CN101996493A - 一种在途车辆通过性检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在途车辆通过性检测系统，它包括车辆(2)，车辆(2)上设有：传感器、数据采集装置(9)、用于数据处理与存储的计算机(10)、经纬度信息接收装置(6)；传感器、经纬度信息接收装置(6)发出的信号通过数据采集装置输入计算机(10)；所述传感器至少包括：两个分别设置在车辆(2)两侧并指向车辆(2)外侧的侧向距离测量传感器(8)、设置在车辆(2)顶部的车顶距离测量传感器(4)、用于车顶距离测量传感器(4)指向与水平面之间夹角的角度测量传感器(5)；所述车顶距离测量传感器(4)指向车辆的正前方并倾斜向上。本发明能提高路径选择的工作效率，能最大程度地避免人为因素对障碍物测量的影响。

Description

一种在途车辆通过性检测系统

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体涉及用于测量道路上障碍物信息的系统，特别是在途车辆通过性检测系统。

背景技术

随着能源、化工等行业新建及扩建大型工程建设项目的数量和规模都在不断增长，这些大型工程建设项目的共同特点是所需的设备形状复杂，尺寸庞大，单件重量从几十吨到几百吨不等，均需从生产地或港口码头通过运输按限定的时间运至安装现场，对运输技术和运输质量要求很高。

由于大件货物的生产周期较长，且批量小，价值高，因此，在货物运输过程中更加需要保证货物的安全，保证货物运输安全的一个主要方面就是如何合理正确的选择运输路径，以确保运输安全快速的进行。

目前大件货物的公路运输时，路径的选择主要是对道路沿线的障碍物进行手动测量，然后绘制相应的地图，以确定相关的运输路线。传统的路径选择效率低，人为因素影响大，因此有必要提供一种快速的路径选择装置，以便提高运输的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种在途车辆通过性检测系统，它能提高路径选择的工作效率，能最大程度地避免人为因素对障碍物测量的影响。

本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：

一种在途车辆通过性检测系统，它包括车辆，其特征在于：车辆上设有：传感器、数据采集装置、用于数据处理与存储的计算机、经纬度信息接收装置；传感器、经纬度信息接收装置发出的信号通过数据采集装置输入计算机；

