本发明涉及车载货物检测技术领域，具体涉及一种用于绿色通道车辆的比重检测装置及方法。
背景技术：
绿色通道是指鲜活农产品公路运输“绿色通道”，车辆运输的农产品符合《鲜活农产品品质目录》规定的品类的，在高速公路“绿色通道”即可享受免收过路费的便利待遇。
在国家政策支持“三农”、促进民生的同时，部分车辆却钻国家政策的空子，在车辆内部装载大量非农产品，外部仅以少量的鲜活农产品加以遮掩，从而逃缴公路通行费，给国家造成了很大的损失，影响绿色通道政策的健康发展。因此，需要在高速路上对绿色通道进行检测，以判断车辆是否有伪装现象。
目前绿色通道车辆的检测方法主要有人工检测和雷达/超声检测两种，人工检测的速度慢，工作人员的工作强度大，当车辆装载量大时，工作人员只能检查到表面的货物，无法检查底部的货物；雷达/超声检测主要是利用雷达或超声波的反射、折射现象来探测内部的物体，根据不同介质对信号的吸收和反射能力的不同，来判断绿色通道车辆内部是否夹带了违禁物品，但是由于不同类型的货物的形状不规则、堆积的稀疏程度不同，因此探测的结果经常出现很大的误差。
技术实现要素：
本发明要解决的问题是提供一种用于绿色通道车辆的比重检测装置和基于该比重检测装置的检测结果判断车辆所载货物是否符合绿色通道车辆标准的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种绿色通道车辆的比重检测装置，用于安装在检测通道内，包括控制处理设备和分别与控制处理设备对应电连接的触发器、车辆识别单元、称重单元、体积检测单元；
所述触发器分为第一触发器和第二触发器，第一触发器用于检测车辆靠近或进入所述检测通道，所述第二触发器的高度设置在对应的高度，以利用车辆的车头与车厢的间隙检测车厢的首端位置；
所述体积检测单元包括截面测量组件、长度测量组件，所述截面测量组件和长度测量组件依次分别与所述控制处理设备对应电连接，所述截面测量组件包括用于在车辆的宽度方向上形成“一”字形光条的第一激光器和用于获取包含有光条区域的图像的第一摄像机，所述长度测量组件包括定位器、第二摄像机，所述定位器用于在车辆上形成定位标记，且所述定位标记与所述定位器的连线垂直于所述第二触发器与所述定位器的连线，所述第二摄像机用于获取包含所述定位标记与所述车辆尾部区域的图像。
优选的，所述检测通道上设置有固定架，所述固定架包括至少四个等间距设置的门形支架，从所述检测通道的入口侧顺次分为第一门形支架、第二门形支架、第三门形支架、第四门形支架，所述第一门形支架和第二门形支架的横梁间设有安装梁，所述第一激光器、第一摄像机安装在所述安装梁上，所述第一门形支架的侧面安装有第一触发器，所述第二门形支架、第三门形支架和第四门形支架的侧面分别安装有第二触发器；所述定位器、第二摄像机分别安装在第二门形支架的侧面的不同高度上。
进一步的，相邻的两个门形支架的间距为6～8m。
优选的，所述定位器为第二激光器，所述第一激光器和第二激光器外均设置有用于形成暗光的遮光罩。
优选的，所述车辆识别单元为gw-pr-9902t／vpdiiad系列牌照识别器，所述称重单元为ezway-30系列石英式动态汽车衡。
设计一种用于绿色通道车辆的比重检测方法，利用前述绿色通道车辆的比重检测装置，所述控制处理设备内存储有包含所有允许通过的绿色通道货物信息数据、所有车辆信息数据的数据库，所述绿色通道货物信息包括货物类型及对应的货物密度，所述车辆信息包括车牌号、车辆型号、车辆净重和最大载重，包括以下步骤：
当车辆接近并触发所述第一触发器时，所述控制处理设备控制所述车辆识别单元获取该车辆的车牌号，并从数据库内获取该车牌号对应的车辆型号、车辆净重；所述控制处理设备控制所述称重单元获取该车辆的实际重量g1和轮轴数、控制所述截面测量组件获取获取车辆的截面积s；
当车辆接近并第二次触发所述第二触发器时，所述控制处理设备控制所述长度测量组件获取包含有所述定位标记与所述车辆尾部区域的图像，并对所述包含有所述定位标记与所述车辆尾部区域的图像进行处理以获取定位标记与所述车辆尾部的距离l1；
所述控制处理设备计算理论密度d1，并将理论密度与样本库中的绿色通道货物信息数据进行对比，判断该车辆所载货物是否符合绿色通道车辆标准，并输出检测结果，其中，设第二触发器距所述定位器间距离为l0，所述车辆的自重为m0，计算货物密度
进一步的，判断该车辆所载货物是否符合绿色通道车辆标准的方法是：
