一种车辆外廓测量系统的制作方法

1.本实用新型涉及交通安全技术领域，尤其是涉及一种车辆外廓测量系统。


背景技术：

2.随着经济的快速发展，公路运输已经成为了一种不可替代的运输方式，同时也衍生出了货车超高、超宽、超载等违规现象，因此需要车辆外廓测量系统对这些违规现象进行监督。
3.通常车辆外廓测量系统由双门架、三台激光雷达组成，左、右雷达安装在后门架，前雷达安装在前门架。现场安装环境可确定检测宽度和检测长度，检测宽度为车道宽度(w)，检测长度为两个龙门架间的距离(l)。
4.车辆达到测量区域时先触发左右雷达，直到车辆通过左右雷达瞬间，前雷达采集数据，从而计算出车辆长、宽、高。计算公式如下：
5.车辆宽度＝检测宽度(车道宽度)-左雷达测量值(车辆左边缘到左雷达的距离)-右雷达测量值(车辆右边缘到右雷达的距离)；
6.车辆高度＝检测高度(雷达安装高度)-雷达测量值(车辆上边缘雷达的距离)；
7.车辆长度＝检测长度(两个龙门架间距离)-前雷达测量值。
8.非现场执法的现场一般车速较快(一般限速80-100km/h)，现有车辆外廓系统在车速较快时，车辆长度测量误差较大。为方便分析计算，假设检测过程车速按72km/h计算(即20m/s)，雷达实际扫描频率为50hz(即一次扫描时间20ms，190
°
扫描区间需耗时10ms)，被测车辆长、宽、高假定按10m
×
2m
×
2m计算。
9.根据设定条件，车辆整个检测过程耗时为0.5秒，理论上可获取25帧有效测量数据(若考虑测量开始、结束瞬间车辆位置的情况，可能增加或减少2帧数据)，即车辆平均向前运动0.4米才有一帧测量数据，整个测量过程存在较多的测量盲区。
10.理论上长度误差的产生主要出现在雷达扫描间隙、宽高雷达与前雷达同步性上(当前分析暂不考虑车辆外形、颜色对雷达激光测量的影响)，若按扫描间隙算，速度为72km/h的车因雷达扫描间隙导致的误差在0.4米左右，考虑需由宽、高雷达来判断车尾是否过龙门架以确定检测结束，若出现数据不同步的情况(即左、右雷达相对前雷达延迟一帧得出车尾已过龙门架的结果)，理论误差会增加到0.8米。
11.因此，现有技术中存在车辆长度的测量误差较大的问题。


技术实现要素：

12.本实用新型的目的在于提供一种车辆外廓测量系统、方法及电子设备，以缓解了现有技术中存在车辆长度的测量误差较大的技术问题。
13.第一方面，本实用新型提供的一种车辆外廓测量系统，包括第一龙门架、第二龙门架、单点激光器、左雷达、右雷达和前雷达；
14.所述第一龙门架和第二龙门架依次设置在车辆的路基上；
15.所述左雷达和右雷达设置在所述第一龙门架或所述第二龙门架上，用于检测车辆的宽度；
16.所述单点激光器设置在所述第一龙门架上，所述单点激光器的检测频率高于所述前雷达，所述单点激光器用于检测车辆驶离所述第一龙门架的时刻，并在车辆驶离第一龙门架的时刻发送标记信号；
17.所述前雷达设置在所述第二龙门架上，所述前雷达用于检测车辆的长度；
18.所述前雷达为内置有码盘的雷达装置，所述前雷达根据单点激光器发送的标记信号对码盘进行标记，并根据码盘的标记计算车辆长度的误差距离。
19.进一步的，还包括信号线；
20.所述信号线的一端连接所述单点激光器，所述信号线的另一端连接所述前雷达；
21.所述前雷达通过所述信号线接收所述单点激光器发送的信号。
22.进一步的，所述单点激光器的检测频率为100赫兹至5000赫兹。
23.进一步的，所述单点激光器设置在所述第一龙门架的顶端、左侧或右侧。
24.进一步的，所述左雷达和右雷达分别设置在所述第一龙门架或第二龙门架的左侧和右侧。
25.进一步的，所述码盘的刻度为360刻度或720刻度。
26.进一步的，还包括与所述前雷达通讯连接的第三方处理器。
27.第二方面，本实用新型还提供一种车辆外廓测量方法，应用于第一方面提供的车辆外廓测量系统，所述方法包括：
28.车辆经过第一龙门架时，左雷达和右雷达检测车辆的宽度，前雷达检测车辆驶离第一龙门架时当前帧的第一距离和前一帧的第二距离；
29.单点激光器检测车辆驶离第一龙门架的时刻，向前雷达发送标记信号；
