本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)尺寸測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種測(cè)量車輛尺寸和輪廓的方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展，汽車保有量呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，促使智能洗車設(shè)備出現(xiàn)大量市場(chǎng)需求，為了提高智能洗車設(shè)備的效率，需要一種簡(jiǎn)單快速地測(cè)量出待洗車輛尺寸和輪廓的設(shè)備裝置；現(xiàn)有測(cè)量車輛尺寸、輪廓的方法有視覺圖像方式、激光掃描方式等等，如中國(guó)專利局公布專利號(hào)：CN201510096541.3和CN201310396183.9的技術(shù)發(fā)明。

中國(guó)專利號(hào)CN201510096541.3的技術(shù)原理是，使用計(jì)算機(jī)對(duì)車道內(nèi)車輛的視覺圖像進(jìn)行換算處理，得到待測(cè)車輛圖像，對(duì)圖像邊緣的像素計(jì)算得到車輛尺寸和輪廓數(shù)據(jù)。

中國(guó)專利號(hào)CN201310396183.9的技術(shù)原理是，用陣列式激光發(fā)器對(duì)目標(biāo)車輛照射多束激光，利用車輛對(duì)光線阻擋而影響相應(yīng)傳感器接收激光，和使用CCD相機(jī)對(duì)投射在車輛外表的光斑數(shù)量統(tǒng)計(jì)，得到車輛的尺寸和輪廓數(shù)值。

上述的視覺圖像方式和激光掃描方式都存在系統(tǒng)構(gòu)建復(fù)雜、計(jì)算機(jī)運(yùn)行圖像數(shù)據(jù)量大、成本高昂、精度受像素和光斑數(shù)量限制等缺點(diǎn)，使該類技術(shù)難以應(yīng)用于洗車設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題，提供一種簡(jiǎn)單快速、符合精度要求的新技術(shù)方案，其特征在于：由測(cè)距單元、計(jì)算單元、測(cè)量區(qū)域、地面和待測(cè)車輛組成；測(cè)距單元安裝在測(cè)量區(qū)域周圍，測(cè)距單元連接到計(jì)算單元，待測(cè)車輛行駛進(jìn)入測(cè)量區(qū)域，測(cè)距單元測(cè)量待測(cè)車輛的左側(cè)、右側(cè)、頂部和前方的空間距離，發(fā)送到計(jì)算單元計(jì)算出待測(cè)車輛的尺寸和輪廓。

本發(fā)明的有益效果是，使用低成本的測(cè)距模塊，對(duì)行駛進(jìn)入測(cè)量區(qū)域的車輛其周圍空間測(cè)量距離，計(jì)算出車輛的長(zhǎng)、寬、高尺寸數(shù)據(jù)；連續(xù)地記錄下車輛向前行駛的每段距離所測(cè)量的尺寸數(shù)據(jù)，可以得出車輛表面的變化曲線，進(jìn)一步經(jīng)圖形運(yùn)算得到車輛的具體輪廓；本發(fā)明具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低廉、快速準(zhǔn)確的特點(diǎn)，因而具有很好的推廣價(jià)值。

附圖說明

附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，在附圖中：

圖1是本發(fā)明一種測(cè)量車輛尺寸和輪廓的方法的測(cè)量原理方框圖；

圖2是本發(fā)明一種測(cè)量車輛尺寸和輪廓的方法的實(shí)施例的測(cè)量車輛寬度和高度示意圖；

圖3是本發(fā)明一種測(cè)量車輛尺寸和輪廓的方法的實(shí)施例的測(cè)量車輛長(zhǎng)度示意圖；

圖4是本發(fā)明一種測(cè)量車輛尺寸和輪廓的方法的實(shí)施例的測(cè)量車輛輪廓示意圖；

圖5是本發(fā)明一種測(cè)量車輛尺寸和輪廓的方法的實(shí)施例的增加測(cè)距模塊的示意圖；

在附圖中，1.左測(cè)距模塊，2.右測(cè)距模塊，3.上測(cè)距模塊，4.前測(cè)距模塊，5.測(cè)距單元，6.計(jì)算單元，7.測(cè)量區(qū)域，8.地面，9待測(cè)車輛；在圖5中，10.中測(cè)距傳感器。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行描述；在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“里”、“外”、“水平”、“垂直”的方向用詞僅僅是針對(duì)以附圖的方向去描述，不能理解為對(duì)應(yīng)用方向的限制。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的構(gòu)成包括有：測(cè)距單元（5）、計(jì)算單元（6）、測(cè)量區(qū)域（7）、地面（8）和待測(cè)車輛（9）。