所述传感器至少包括：

两个分别设置在车辆两侧并指向车辆外侧的侧向距离测量传感器、

设置在车辆顶部的车顶距离测量传感器、

用于车顶距离测量传感器指向与水平面之间夹角的角度测量传感器；

所述车顶距离测量传感器指向车辆的正前方并倾斜向上。

上述方案中，所述传感器还包括：设置在车辆前部并指向路面的车底距离测量传感器。

上述方案中，车辆两侧分别设有升降机构，两侧向距离测量传感器分别设置在两升降机构上，升降机构由计算机控制。

上述方案中，两侧向距离测量传感器在车辆侧向投影面上重合。

上述方案中，车辆顶部设有垂直于车顶距离测量传感器指向的平移机构，车顶距离测量传感器设置在平移机构上，平移机构由计算机控制。

上述方案中，所述计算机包括最大可通过高度计算模块，最大可通过高度计算模块的计算方法为：

H＝H₃+H₂

其中：

H₃＝L₁*sinb；

H₂＝M₂*sin(90°-c-(b-a))；

c＝arctg(M₁/H₁)；

$M_2=\sqrt{M_1^2+H_1^2};$

-H为垂直方向的最大可通过高度；

-b为角度测量传感器当前测得的数值；

-L₁为车顶距离测量传感器测得的车顶距离测量传感器与障碍物之间的距离；

-a为车辆水平放置时，角度测量传感器测得的数值；

-M₁为车辆水平放置时，车顶距离测量传感器在地面的投影至车辆前轮轮底的在车辆侧向的投影距离；

-H₁为车辆水平放置时，车顶距离测量传感器至地面的垂直距离。

上述方案中，所述计算机包括高精度最大可通过高度计算模块，高精度最大可通过高度计算模块的计算方法为：

H＝H₅+H₆+H₃

其中：

H₃＝L₁*sinb；

H₆＝M₄*sin(90°-c-(b-a))；

$M_4=\sqrt{M_3^2+H_4^2};$

c＝arctg(M₃/H₄)；

H₅＝L₂*cos(b-a)；

-H为垂直方向的最大可通过高度；

-b为角度测量传感器当前测得的数值；

-L₁为车顶距离测量传感器测得的车顶距离测量传感器与障碍物之间的距离；

-a为车辆位于水平位置时，角度测量单元测得的数值；

-M₃为车辆水平放置时，车顶距离测量传感器在地面的投影至车底距离测量传感器在地面的投影在车辆侧向的投影距离；

-H₄为车辆水平放置时，车顶距离测量传感器与车底距离测量传感器的高度差；

-L₂为车底距离测量传感器测得的车底距离测量传感器与地面之间的距离。

上述方案中，所述升降机构包括电机和纵向设置在车辆侧面上的导轨，侧向距离测量传感器设置在升降机构的导轨内，电机驱动侧向距离测量传感器在升降机构的导轨内升降，电机由计算机控制。

上述方案中，所述平移机构包括电机和水平设置在车辆顶部的导轨，车顶距离测量传感器设置在平移机构的导轨内，电机驱动车顶距离测量传感器在平移机构的导轨内移动，电机由计算机控制。

上述方案中，所述计算机包括最大允许通过宽度计算模块，最大允许通过宽度计算模块的计算方法为：

W＝W₁+W₂+W₃；

W₂为两侧向距离测量单元之间的距离；

W₁和W₃分别通过数据采集装置采集两侧向距离测量单元的数据得到。

本发明提供了一种在途车辆通过性检测系统，它以车辆为载体，由若干组距离测量单元、角度测量单元、经纬度信息接收装置、数据采集装置及计算机组成。系统工作时，数据采集装置采集距离测量单元、角度测量单元、经纬度信息接收装置传回的数据，通过计算机上的软件将采集到的信息进行处理、换算并存入数据库，为在线(或离线)地图软件和专用软件上查询车辆某段时间(或某段线路)内所经之处的最大可通行间距提供数据支持。

本发明还具有以下优点：

1、实现了设备的集成，可同时对两侧和上方障碍物的位置进行测量，改变了以往人工测绘的局面，提高路径选择的工作效率，能最大程度地避免人为因素对障碍物测量的影响。

2、传感器还包括设置在车辆前部并指向路面的车底距离测量传感器，系统可在颠簸的道路上高精度测量最大可通过高度。

3、车辆两侧分别设有升降机构，两侧向距离测量传感器分别设置在两升降机构上，可在停车时测量障碍物的最低高度。

附图说明

图1是本发明系统机构框图。

图2是本发明系统的结构侧视图。

图3是本发明系统的结构俯视图。

图4是考虑到道路颠簸情况的高精度测量最大可通过高度计算方法图。

图5是不考虑到道路颠簸的测量最大可通过高度计算方法图。

图6是最大通行宽度的测量方法图。

图7是计算机的软件流程图。

图中：1.障碍物；2.车辆；3.电机；4.车顶距离测量传感器；5.角度测量传感器；6.经纬度信息接收装置；7.导轨；8.侧向距离测量传感器；9.数据采集装置；10.计算机；11.车底距离测量传感器；12.路面。

具体实施方式

如图1、2、3所示的本发明实施例，它包括车辆2，车辆2上设有：传感器、数据采集装置、用于数据处理与存储的计算机10、经纬度信息接收装置6；传感器、经纬度信息接收装置6发出的信号通过数据采集装置输入计算机10。

