本實用新型涉及到測量技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種公安車輛管理所、車輛檢測站等部門所用的車輛外廓尺寸檢測設(shè)備?？梢詫崿F(xiàn)車輛外廓長度、寬度、高度、軸數(shù)、軸距及貨車欄板高度的數(shù)據(jù)采集和記錄。

背景技術(shù)：

長期以來，部分車主在利益驅(qū)使下，通過改裝車輛尺寸以增加車輛容積，以達(dá)到超載運(yùn)輸?shù)哪康?。改裝的車輛超載超限嚴(yán)重影響道路交通安全，因此車輛外廓尺寸數(shù)據(jù)成為汽車運(yùn)行安全監(jiān)測的重要依據(jù)。車輛外廓尺寸的測量主要還是沿用人工測量的方式，采用卷尺、鉛垂、角尺等測量工具，進(jìn)行車輛外廓尺寸測量。該測量方法存在測量不方便、工作效率低、測量精度差、人為因素多等缺陷。

近年來出現(xiàn)一些車輛外廓尺寸的測量設(shè)備，如：CCD圖像采集法、光幕測量法。其中，CCD圖像采集法的測量精度容易受外界光線影響，光幕測量法存在安裝周期長，安裝難度大，故障率高問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型提出一種基于激光測距技術(shù)，測量速度快、精度高，測量過程全自動化、可操作性強(qiáng)，安裝方便、可靠性高的車輛外廓尺寸檢測儀。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的具體技術(shù)方案如下：

車輛外廓尺寸檢測儀，安裝于行車通道上，包括龍門架、激光掃描儀組、光電傳感器、電器箱、點(diǎn)陣顯示屏和系統(tǒng)計算機(jī)。

所述龍門架包括前龍門架與后龍門架，固定于行車通道入口處和出口處。所述激光掃描儀組由三臺激光掃描儀組成，分別視為左掃描儀、右掃描儀和前掃描儀。左、右掃描儀安裝于前龍門架的橫梁兩端，用于測量車輛的寬度、高度以及貨車欄板高度；前掃描儀安裝于后龍門架的橫梁中段，用于測量車輛的長度。所述光電傳感器安裝于前龍門架兩立柱底部，用于測量車輛軸數(shù)及軸距。以上激光掃描儀和光電傳感器通過線纜與電器箱相連。電器箱與系統(tǒng)計算機(jī)連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。所述點(diǎn)陣顯示屏用于向操作人員或引車員提供提示信息和測量結(jié)果。

所述激光掃描儀均為二維掃描儀。應(yīng)用激光飛行時間原理測距，通過測量激光光束在待測距離上往返傳播的時間來計算距離。掃描方式為圓周循環(huán)的周期掃描。

所述左、右掃描儀的掃描平面與車輛行駛方向垂直。所述前掃描儀的掃描平面與車輛行駛方向平行。

作為優(yōu)選，所述激光掃描儀應(yīng)距離地面的高度為5米，設(shè)定為以50Hz的掃描頻率和0.5度角度分辨率進(jìn)行掃描，以確保足夠的測量范圍和測量精度。

作為優(yōu)選，所述光電傳感器采用紅外光對射型光電開關(guān)。

本實用新型所提供的車輛外廓尺寸檢測儀，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)測量精度高?；诩す怙w行時間原理的測距精度高，掃描頻率快，可獲得車輛外部輪廓的整體數(shù)據(jù)，以達(dá)到精確測量的目的。

(2)測量速度快。激光掃描儀反應(yīng)時間快，感應(yīng)距離遠(yuǎn)，檢測方法采用車輛通過式，檢測一輛車輛僅需20s左右。

(3)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，不易受外界光線影響。所述掃描儀所獲取的數(shù)據(jù)為有序的距離數(shù)據(jù)，相對普通圖像數(shù)據(jù)冗余少，結(jié)果可靠性強(qiáng)。

(4)安裝方便。安裝設(shè)備主要為激光掃描儀組、龍門架和電器箱，結(jié)構(gòu)設(shè)計簡潔。相對光幕設(shè)計方案，安裝周期短，且故障率低。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實用新型實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實用新型實施例的對車輛高度、寬度和貨車欄板高度的測量原理圖。

圖4是本實用新型實施例的對車輛長度的測量原理圖。

圖5是本實用新型實施例的對車輛軸數(shù)、軸距的測量原理圖。

圖中：1-激光掃描儀組；1.1-前掃描儀；1.2-右掃描儀；1.3-左掃描儀；2-光電傳感器；2.1-光電傳感器接收端；2.2-光電傳感器發(fā)射端；3-電器箱；4-系統(tǒng)計算機(jī)；5-點(diǎn)陣顯示屏；6-前龍門架；7-后龍門架。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1-5對本實用新型的具體實施方式做一個詳細(xì)的說明。此處所說明的附圖僅用來對本實用新型的示意性說明和理解。構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。

如圖1所示的車輛外廓尺寸檢測儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，激光掃描儀組1和光電傳感器2連接到電器箱中，電器箱3與系統(tǒng)計算機(jī)4連接，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。所述激光掃描儀組1包括前掃描儀1.1、右掃描儀1.2和左掃描儀1.3。所述光電傳感器2包括光電傳感器接收端2.1和光電傳感器發(fā)射端2.2。點(diǎn)陣顯示屏5與系統(tǒng)計算機(jī)6連接。