30.前雷达根据标记信号在码盘上标记出对应的标记刻度，将前雷达检测出第二距离时码盘所对应的刻度作为有效距离刻度，计算码盘从有效距离刻度到标记刻度所转过的旋转角度；
31.根据旋转角度占码盘刻度值占比计算误差距离，根据误差距离和第二距离计算实际距离；
32.将第一龙门架与第二龙门架之间的间隔距离减去实际距离，获得实际车长。
33.第三方面，本实用新型还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第二方面提供的方法的步骤。
34.本实用新型提供一种车辆外廓测量系统，包括第一龙门架、第二龙门架、单点激光器、左雷达、右雷达和前雷达；第一龙门架和第二龙门架依次设置在车辆的路基上；左雷达和右雷达设置在第一龙门架或第二龙门架上，用于检测车辆的宽度；单点激光器设置在第一龙门架上，单点激光器的检测频率高于前雷达，单点激光器用于检测车辆到达或驶离第一龙门架的时刻，并在车辆驶离第一龙门架的时刻发送标记信号；前雷达设置在第二龙门架上，前雷达用于检测车辆的长度；前雷达为内置有码盘的雷达装置，前雷达根据单点激光器发送的标记信号对码盘进行标记，并根据码盘的标记计算车辆长度的误差距离。
35.采用本实用新型提供的车辆外廓测量系统，利用在第一龙门架上设置检测频率高
于前雷达的单点激光器，用于检测车辆驶离第一龙门架的时刻，并且单点激光器在车辆驶离第一龙门架的时刻向前雷达发送标记信号，在前雷达内置的码盘内进行对应标记，将前雷达检测到车辆驶离第一龙门架的上一帧码盘所对应的刻度作为有效距离点，计算从有效距离点到标记点码盘所转动的旋转角度，进而可计算出从车辆驶离第一龙门架的上一帧到车辆实际驶离第一龙门架的时刻车辆所走过的距离即为误差距离，利用此误差距离即可计算出实际车长，从而有效解决了车辆长度的测量误差较大的问题。
36.相应地，本实用新型提供的一种车辆外廓测量方法及电子设备，也同样具有上述技术效果。
附图说明
37.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本实用新型实施例提供的车辆外廓测量系统的示意图一；
39.图2为本实用新型实施例中的车辆外廓测量系统的示意图二；
40.图3为本实用新型实施例中的码盘示意图；
41.图4为本实用新型实施例提供的车辆外廓测量方法流程图。
具体实施方式
42.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.本实用新型实施例中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
44.非现场执法的现场一般车速较快(一般限速80-100km/h)，现有车辆外廓系统在车速较快时，车辆长度测量误差较大。为方便分析计算，假设检测过程车速按72km/h计算(即20m/s)，雷达实际扫描频率为50hz(即一次扫描时间20ms，190
°
扫描区间需耗时10ms)，被测车辆长、宽、高假定按10m
×
2m
×
2m计算。
45.根据设定条件，车辆整个检测过程耗时为0.5秒，理论上可获取25帧有效测量数据(若考虑测量开始、结束瞬间车辆位置的情况，可能增加或减少2帧数据)，即车辆平均向前运动0.4米才有一帧测量数据，整个测量过程存在较多的测量盲区。
46.理论上长度误差的产生主要出现在雷达扫描间隙、宽高雷达与前雷达同步性上(当前分析暂不考虑车辆外形、颜色对雷达激光测量的影响)，若按扫描间隙算，速度为72km/h的车因雷达扫描间隙导致的误差在0.4米左右，考虑需由宽、高雷达来判断车尾是否过龙门架以确定检测结束，若出现数据不同步的情况(即左、右雷达相对前雷达延迟一帧得
出车尾已过龙门架的结果)，理论误差会增加到0.8米。
47.因此，现有技术中存在车辆长度的测量误差较大的问题。
48.为解决以上问题，本实用新型实施例提供一种车辆外廓测量系统。
49.实施例1：