如圖2所示，所述的測(cè)距單元（5）由多個(gè)獨(dú)立的測(cè)距模塊組成，本實(shí)施例優(yōu)選4個(gè)測(cè)距模塊，包含有：

左測(cè)距模塊（1），安裝在測(cè)量區(qū)域（7）左面，用于測(cè)量待測(cè)車輛（9）的左邊空間距離；

右測(cè)距模塊（2），安裝在測(cè)量區(qū)域（7）右面，用于測(cè)量待測(cè)車輛（9）的右邊空間距離；

上測(cè)距模塊（3），安裝在測(cè)量區(qū)域（7）上面，用于測(cè)量待測(cè)車輛（9）的頂部空間距離；

前測(cè)距模塊（4），安裝在測(cè)量區(qū)域（7）里面，用于測(cè)量待測(cè)車輛（9）的前方空間距離。

所述的測(cè)距模塊可以是超聲波測(cè)距模塊，也可以是激光測(cè)距模塊，也可以是超聲波測(cè)距模塊和激光測(cè)距模塊組合的測(cè)距模塊。

所述的超聲波測(cè)距模塊其工作原理是，超聲波發(fā)射裝置向目標(biāo)發(fā)射超聲波信號(hào)，遇到目標(biāo)障礙物后反射部分超聲波信號(hào)回接收裝置，由處理器計(jì)算出超聲波信號(hào)從發(fā)出到接收返回的飛行時(shí)間，按照距離=速度*時(shí)間/2計(jì)算出距離。

所述的激光測(cè)距模塊其工作原理是，激光發(fā)射裝置向目標(biāo)發(fā)射激光脈沖，遇到目標(biāo)障礙物后反射部分激光脈沖回接收裝置，經(jīng)過專用芯片對(duì)信號(hào)放大和相位比較后，由處理器計(jì)算出激光脈沖的飛行時(shí)間，按照距離=速度*時(shí)間/2計(jì)算出距離；

上述的超聲波測(cè)距模塊和激光測(cè)距模塊在市面上均有成熟的產(chǎn)品可以直接購(gòu)買。

在本發(fā)明實(shí)施例中，所述的測(cè)距模塊還包括：

左測(cè)距模塊（1）和右測(cè)距模塊（2）距離地面（8）高度是0.2-1.8m，左測(cè)距模塊（1）的優(yōu)選高度是0.3m，右測(cè)距模塊（2）的優(yōu)選高度是0.4m；

前測(cè)距模塊（4）距離地面（8）高度是0.1-2.8m，優(yōu)選高度是0.5m；

上測(cè)距模塊（3）距離地面（8）高度是1.5-4m，優(yōu)選高度是2.8m；

左測(cè)距模塊（1）與右測(cè)距模塊（2）的垂直距離是1.8-5.0m，優(yōu)選3.0m；

上測(cè)距模塊（3）與前測(cè)距模塊（4）的垂直距離是3.0-8.0m，優(yōu)選6.0m；

左測(cè)距模塊（1）、右測(cè)距模塊（2）和前測(cè)距模塊（4）的測(cè)量指向是水平方向；

上測(cè)距模塊（3）的測(cè)量指向是垂直方向。

左測(cè)距模塊（1）、右測(cè)距模塊（2）和上測(cè)距模塊（3）安裝在同一橫截面上組成一個(gè)門框形狀，左測(cè)距模塊（1）與右測(cè)距模塊（2）有0.1m水平高度差距，用來錯(cuò)開測(cè)量信號(hào)避免產(chǎn)生相互干擾，各測(cè)距模塊構(gòu)成一個(gè)長(zhǎng)形立方體測(cè)量空間。