根据样本库中的当前货物的理论密度d1，计算出当前货物密度的数学期望e和标准差sn；
通过正态分布公式计算概率密度，经修正后得到当前车辆符合绿色通道通行标准的概率p，公式为：
当概率p≥95%时，判断该车辆所载货物符合绿色通道车辆标准。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用控制处理设备、触发器、车辆识别单元、称重单元、体积检测单元的配合，绿色通道车辆的比重检测装置能够获取比重检测方法所需的体积、重量数据。利用绿色通道车辆的比重检测装置和密度公式，并将检测密度和绿色通道货物的密度对比，比重检测方法可以判断车辆所载货物是否符合绿色通道车辆标准。尤其是结合概率公式后，其实际应用价值大幅提高。
附图说明
图1为一种绿色通道车辆的比重检测装置的体积检测单元的示意图。
图中，11为门形支架，12为门形支架，13为门形支架，14为门型支架，15为门形支架，16为连筋，17为安装梁，21为第一触发器，22为第二触发器，23为第二触发器，24为第二触发器，311为第一激光器，312为第一摄像机，321为定位器，322为第二摄像机，4为第三摄像机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。
下述实施例所用的数据库，市售ptsj通用数据库可以满足需要，官网http://www.jh-lzf.com/。
实施例1：一种绿色通道车辆的比重检测装置，用于安装在检测通道内，参见图1，包括控制处理设备和分别与控制处理设备对应电连接的触发器、车辆识别单元、称重单元、体积检测单元。本实施例中，控制处理设备为安装有图像采集卡的计算机，计算机内存储有包含所有允许通过的绿色通道货物信息数据、所有车辆信息数据的数据库，绿色通道货物信息包括货物类型及对应的货物密度，车辆信息包括车牌号、车辆型号、车辆净重和最大载重。在沿车辆运行方向上，检测通道上设置有固定架，固定架包括等间距l0设置的门型支架11、门型支架12、门型支架13、门型支架14、门型支架15，通过连筋16将门型支架11、门型支架12、门型支架13、门型支架14、门型支架15连接为一体,其中,间距l0的范围为6～8m。在门型支架11和门型支架12的对应横梁中点上设有连接门型支架11和门型支架12的安装梁17。本实施例中，门型支架11侧为检测通道的入口侧。
触发器分为安装在门型支架11上的第一触发器21，安装在门型支架12上的第二触发器22，安装在门型支架13上的第二触发器23，安装在门型支架14上的第二触发器24，为了统一安装位置，前述触发器均安装在对应的门型支架的立柱上，且高度相同。第一触发器21用于检测车辆靠近或进入检测通道，第二触发器22、第二触发器23和第二触发器24的高度设置在对应的高度，以利用车辆的车头与车厢的间隙检测车厢的首端位置。本实施例中，触发器采用光电传感器。
体积检测单元包括截面测量组件、长度测量组件，截面测量组件和长度测量组件依次分别与控制处理设备对应电连接。
截面测量组件包括用于在车辆的宽度方向上形成“一”字形光束的第一激光器311和用于获取包含有光条区域的图像的第一摄像机312，本实施例中，第一激光器311和第一摄像机312安装在安装梁17上，第一摄像机312的摄像头垂直向下设置，第一激光器311发出的“一”字形光束垂直于车辆运行方向位于的垂面，且第一摄像机312能够拍摄到该“一”字形光束照射到车辆上时形成的光条。为了使第一摄像机312能够更好的拍摄到第一激光器311发射的激光面，与第一摄像机312相比，第一激光器311设置更接近检测通道的入口侧。
长度测量组件包括定位器321、第二摄像机322，定位器321用于在车辆上形成定位标记，且定位标记与定位器的连线垂直于第二触发器与定位器321的连线，第二摄像机322用于获取包含定位标记与车辆尾部区域的图像。本实施例中，定位器321采用点状激光器，点状激光器发出的光可以是小圆点、十字星。定位器321安装在门形支架12的立柱上。
体积检测单元的测量方法请参照中国专利文献cn102980512a公开的一种固定式自动体积测量系统及其测量方法。
作为改进，在第一激光器311和定位器321外均设置有用于形成暗光的遮光罩（未画出）。
车辆识别单元包括第三摄像机4，第三摄像机4与控制处理设备对应连接。本实施例中，车辆识别单元选用gw-pr-9902t／vpdiiad系列牌照识别器，牌照识别器的处理单元通过网线与控制处理设备连接。。