50.如图1至图3所示，本实用新型实施例提供一种车辆外廓测量系统，包括第一龙门架1、第二龙门架2、单点激光器3、左雷达4、右雷达5和前雷达6；第一龙门架1和第二龙门架2依次设置在车辆的路基上；左雷达4和右雷达5设置在第一龙门架1或第二龙门架2上，用于检测车辆的宽度；单点激光器3设置在第一龙门架1上，单点激光器3的检测频率高于前雷达6，单点激光器3用于检测车辆到达或驶离第一龙门架1的时刻，并在车辆驶离第一龙门架1的时刻发送标记信号；前雷达6设置在第二龙门架2上，前雷达6用于检测车辆的长度；前雷达6为内置有码盘的雷达装置，前雷达6根据单点激光器3发送的标记信号对码盘进行标记，并根据码盘的标记计算车辆长度的误差距离7。
51.采用本实用新型实施例提供的车辆外廓测量系统，利用在第一龙门架1上设置检测频率高于前雷达6的单点激光器3，用于检测车辆驶离第一龙门架1的时刻，并且单点激光器3在车辆驶离第一龙门架1的时刻向前雷达6发送标记信号，在前雷达6内置的码盘内进行对应标记，将前雷达6检测到车辆驶离第一龙门架1的上一帧码盘所对应的刻度作为有效距离点，计算从有效距离点到标记点码盘所转动的旋转角度，进而可计算出从车辆驶离第一龙门架1的上一帧到车辆实际驶离第一龙门架1的时刻车辆所走过的距离即为误差距离7，利用此误差距离7即可计算出实际车长，从而有效解决了车辆长度的测量误差较大的问题。
52.在一种可能的实施方式中，车辆外廓测量系统还包括信号线，信号线的一端连接单点激光器3，信号线的另一端连接前雷达6，前雷达6通过信号线接收单点激光器3发送的信号。设置信号线，建立单点激光器3与前雷达6之间的通讯，在单点激光检测到车辆驶离第一龙门架1的时可向前雷达6发送标记信号，进而提高了对车辆长度检测的精度。
53.在一种可能的实施方式中，单点激光器3的检测频率为100赫兹至5000赫兹，一般情况下前雷达6实际扫描频率为50hz，这样单点激光的检测频率高于前雷达6的检测频率，利用单点激光检测出车辆实际驶离第一龙门架1的时刻，并在前雷达6的码盘上完成对应的标记，有效提升了车长的检测精度。
54.在一种可能的实施方式中，单点激光器3可根据具体需要设置在第一龙门架1的顶端、左侧或右侧。
55.在一种可能的实施方式中，左雷达4和右雷达5分别设置在第一龙门架1或第二龙门架2的左侧和右侧。左雷达4和右雷达5分别位于第一龙门架1或第二龙门架2的两侧，用于检测车辆的宽度，例如左雷达4和右雷达5可分别设置在第一龙门架1上的左侧和右侧，或者左雷达4和右雷达5分别设置在第二空门架的左侧和右侧。
56.在一种可能的实施方式中，码盘的刻度为360刻度或720刻度。刻度越高码盘的精度越高，跟根据具体测量精度需求选择适合的刻度值。
57.在一种可能的实施方式中，车辆外廓测量系统还包括与前雷达6通讯连接的第三方处理器。第三方处理器接收前雷达6的检测数据和标记数据，根据这些数据计算车辆的长度。
58.实施例2：
59.如图4所示，本实用新型实施例提供一种车辆外廓测量方法，应用于实施例1提供的车辆外廓测量系统，方法包括：
60.s1：车辆经过第一龙门架1时，左雷达4和右雷达5检测车辆的宽度，前雷达6检测车辆驶离第一龙门架1时当前帧的第一距离l1和前一帧的第二距离l2。
61.第一距离l1为前雷达6检测到的车辆驶离第一龙门架1时刻的距离，第二距离l2为前雷达6检测到的车辆驶离第一龙门架1的前一帧的距离。
62.s2：单点激光器3检测车辆驶离第一龙门架1的时刻，向前雷达6发送标记信号。
63.借助单点激光器3的检测频率高于前雷达6的检测频率，从而可将车辆实际驶离第一龙门架1的时刻在码盘上进行标记，从而有效消除车长测量误差。
64.s3：前雷达6根据标记信号在码盘上标记出对应的标记刻度，将前雷达6检测出第二距离l2时码盘所对应的刻度作为有效距离刻度，计算码盘从有效距离刻度到标记刻度所转过的旋转角度。
65.旋转角度即为车辆驶离第一龙门架1的前一帧到单点激光器3检测到车辆驶离第一龙门架1的过程中，码盘所旋转的角度。
66.s4：根据旋转角度占码盘刻度值占比计算误差距离7，根据误差距离7和第二距离l2计算实际距离。
