一种车辆三维重建和轮廓尺寸测量系统的制作方法

本实用新型涉及一种车辆三维重建和轮廓尺寸测量系统。

背景技术：

机动车辆在给我们带来巨大交通便利和经济效益的同时也给我们带来了许多困扰，引发了诸如交通拥堵、交通事故、环境污染等一系列问题。其中,交通事故带来的问题尤为严重。统计表明，造成交通事故的一大原因是车辆超限超载，而涉嫌超载的车辆很多都是为了自身的利益而对车辆进行私自改装。因此，对车辆轮廓尺寸参数进行检测可以从一定程度上遏制车辆超载超限现象的发生。目前在汽车检测行业，对车辆车型私改和尺寸超限的检测还得借助人工测量的方法完成，并不能达到自动检测的程度，已经不能满足现代自动化检测的需求。

中国专利CN202853570U，公开了一种全自动测量车辆外轮廓尺寸及重量的装置,包括计算机以及通过传输设备与计算机连接的测量装置,测量装置包括激光扫描仪组和轴重仪,激光扫描仪组包括测长激光扫描仪和同时完成高度与宽度测量的第一激光扫描仪；测长激光扫描仪安装在支架的横梁的中间位置,或者是直接固定于建筑物室内屋顶上，车辆通过时这几个激光扫描仪同时工作并计算车辆的长宽高尺寸。

中国专利CN106017334A，提出一种可移动式激光扫描车辆外轮廓尺寸的测量方法,包括上位机、驱动装置、导轨、移动支架及固定在移动支架两侧的激光扫描装置，通过激光扫描装置移动对车辆轮廓进行扫描和测量。

目前对于车辆轮廓尺寸的测量主要是通过式和固定式，通过式的主要问题是使用的激光扫描仪无法对车辆整体扫描，一旦激光扫描仪定位位置有所偏差，就会造成测量失败。固定式使用了导轨，移动支架等设备，测量过程存在机械移动，设备磨损较大且测量时间长。无论哪种方式，都没有能够实现对被测车辆进行表面的三维重建。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种测量准确且效率高的车辆三维重建和轮廓尺寸测量系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种车辆三维重建和轮廓尺寸测量系统，其特征在于：包括安装在道路两边的多套车身三维数据采集装置和工作站服务器，车身三维数据采集装置由支架、RGB-D传感器、安装在RGB-D传感器上的电子陀螺仪角度传感器）和小型计算机构成，RGB-D传感器、电子陀螺仪角度传感器分别与小型计算机相连接；小型计算机与工作站服务器通过有线或无线网络连接。

进一步地，所述小型计算机为嵌入式单片机系统。

进一步地，所述支架包括立柱和安装在立柱上部的箱体，所述RGB-D传感器、电子陀螺仪角度传感器和小型计算机固定安装在箱体内。

本实用新型的有益效果是：采用上述结构，测量过程快速，结果准确。在测量时，多套车身三维数据采集装置的RGB-D传感器同时获取其视角内被检测车辆的照片和相对于传感器的三维坐标，电子陀螺仪角度传感器获取RGB-D传感器当前的倾斜角度等数据，配套的小型计算机将采集到的RGB-D数据和倾斜角度等数据发送给工作站服务器进行处理，重建出被检车辆的表面三维模型，并能直接测量被检车辆的长度、宽度、高度、轴距等数据，与内置标准数据库进行比对后可判断车辆是否有改装等问题。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构图。

图2 为本实用新型中车身三维数据采集装置的结构示意图。

图3 为Kinect传感器三维测量原理图。

图4 为RGB-D传感器测量车辆轮廓尺寸原理图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、2所示，本实用新型一种车辆三维重建和轮廓尺寸测量系统，包括多套车身三维数据采集装置1和工作站服务器。

具体的，所述车身三维数据采集装置1由支架11、RGB-D传感器12、安装在RGB-D传感器上的电子陀螺仪角度传感器13和小型计算机14构成。RGB-D传感器12、电子陀螺仪角度传感器13分别与小型计算机14相连接；小型计算机4与工作站服务器通过有线或无线网络连接。

本实施例中，所述小型计算机14为嵌入式单片机系统。

进一步地，所述支架包括立柱111和安装在立柱上部的箱体112，所述RGB-D传感器12、电子陀螺仪角度传感器13和小型计算机14固定安装在箱体112内。通过支架能将RGB-D传感器等安装到合适的位置和角度，箱体112用于保护内在设备。

本实施例中， RGB-D传感器可以采用Kinect传感器，Kinect集成的彩色相机能够提供包括 1080p高分辨率视频,具有宽广的视野和的红外线探测功能。Kinect的深度探测有效距离0.4m - 8m，视频图分辨率1920x1080，深度图分辨率512x424，红外图分辨率达到512x424。如图3所示，Kinect深度图像的水平视野角度是70度，垂直视野角度是60度。Kinect光学部分包括两个主要部件：红外线发射器和红外线/VGA摄像头组。Kinect的3D坐标数据采集方式是飞行时间方式，飞行时间是从Time of Flight直译，简称TOF。其基本原理是通过连续发射光脉冲（红外光）到被观测物体上，然后接收从物体反射回去的光脉冲，通过探测光脉冲的飞行（往返）时间来计算被测物体离相机的距离。能够稳定的获取探测点到相机之间的距离。

本实用新型的工作过程是：测量时，将多套车身三维数据采集装置1安装在道路两边，假设支架的高度为2.5米，被测车辆置于多套车身三维数据采集装置围城的检测空间内，保证被检车辆完全被RGB-D传感器的视野所覆盖。多套车身三维数据采集装置1上的RGB-D传感器同时获取其视角内被检测车辆的照片和相对于传感器的三维坐标（图4为车头左前方车身三维数据采集装置的视角区域），电子陀螺仪角度传感器获取RGB-D传感器当前的倾斜角度等数据，小型计算机将采集到的数据发送给工作站服务器，工作站服务器将接收到的3D坐标数据全部在工作站中转换为车辆表面的世界坐标，从而合成整车的表面3D模型数据，最后根据这组3D模型数据计算出被检车辆的长度、宽度、高度、轴距等测量，与工作站服务器内置标准数据库进行比对后，可判断车辆是否有改装等问题。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。