所述传感器包括：

两个分别设置在车辆2两侧并指向车辆2外侧的侧向距离测量传感器8、

设置在车辆2顶部的车顶距离测量传感器4、

用于车顶距离测量传感器4指向与水平面之间夹角的角度测量传感器5、

设置在车辆2前部并指向路面12的车底距离测量传感器11。

所述车顶距离测量传感器4指向车辆的正前方并倾斜向上。

侧向距离测量传感器8、车底距离测量传感器11、车顶距离测量传感器4为用于发送、接收声波、激光或电磁波信号的距离测量传感器。

两侧向距离测量传感器8在车辆侧向投影面上重合。车辆2两侧分别设有升降机构，两侧向距离测量传感器8分别设置在两升降机构上，升降机构由计算机10控制。所述升降机构包括电机3和纵向设置在车辆2侧面上的导轨7，侧向距离测量传感器8设置在升降机构的导轨7内，电机3驱动侧向距离测量传感器8在升降机构的导轨7内升降，电机3由计算机10控制。

车辆2顶部设有垂直于车顶距离测量传感器4指向的平移机构，车顶距离测量传感器4设置在平移机构上，平移机构由计算机10控制。所述平移机构包括电机3和水平设置在车辆2顶部的导轨7，车顶距离测量传感器4设置在平移机构的导轨7内，电机3驱动车顶距离测量传感器4在平移机构的导轨7内移动，电机3由计算机10控制。

如图7所示，本发明实施例工作时，首先根据所选的路线的初步情况，确定车顶距离测量传感器4的安装角，安装的角度以在恶劣条件的道路上行驶时，遇到颠簸情况下，角b(见图4)的范围不超过60度为宜。将角度测量传感器5与车顶距离测量传感器4连成一个整体，且角度测量传感器5的安装方向应与车顶距离测量传感器4的最佳测量距离的方向保持一致。车顶距离测量传感器4的在导轨7内的安装位置可由位于车辆2内的计算机10手动调节确定.角度测量单元的初始数据以车辆停于水平的道路上时，角度测量传感器5记录的数值为准(如无法确定路面的水平程度，可借助于水平仪进行确定)。

在途车辆通过性检测系统有两种工作模式：不停车测量和定点测量。不停车测量是指车辆在测量过程中，不在某一点进行单独停留，整个测量过程直接完成。定点测量是指在某一位置进行测量，测量时，需用电机3驱动侧向距离测量传感器8、车顶距离测量传感器4分别在升降机构、平移机构上移动，并进行数据的测量与收集。具体工作模式如下：

工作模式1：不停车测量

工作时，数据采集装置采集距离测量传感器、角度测量传感器5、经纬度信息接收装置6收到的数据，计算机上的软件将采集到的信息进行处理、换算存入数据库。数据库的主要字段包括时间、经度、纬度、角度测量初始倾角、角度测量实时倾角、前进方向左侧最大可通行间距、前进方向右侧最大可通行间距、车身宽度(含距离测量单元)、前轮距离测量单元测得的数值、车顶传感器与前轮上方传感器间的夹角c、经过相应的处理计算得到车辆侧方最大通行间距和车辆上方最大可通行间距等。

通过在计算机上安装相应的在线(或离线)地图软件和专用软件，将车辆某段时间(或某段线路)内所经之处的最大可通行间距、障碍物的最低高度及所在位置在地图上进行显示。

其测量步骤可简要的概括为：

1)在车辆前轮处，通过测距装置采集实时的距离信息(仅限高精度测量时使用)；

2)获取角度测量单元的初始数据和动态数据；

3)数据采集装置将采集到的距离信息、角度信息和经纬度信息传给计算机，计算机单元经过运算得到车辆侧方最大通行间距和车辆上方最大通行间距，与经纬度信息一起存入数据库。