測(cè)量待測(cè)車輛（9）的輪廓時(shí)需要設(shè)置一個(gè)輪廓采樣值，輪廓采樣值可以是1-50cm，本實(shí)施例優(yōu)選輪廓采樣值是10cm。

本實(shí)施列中所述的測(cè)量區(qū)域（7）可以是一個(gè)建筑空間，也可以是用鋼材、鋁材或玻璃搭建的空間，該空間能夠容納下待測(cè)車輛（9）并且在周圍預(yù)留有0.2-2m的空間距離。

所述的計(jì)算單元（6）可以是MCU微控制器，也可以是DSP數(shù)字處理器，也可以是CPU微處理器或工業(yè)計(jì)算機(jī)。

測(cè)量和計(jì)算待測(cè)車輛（9）尺寸和輪廓的方法過程如下。

測(cè)量和計(jì)算待測(cè)車輛的寬度方法是，如圖2所示，設(shè)左測(cè)距模塊（1）與右測(cè)距模塊（2）的距離=W1，待測(cè)車輛（9）行駛進(jìn)入測(cè)量區(qū)域（7）經(jīng)過左測(cè)距模塊（1）和右測(cè)距模塊（2）的測(cè)量范圍，左測(cè)距模塊（1）測(cè)量得到與待測(cè)車輛（9）的距離設(shè)為WL，右測(cè)距模塊（2）測(cè)量得到與待測(cè)車輛（9）的距離設(shè)為WR，計(jì)算單元（6）按：待測(cè)車輛（9）的寬度=W1-WL-WR求得。

測(cè)量和計(jì)算待測(cè)車輛（9）的高度方法是，如圖2所示，設(shè)上測(cè)距模塊（3）距離地面（8）高度=H1，待測(cè)車輛（9）行駛進(jìn)入上測(cè)距模塊（3）的測(cè)量范圍，測(cè)量得到上測(cè)距模塊（3）與待測(cè)車輛（9）的頂部距離設(shè)為=H2，計(jì)算單元（6）按：待測(cè)車輛（9）的高度=H1-H2求得。

測(cè)量和計(jì)算待測(cè)車輛（9）的長(zhǎng)度方法是，如圖3所示，待測(cè)車輛（9）行駛進(jìn)入測(cè)量區(qū)域（7）到達(dá)上測(cè)距模塊（3）的測(cè)量范圍時(shí)，記錄下前測(cè)距模塊（4）的測(cè)量值為L(zhǎng)1，待測(cè)車輛（9）繼續(xù)向前行駛直到離開上測(cè)距模塊（3）的測(cè)量范圍時(shí)，記錄下前測(cè)距模塊（4）的測(cè)量值為L(zhǎng)2，計(jì)算單元（6）按：待測(cè)車輛（9）長(zhǎng)度=L1-L2求得，上述的上測(cè)距模塊（3），也可以是用左測(cè)距模塊（1）或右測(cè)距模塊（2）代替。

測(cè)量和計(jì)算待測(cè)車輛（9）輪廓的方法是：由3個(gè)部分組成，包括有測(cè)量待測(cè)車輛（9）的頂部輪廓、測(cè)量待測(cè)車輛（9）的左面輪廓和測(cè)量待測(cè)車輛（9）的右面輪廓；測(cè)量待測(cè)車輛（9）的頂部輪廓的方法是：如圖4所示，待測(cè)車輛（9）行駛到上測(cè)距模塊（3）的測(cè)量范圍時(shí)，記錄下前測(cè)距模塊（4）測(cè)量值對(duì)應(yīng)的上測(cè)距模塊（3）測(cè)量值并標(biāo)記為T1；待測(cè)車輛（9）繼續(xù)向前行駛到滿足△輪廓采樣值10cm時(shí)，記錄下前測(cè)距模塊（4）測(cè)量值對(duì)應(yīng)的上測(cè)距模塊（3）測(cè)量值并標(biāo)記為T2，重復(fù)上述步驟，直到待測(cè)車輛（9）向前行駛離開上測(cè)距模塊（3）的測(cè)量范圍時(shí)結(jié)束，測(cè)量得到的數(shù)值分別是T1、T2、T3、TN....傳送到計(jì)算單元（6），計(jì)算單元（6）將數(shù)值除去上測(cè)距模塊（3）的高度，得到待測(cè)車輛（9）對(duì)應(yīng)的高度數(shù)值，計(jì)算單元（6）通過圖形運(yùn)算得到待測(cè)車輛（9）的頂部輪廓；測(cè)量待測(cè)車輛（9）左面輪廓和右面輪廓的方法與上述的測(cè)量頂部輪廓相同，對(duì)本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員是可以理解并能夠?qū)嵤┑?，所以不再重?fù)描述。

