断第二个红外光幕对的电平状态，以判断车轮前边沿位置。以此类推，车轮跟踪红外光幕实时跟踪车轮的前边沿位置。车辆继续前进，车辆前轮离开第一个长度光幕点是，第一个长度光幕接收点跳变成高电平，此时记录下车轮前边沿位置，前边沿到第一个光幕点的距离就车轮跟踪光幕投影到车轮的弦的长度(以下称为车轮弦长)。测量开始时，测长立柱光幕对之间没有物体阻挡，测长立柱接收光幕都呈现高电平状态，车辆向前行驶，车头进入测长立柱时，测长立柱光幕之间由于车辆的阻挡，被阻挡的接收光幕点呈现低电平状态。发生这种跳变的同时，记录下车轮跟踪的位置。车轮跟踪位置到测长立柱间的距离加上半车轮弦长就是前悬尺寸。车辆继续前进，第二轮进入车轮跟踪光幕第一点时，跟踪光幕第一接收光幕点电平发生跳变，记录车辆前轮的前边沿位置，前轮前边沿位置到光幕第一点的距离就是轴距。对于多轴车，重复步骤时，测量所有相邻轴的轴距。同时，测长光幕依次跟踪每一个车轮的位置。所有车轴测完，车尾部离开测长立柱光幕对时，测长立柱光幕对的所有光幕点跳变为高电平状态，记录这个跳变时刻的最后一个车轮的前边沿位置。最后一个车轮前边沿到测长立柱光幕的距离，减去半车轮弦长就是车辆后悬尺寸。将测量得到的车辆前悬，加上测量到的每一轴的轴距，加上后悬长度，就是整车长度。车辆行驶过程中，车轮跟踪光幕每移动一个点(1-2cm)，测宽光幕对启动扫描一帧数据。扫描过程为从左到右，逐点启动发射光幕点，判断光幕接收点电平，车身挡住部分的光幕接收点呈现低电平，未挡住部分呈现高电平状态。左边第一个低电平的接收点的位置即为车身宽度的左边缘点，右边最右一个低电平接收点的位置即车身宽度的右边缘点。从车头进入测宽光幕区域开始采集，一直到车尾部离开测宽光幕区域，宽度采集结束。采集到的每一帧宽度边缘，两宽度帧间的长度间隔为车轮跟踪光幕点的间隔(1-2cm)。由此可以画出车身的长度和宽度方向的平面图形。利用图形分析工具，剔除车辆后视镜，和相关国家标准中不包含在车身宽度内的突出物，最后得到的车辆左右最大突出点的间距就是整车宽度。与测宽类似，车轮跟踪光幕每移动一个点，测高光幕启动扫描一帧数据，每一帧数据记录被车身挡住的最高点的位置。车身全部扫描后，得到所有高度帧数据，相邻两帧的长度间隔为车轮跟踪光幕点的间隔，由此可以画出车身长度和高度方向的平面图形。利用图形分析工具，剔除车辆顶灯等不应计算在车身高度的数据物体后，车辆最高点的离地高度就是整车高度。对于厢式货车，得到长-高图形后，分析该图形，提取车身后部的长方形区域的长度和宽度，计算出车厢的长度和高度。分析长-宽图形后部的长方形区域的宽度，计算出车厢的宽度。对于挂车，车头和挂车的连接部分高度明显低于挂车的高度，分析长-高图形，从离开车头2米处开始往后依次获取车身高度数值，当车身高度数据从发生从小于等于连接部位高度+50cm(检测前设定)到大于连接部位高度+50cm跳变时，取该点为挂车最前点，整车尾部最后一个点为挂车最后点，分析出这两个点间的长度、宽度、高度数据，即为挂车的长度、宽度、高度。

其中，所述红外发射光幕13上安装多个红外发射管15，所述发射管15呈一字布局，所述相邻发射管15间隔1-2cm，所述红外接收光幕14上的红外接收管16与红外发射光幕14上的红外发射管15相对应，使测量更加精准。

其中，所述轮跟踪红外光幕发射端1和车轮跟踪红外光幕接收端11高于地面10-15cm，可实时跟踪车轮的前后位置。

其中，所述长度立柱测量光幕对垂直设置在车道12两侧，所述长度立柱测量光幕对由测长立柱光幕发射端5和测长立柱光幕接收端4组成，方便探测车辆是否进入光幕，结合车轮跟踪光幕测量车辆前悬、后悬。

其中，所述高度测量光幕对垂直设置在车道12两侧，所述高度测量光幕对由测高立柱光幕发射端9和测高立柱光幕接收端7组成，方便采集车辆高度数据。

其中，所述宽度测量光幕对由连接在测高立柱光幕发射端9和测高立柱光幕接收端7顶部的测宽光幕发射端8和连接在测高立柱光幕发射端9和测高立柱光幕接收端7底部的测宽光幕接收端3组成，方便实时采集车辆宽度数据。

其中，所述数据采集处理装置包括测长控制盒10、测宽控制盒2和测高控制盒6，所述测长控制盒10、测宽控制盒2和测高控制盒6分别设置在测长立柱光幕接收端4、测高立柱光幕发射端9和测高立柱光幕接收端7上，通过各个控制装置可以有效及时的记录数据并进行处理。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。