本实施例中，称重单元为现有的动态汽车衡，选用ezway-30系列石英式动态汽车衡，能够识别出车辆的轮轴数。
本实施例中，第一摄像机312、第二摄像机322、第三摄像机4分别与图像采集卡对应电连接，第一激光器311、定位器321、第一触发器21、第二触发器22、第二触发器23和第二触发器24通过rs232控制卡与计算机电连接，其中，第一触发器21、第二触发器22、第二触发器23和第二触发器24作为计算机的前向电路的元器件，第一激光器311和定位器321作为计算机的后向电路的元器件。
上述绿色通道车辆的比重检测装置使用时，当车辆接近并触发第一触发器21时，控制处理设备控制车辆识别单元拍摄该车辆的车牌图像，并对该车牌图像进行处理以获取车牌号，然后从数据库内获取该车牌号对应的车辆型号、车辆净重m0；当车辆接近并触发第二触发器22时，控制处理设备控制第一激光器311发出“一”字形光束，该光束照射到车辆上形成光条，并控制第一摄像机312获取包含有光条区域的图像，并对所述包含有光条区域的图像进行处理以获取车辆截面积s；控制称重单元获取该车辆的实际重量g1和轮轴数，当车辆的轮轴数为四轴以下时，以第二触发器23的第二次触发时刻作为启动信号，当车辆的轮轴数为五轴以上时，以第二触发器24的第二次触发时刻作为启动信号，控制长度定位器321发出光束，光束在车辆上形成定位标记，同时，第二摄像机322获取包含有位标记与车辆尾部区域的图像进行处理以获取定位标记与车辆尾部的距离l1。
当车辆的轮轴数为四轴以下时，第二触发器23距定位器321间距离l0=l；当车辆的轮轴数为五轴以上时，第二触发器24距定位器321间距离l0=2l；通过公式：
实施例2：一种用于绿色通道车辆的比重检测方法，利用实施例1中的绿色通道车辆的比重检测装置，控制处理设备内存储有包含所有允许通过的绿色通道货物信息数据、所有车辆信息数据的数据库，绿色通道货物信息包括货物类型及对应的货物密度，车辆信息包括车牌号、车辆型号、车辆净重和最大载重，包括以下步骤：
当车辆接近并触发所述第一触发器时，控制处理设备控制所述车辆识别单元获取该车辆的车牌号，并从数据库内获取该车牌号对应的车辆型号、车辆净重m0（质量）；控制处理设备控制所述称重单元获取该车辆的实际重量g1（重量）和轮轴数、控制截面测量组件获取包含有光条区域的图像，并对包含有光条区域的图像进行处理以获取车辆截面w；
当车辆接近并第二次触发所述第二触发器时，所述控制处理设备控制所述长度测量组件获取包含有所述定位标记与所述车辆尾部区域的图像，并对所述包含有所述定位标记与所述车辆尾部区域的图像进行处理以获取定位标记与所述车辆尾部的距离l1。设第二触发器距定位器间距离为l0，第二触发器根据车辆长度设置，如实施例1，以间距l等距设置有第一触发器21、第二触发器22、第二触发器23、第二触发器24，其中，定位器321和第二触发器22安装于同一立柱上，当车辆对应的轮轴数为四轴以下时，取第二触发器23为对应的第二触发器，l0=l；当车辆对应的轮轴数为五轴以上时，取第二触发器24为对应的第二触发器，l0=2l；车辆接近并第二次触发所述第二触发器的原因是：控制处理设备根据车辆的轮轴数选择对应的第二触发器后，首先，车辆的车头先触发该第二触发器，当车辆的车头与车厢间的空隙处经过该第二触发器时，第二触发器为待触发状态，当第二触发器被再次触发时，对应的是车厢的首端，这样，车辆接近并第二次触发所述第二触发器时，第二触发器检测的就是车厢的首端。
根据理论密度计算公式：
实施例3：一种用于绿色通道车辆的比重检测方法，作为对实施例2的改进，判断该车辆所载货物是否符合绿色通道车辆标准的方法是：
根据样本库中的当前货物的理论密度d1，计算出当前货物密度的数学期望e和标准差sn；
通过正态分布公式计算概率密度，经修正后得到当前车辆符合绿色通道通行标准的概率p，公式为：
当概率p≥95%时，判断该车辆所载货物符合绿色通道车辆标准，当概率p＜95%时，判断该车辆所载货物不符合绿色通道车辆标准，根据需要采取人工复查措施。
采用本实施例中的方法，利用概率，可以忽略实际应用中的误差因素，从而减少实施例2中的实践困境。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。