上述把各項(xiàng)測(cè)量過程和步驟分開獨(dú)立描述是為了易于理解本發(fā)明的原理和方法，在實(shí)際應(yīng)用中，待測(cè)車輛（9）行駛進(jìn)入測(cè)量區(qū)域（7），從到達(dá)上測(cè)距模塊（3）的測(cè)量范圍開始到離開上測(cè)距模塊（3）的測(cè)量范圍結(jié)束，各個(gè)測(cè)距模塊連續(xù)地將測(cè)量數(shù)值傳送到計(jì)算單元（6），包括待測(cè)車輛（9）的寬度、高度、長(zhǎng)度和輪廓數(shù)據(jù)；測(cè)量中計(jì)算單元（6）根據(jù)前測(cè)距模塊（4）測(cè)量的距離變化而優(yōu)選其中有效數(shù)據(jù)，以消除含有錯(cuò)誤測(cè)量數(shù)據(jù)；例如待測(cè)車輛（9）向前行駛的過程中可能會(huì)出現(xiàn)停車、倒車或修正行駛方向等因素，而產(chǎn)生部分錯(cuò)誤的測(cè)量數(shù)值，可以結(jié)合前測(cè)距模塊（4）的測(cè)量值對(duì)數(shù)據(jù)判斷和優(yōu)選以修正錯(cuò)誤。

在本發(fā)明中，把前測(cè)距模塊（4）高度設(shè)為10cm，測(cè)量指向角度向上調(diào)節(jié)5°，這時(shí)前距離模塊（4）不會(huì)影響待測(cè)車輛（9）行駛通過測(cè)量區(qū)域（7），測(cè)量精度可以結(jié)合三角函數(shù)計(jì)算修正。

在本發(fā)明中，可以增加測(cè)距模塊來提高測(cè)量精度和維度，如圖5所示，在左測(cè)距模塊（1）右邊2-5m距離處增加中測(cè)距模塊（10），通過比較左測(cè)距模塊（1）和中測(cè)距模塊（10）的差值，可以計(jì)算出待測(cè)車輛（9）的擺放偏角，進(jìn)一步可以通過三角函數(shù)計(jì)算并修正由于待測(cè)車輛（9）擺放不正產(chǎn)生的誤差；本發(fā)明也可以在測(cè)量區(qū)域（7）的上方、左邊、右邊或前方增加測(cè)距模塊數(shù)量進(jìn)一步提高測(cè)量精度。

在本發(fā)明中，待測(cè)車輛（9）行駛進(jìn)入測(cè)量區(qū)域（7）過程中，左測(cè)距模塊（1）和右測(cè)距模塊（2）的測(cè)量目標(biāo)還包括了汽車輪胎，使用激光技術(shù)的測(cè)距模塊能夠檢測(cè)到輪胎與車身之間的間隙引起的距離變化，由此可以結(jié)合前測(cè)距模塊（4）的測(cè)量值計(jì)算出車輛輪胎的準(zhǔn)確位置，這對(duì)于智能洗車應(yīng)用有很大幫助。

在本發(fā)明中，待測(cè)車輛（9）在進(jìn)入測(cè)量區(qū)域前，左測(cè)距模塊（1）和右測(cè)距模塊（2）測(cè)量到的距離數(shù)值等于W1，上測(cè)距模塊（3）測(cè)量到的高度數(shù)值等于H1，前測(cè)距模塊測(cè)量到的距離數(shù)值大于L1；由此可用來判斷是否有待測(cè)車輛（9）進(jìn)入測(cè)量區(qū)域（7）。

顯然地，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，也不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。