4)通过软件查询调用，将车辆行进路线及相关信息在电子地图上进行显示。

A、所述计算机10包括高精度最大可通过高度计算模块，如图4所示，高精度最大可通过高度计算模块的计算方法为：

H＝H₅+H₆+H₃

其中：

H₃＝L₁*sinb；

H₆＝M₄*sin(90°-c-(b-a))；

$M_4=\sqrt{M_3^2+H_4^2};$

c＝arctg(M₃/H₄)；

H₅＝L₂*cos(b-a)；

-H为垂直方向的最大可通过高度；

-b为角度测量传感器当前测得的数值；

-L₁为车顶距离测量传感器4测得的车顶距离测量传感器与障碍物之间的距离；

-a为车辆位于水平位置时，角度测量单元测得的数值；

-M₃为车辆水平放置时，车顶距离测量传感器在地面的投影至车底距离测量传感器在地面的投影在车辆侧向的投影距离；

-H₄为车辆水平放置时，车顶距离测量传感器与车底距离测量传感器的高度差；

-L₂为车底距离测量传感器测得的车底距离测量传感器与地面之间的距离。

B、所述计算机10包括最大可通过高度计算模块，如图5所示，最大可通过高度计算模块的计算方法为：

H＝H₃+H₂，

其中：

H₃＝L₁*sinb；

H₂＝M₂*sin(90°-c-(b-a))；

c＝arctg(M₁/H₁)；

$M_2=\sqrt{M_1^2+H_1^2};$

-H为垂直方向的最大可通过高度；

-b为角度测量传感器当前测得的数值；

-L₁为车顶距离测量传感器4测得的车顶距离测量传感器与障碍物之间的距离；

-a为车辆水平放置时，角度测量传感器测得的数值；

-M₁为车辆水平放置时，车顶距离测量传感器在地面的投影至车辆前轮轮底的在车辆侧向的投影距离；

-H₁为车辆水平放置时，车顶距离测量传感器至地面的垂直距离。

C、所述计算机10包括最大允许通过宽度计算模块，如图6所示，最大允许通过宽度计算模块的计算方法为：

W＝W₁+W₂+W₃；

W₂为两侧向距离测量单元8之间的距离；

W₁和W₃分别通过数据采集装置采集两侧向距离测量单元8的数据得到。

工作模式2：定点测量

定点测量时，计算机10可以控制位于车辆两侧电机3，使电机3驱动侧向距离测量传感器8、车顶距离测量传感器4在升降机构、平移机构移动，对障碍物1的某一断面进行距离的测量。测量时，车辆停在原地不动，数据采集装置连续的采集距离测量单元传回数据、电机的位置信息、经度、纬度数据，距离测量单元传回数据经过换算成汽车最大允许通行距离W和最大允许通行高度H，将其一并存入数据库。

数据存入数据库后，可以使用查询软件查询某一时间段内，汽车最大允许通行距离W和最大允许通行高度H，以便于确定车辆的通过性。

其测量步骤可简要的概括为：

1)获取角度测量单元的初始数据和动态数据；

2)确定两侧电机的初始位置；

3)开启电机3，使侧向距离测量传感器8沿着导轨7进行移动；

4)数据采集装置将采集到的测量单元的位置信息、距离信息、角度信息和经纬度信息传给计算机，计算机单元经过运算得到车辆侧方通行间距和车辆上方通行间距，与经纬度信息一起存入数据库。

5)通过软件查询调用，将局部点的信息在电子地图上进行显示。

为了更加直观的显示汽车最小通行距离W和最低通行高度H所在的位置，可以通过相关地图软件提供的API程序接口，开发对应的程序，将数据库的信息呈现到地图上，通过设置相应的查询条件，对结果进行输出显示，对于那些通行距离较窄或通行高度较低的地方，可以给出提示，以便采取措施，扩大通行距离W和通行高度H。

Claims (10)

1.一种在途车辆通过性检测系统，它包括车辆(2)，其特征在于：车辆(2)上设有：传感器、数据采集装置(9)、用于数据处理与存储的计算机(10)、经纬度信息接收装置(6)；传感器、经纬度信息接收装置(6)发出的信号通过数据采集装置输入计算机(10)；