如圖2所示的車輛外廓尺寸檢測儀的立體結(jié)構(gòu)，前龍門架6與后龍門架7固定于行車通道入口處和出口處。右掃描儀1.2、左掃描儀1.3安裝于前龍門架6的橫梁兩端，掃描平面重合，并與車輛行駛方向垂直。用于測量車輛的寬度、高度以及貨車欄板高度；前掃描儀1.1安裝于后龍門架7的橫梁中段，掃描平面與車輛行駛方向平行，用于測量車輛的長度。所述光電傳感器接收端2.1和光電傳感器發(fā)射端2.2分別安裝于前龍門架6兩立柱底部，用于測量車輛軸數(shù)及軸距。所述點(diǎn)陣顯示屏5安裝于后龍門架7旁，用于顯示操作提示信息和測量結(jié)果。

引車員按照點(diǎn)陣顯示屏5所顯示的提示，從前龍門架6駛?cè)霗z測車道。一旦檢測到車頭進(jìn)入檢測區(qū)域，檢測開始。激光掃描儀組1和光電傳感器2均處于數(shù)據(jù)收集狀態(tài)，左掃描儀1.3、右掃描儀1.2掃描車輛的橫向輪廓，并計算車輛的橫向尺寸。前掃描儀1.1掃描車輛的縱向輪廓，并結(jié)合光電傳感器2的信號變化，計算車輛的軸數(shù)及軸距。當(dāng)車尾完全進(jìn)入前龍門架6的瞬間，獲取車輛全長尺寸。此刻檢測結(jié)束，點(diǎn)陣顯示屏5顯示檢測結(jié)果。

如圖3所示，車輛通過前龍門架6時，可以從左掃描儀1.3和右掃描儀1.2得到車輛橫向截面輪廓的信息采集點(diǎn)的距離為d₁、d₂，以及掃描儀的仰角α₁、α₂，可得到車輛橫向截面輪廓各采集點(diǎn)相對于掃描儀位置的坐標(biāo)：

x₁=d₁×sinα₁ y₁=d₁×cosα₁

x₂=d₂×sinα₂ y₁=d₂×cosα₂

根據(jù)以上公式，并已知左掃描儀1.3和右掃描儀1.2的安裝位置，兩個掃描儀的安裝高度分別為h₁,h₂，兩個掃描儀的水平距離為l。則車輛橫向截面的寬度為l-（x₁+x₂）的最大值，車輛橫向截面的高度為h₁-x₁和h₂-x₂中的最大值。

通過分析車輛橫向截面輪廓的各采集點(diǎn)的相對關(guān)系，可得出貨車欄板高度。

如圖4所示，車輛完全通過左右掃描儀形成的掃描面時，可以從前掃描儀1.1得到車輛縱向截面輪廓的信息采集點(diǎn)的距離為d₃和掃描儀的仰角α₃，車輛縱向截面外廓各采集點(diǎn)的相對位置坐標(biāo)：

x₃=d₃×sinα₃

根據(jù)以上公式，已知前掃描儀和左右掃描儀沿行車方向的距離s，則車輛的長度為s-x₃的最大值。

如圖5所示，車輛通過前龍門架6時，光電傳感器可接收車軸到位信號。根據(jù)此信號的響應(yīng)數(shù)量可得到車輛的軸數(shù)。運(yùn)用與車輛長度計算相同的方法，車輛縱向截面外廓各采集點(diǎn)的相對位置坐標(biāo)：

x₃=d₃×sinα₃

s-x₄的最大值為各車軸與車頭的距離。車軸間的距離差即為車輛的軸距。

本實用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）圖像分析方法多要求車輛?？吭诠潭ㄎ恢没?qū)囕v行駛速度有較高要求，本實用新型采用車輛通過式測量方式，無須車輛?？吭谔囟ㄎ恢茫档蜏y量操作難度。

（2）圖像分析技術(shù)難以準(zhǔn)確獲得混凝土攪拌車等形狀不規(guī)則的車輛的輪廓，本實用新型采用激光反射技術(shù)，能準(zhǔn)確區(qū)分車輛邊界輪廓。

（3）本實用新型獲得的車輛輪廓數(shù)據(jù)為有序的距離數(shù)據(jù)。相對圖像數(shù)據(jù)冗余信息少，算法設(shè)計更簡練，數(shù)據(jù)可靠性更高，并可避免復(fù)雜的調(diào)試工作。

（4）由于車輛圖像拍攝對測量現(xiàn)場光線有一定要求，當(dāng)現(xiàn)場光線較差時，會造成車輛圖像不清晰，最終影響測量精度。而激光測量對光線變化不敏感，具有更高的環(huán)境適應(yīng)性。

（5）現(xiàn)有方法對檢測車型有一定局限，難以準(zhǔn)確測量吊車、水泥攪拌車等外廓形狀不規(guī)則、左右不對稱的車輛。本實用新型采用兩臺掃描儀來測量車輛的橫向輪廓和高度，可準(zhǔn)確獲得車輛兩側(cè)輪廓數(shù)據(jù)，避免測量錯誤。并在此基礎(chǔ)，對輪廓進(jìn)行分析，增加欄板高度的測量。

（6）本實用新型功能更強(qiáng)，由于增加安裝光電傳感器，結(jié)合掃描儀數(shù)據(jù)能實現(xiàn)車輛軸數(shù)及軸距的測量。

以上所述僅為本實用新型的示范性實施例，并不用于限制本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可以對本實施例進(jìn)行各種更改和修正。因此，凡對本實用新型所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。