67.旋转角度占码盘刻度值的占比乘以第一距离l1与第二距离l2的差值得到车辆从驶离龙门架的前一帧得到实际驶离龙门架的时刻所走过的误差距离7。(其中第一距离l1与第二距离l2的差值为码盘旋转一周车辆行驶的距离，即码盘转动一个周期车辆行驶的距离l3)。根据第二距离l2和误差距离7计算出车辆驶离第一龙门架1的实际距离。
68.s5：将第一龙门架1与第二龙门架2之间的间隔距离减去实际距离，获得实际车长。
69.例如：在车辆驶出第一龙门架1瞬间单点激光器3先行触发给出信号到前雷达6内部，映射码盘实际物理角度进行标记记录时刻，随前雷达6数据上传到第三方处理器进行数据处理，根据当前帧标记点分布在前雷达6有效半区和无效半区，来结合上一帧或下一帧数据的长度有效距离索引值进行补偿；如标记点在有效半区，在20ms内我们认为车辆是匀速的80km/h，补偿方式为当前帧长度距离第一距离l1，上一帧长度距离为第二距离l2，最终真实距离l＝l2+(l1-l2)*(有效距离索引值-标记点索引值)/码盘刻度值；此时测量长度误差为s＝v*t＝80km/h*(500μs+13.9μs)≈11.4mm，(单点激光器3频率2khz，码盘频率72k，其中v为速度，t为周期，1/2khz*1000000＝500μs，1/72k*1000＝13.9μs)测量精度提升近78倍，车辆速度越快此实用新型测量方法优势越明显。这样就消除了因左右雷达5触发周期和前雷达6扫描周期带来的最大两个周期误差。
70.实施例3：
71.本实用新型实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的方法的步骤。采用本车辆外廓测量系统及方法的电子设备具有车长测量精度高的技术优势，提升了产品的整体性能。
72.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
73.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖
直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
74.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
75.对应于上述方法，本实用新型实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述方法的步骤。
76.本实用新型实施例所提供的装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本实用新型实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
77.在本实用新型所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本实用新型的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
78.又例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，再例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
79.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
80.另外，在本实用新型提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
81.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以
存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，简称rom)、随机存取存储器(random access memory，简称ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
82.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。