所述传感器至少包括：

两个分别设置在车辆(2)两侧并指向车辆(2)外侧的侧向距离测量传感器(8)、

设置在车辆(2)顶部的车顶距离测量传感器(4)、

用于车顶距离测量传感器(4)指向与水平面之间夹角的角度测量传感器(5)；

所述车顶距离测量传感器(4)指向车辆的正前方并倾斜向上。

2.如权利要求1所述的在途车辆通过性检测系统，其特征在于：所述传感器还包括：设置在车辆(2)前部并指向路面的车底距离测量传感器(11)。

3.如权利要求1所述的在途车辆通过性检测系统，其特征在于：车辆(2)两侧分别设有升降机构，两侧向距离测量传感器(8)分别设置在两升降机构上，升降机构由计算机(10)控制。

4.如权利要求1或2或3所述的在途车辆通过性检测系统，其特征在于：两侧向距离测量传感器(8)在车辆侧向投影面上重合。

5.如权利要求1所述的在途车辆通过性检测系统，其特征在于：车辆(2)顶部设有垂直于车顶距离测量传感器(4)指向的平移机构，车顶距离测量传感器(4)设置在平移机构上，平移机构由计算机(10)控制。

6.如权利要求1所述的在途车辆通过性检测系统，其特征在于：所述计算机(10)包括最大可通过高度计算模块，最大可通过高度计算模块的计算方法为：

H＝H₃+H₂

其中：

H₃＝L₁*sinb；

H₂＝M₂*sin(90°-c-(b-a))；

c＝arctg(M₁/H₁)；

$M_2=\sqrt{M_1^2+H_1^2};$

-H为垂直方向的最大可通过高度；

-b为角度测量传感器当前测得的数值；

-L₁为车顶距离测量传感器(4)测得的车顶距离测量传感器与障碍物之间的距离；

-a为车辆水平放置时，角度测量传感器测得的数值；

-M₁为车辆水平放置时，车顶距离测量传感器在地面的投影至车辆前轮轮底的在车辆侧向的投影距离；

-H₁为车辆水平放置时，车顶距离测量传感器至地面的垂直距离。

7.如权利要求2所述的在途车辆通过性检测系统，其特征在于：所述计算机(10)包括高精度最大可通过高度计算模块，高精度最大可通过高度计算模块的计算方法为：

H＝H₅+H₆+H₃

其中：

H₃＝L₁*sinb；

H₆＝M₄*sin(90°-c-(b-a))；

$M_4=\sqrt{M_3^2+H_4^2};$

c＝arctg(M₃/H₄)；

H₅＝L₂*cos(b-a)；

-H为垂直方向的最大可通过高度；

-b为角度测量传感器当前测得的数值；

-L₁为车顶距离测量传感器(4)测得的车顶距离测量传感器与障碍物之间的距离；

-a为车辆位于水平位置时，角度测量单元测得的数值；

-M₃为车辆水平放置时，车顶距离测量传感器在地面的投影至车底距离测量传感器在地面的投影在车辆侧向的投影距离；

-H₄为车辆水平放置时，车顶距离测量传感器与车底距离测量传感器的高度差；

-L₂为车底距离测量传感器测得的车底距离测量传感器与地面之间的距离。

8.如权利要求3所述的在途车辆通过性检测系统，其特征在于：所述升降机构包括电机(3)和纵向设置在车辆(2)侧面上的导轨(7)，侧向距离测量传感器(8)设置在升降机构的导轨(7)内，电机(3)驱动侧向距离测量传感器(8)在升降机构的导轨(7)内升降，电机(3)由计算机(10)控制。

9.如权利要求5所述的在途车辆通过性检测系统，其特征在于：所述平移机构包括电机(3)和水平设置在车辆(2)顶部的导轨(7)，车顶距离测量传感器(4)设置在平移机构的导轨(7)内，电机(3)驱动车顶距离测量传感器(4)在平移机构的导轨(7)内移动，电机(3)由计算机(10)控制。

10.如权利要求1所述的在途车辆通过性检测系统，其特征在于：所述计算机(10)包括最大允许通过宽度计算模块，最大允许通过宽度计算模块的计算方法为：

W＝W₁+W₂+W₃；

W₂为两侧向距离测量单元(8)之间的距离；

W₁和W₃分别通过数据采集装置采集两侧向距离测量单元(8)的数据得到。

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