CN103335601A - 一种运动车辆的外廓尺寸快速自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种运动车辆的外廓尺寸快速自动检测装置，它是在检测场地的两侧设有二排18对金属杆，金属杆上装有激光传感器，每排18根由前向后依次相对设置，组合成18对相互对射的激光光幕，两排之间的间距5m，每排同为发射或接受光幕，每排发射的激光光幕对准相互对应的接受光幕，每排前12根金属杆间距为20cm，后6根金属杆间距为2m，金属杆的右前端设有金属龙门架，金属龙门架的顶端中心处设有测高超声波传感器，龙门架的两侧竖杆上依次装有测上宽、测中宽、测下宽的超声波传感器，本发明结构简单，设计合理，检测准确、迅速，效率高。

Description

一种运动车辆的外廓尺寸快速自动检测装置

技术领域

本发明涉及一种车辆外部尺寸的测量设备，尤其是一种运动状态中的车辆外廓尺寸快速自动检测装置，主要应用于运动车辆的外廓尺寸测量。

背景技术

车辆超载是造成道路安全交通事故的主要原因之一，超载的车辆不仅损毁路面，并且严重的影响国家财产及人民的生命安全，汽车的整车尺寸参数是检测和治超的主要依据。目前，我国汽车的检测机构对于车辆外廓尺寸的测量，依然沿用钢卷尺、皮尺、角度尺及标杆停车进行手工测量，此举不仅劳动强度大，效率低，容易出现误差，而且在汽车处于运动状态时无法进行测量。 

发明内容

因此，人们对运动车辆外廓尺寸的自动检测设备存在极大的需求，至今为止还没有发现关于本发明的有关报道，本发明人经过大量的研究试验，终于成功的研制出一种运动车辆外廓尺寸的快速检测装置，从而完成了本发明。 

本发明的目的就是提供一种运动车辆的外廓尺寸快速自动检测装置。 

本发明的方案是由金属龙门架、金属杆、激光传感器及计算机组成，其结构特点是在检测场地的两侧设有二排18对金属杆T1-T18，金属杆上装有5-10对激光传感器，每排18根由前向后依次相对设置，组合成18对相互对射的激光光幕，两排之间的间距5m，每排同为发射或接受光幕，每排发射的激光光幕对准相互对应的接受光幕。每排前12根金属杆间距为20cm，后6根金属杆间距为2m，金属杆的右前端设有金属龙门架，金属龙门架高5m，宽5m，金属龙门架的顶端中心处设有测高超声波传感器，龙门架的两侧竖杆上依次装有测上宽、测中宽、测下宽的2-8对超声波传感器。金属龙门架的后侧依次设有采集监控计算的单片机、电子计算机和显示屏。 

当发射激光光幕与接收激光光幕之间无障碍物时，接收激光光幕输出为高电平，有障碍物时接收激光光幕输出为低电平。当车尾挡住第一对激光光幕时，也就是车体全部进入测量区域时，控制器记录目前18对接收激光光幕的输出状态，当行驶中的车辆的车头挡住新的光幕时，控制器再记录一次接收激光光幕的输出状态并启动定时器T1，此时可计算出车辆长度的初值L0,当车尾露出一新的光幕时T1定时结束并启动新的定时T2，当车尾露出新的光幕时T2定时结束，汽车长度L=L0+20*T1/T2。18对激光光幕可以测量长度大于2.2m小于14.2m的车辆。 

当检测超长车辆时，检测场地两侧的激光光幕对数，可按照车长每增加2米，需增加激光光幕一对。 

宽度和高度的测量主要利用超声波传感器，当待测车辆经过龙门架时，超声波传感器对车辆的宽度和高度进行扫描。龙门架两侧的2-8个超声波传感器将多次测量的数据相互比较最终得到一个最小值WLmin，右侧的超声波传感器同理得到最小值WRmin。则待测车辆的宽度为:W=5- WLmin-WRmin。高度传感器将测量的多组数据相互比较得到最小值Hmin，则待测车辆的高度为H=5-Hmin。 

基于上述分析，本发明可以实现运动车辆外廓尺寸的非接触式测量，本发明不仅具有测量精度高、克服人为测量时带来的人为误差、减少劳动强度、提高测量效率等优点，而且易于扩展。根据待测车辆的长度情况，可适当增加和减少激光光幕数量；根据待测车辆的宽度情况，安装时可适当增加或者减小宽度方向的距离；根据待测车辆的高度情况，可适当增加和减小龙门架的高度；根据长度测量精度的要求，可适当增加和减小前12对激光光幕之间的距离，距离越小，长度测量精度越高；根据宽度测量精度的要求，可适当增加和减小龙门架两侧超声波传感器的数量和相邻超声波传感器的距离，超声波传感器数量越多，相邻两个超声波传感器距离越小，宽度测量精度越高。 

本发明结构简单，设计合理，安装使用方便，检测准确、迅速，效率高。 

下面结合附图作进一步详细说明。 

附图说明

图1为本发明结构示意图； 

图2为本发明长度检测计算原理图。

具体实施方式

图1中示出的检测场地上设有二排18对金属杆T1-T18，金属杆上装有5-10对激光传感器1，每排18根由前向后依次相对设置，组成18对相互对射的激光光幕，两排之间的间距5m，每排同为发射或接受光幕，每排发射的激光光幕对准相互对应的接受光幕，每排前12根金属杆间距为20cm，后6根金属杆间距为2m，金属杆的右前端设有金属龙门架3，金属龙门架高5m，宽5m，金属龙门架的顶端中心处设有测高超声波传感器2，龙门架的两侧竖杆上依次装有测上宽超声波传感器4，测中宽传感器5，测下宽传感器6，测上宽传感器离地面高度为1m-1.2m，测中宽传感器离地面高度为0.7m-0.9m，测下宽传感器离地面高度为0.5m。金属龙门架的后侧依次设有采集监控计算的单片机7、电子计算机8和显示屏9，单片机系统7负责控制光幕和超声波传感器，并计算车辆的外廓尺寸数据，电子计算机8对单片机系统进行控制，读取单片机中测量到的汽车外廓尺寸，并送LED显示屏9显示。 

当车辆从入口处进入时，超声波传感器从高度和宽度方向对车体扫描，龙门架左侧的3个超声波传感器将多次测量的数据相互比较最终得到一个最小值WLmin，右侧的超声波传感器同理得到最小值WRmin。则待测车辆的宽度为:W=5- WLmin-WRmin。高度传感器将测量的多组数据相互比较得到最小值Hmin，则待测车辆的高度为H=5-Hmin。高度和宽度车辆完毕后，此时整个车体已经进入测量区域，触发长度测量，由于长度车辆所采用的方案比较巧妙，在图2中作专门的说明。 

图2是车辆长度测量关键状态俯视图，结合图1说明长度测量的原理。长度的测量主要是利用激光对射光幕。如图1所示， 

（i=1,2，……18）是18对激光光幕，其中前12对

—

相邻光幕间距为

=20cm，

—

相邻光幕间距为

=2m。当无障碍物通过光幕

（i=1,2，……18）时，其输出信号

（i=1,2，……18）为高电平，否则输出低电平。为了精简算法，软件处理时，将输出的二进制信号

（i=1,2，……18）强制转换为整型数据，转换后为

（i=1,2，……18）。 

设待测车辆逐渐驶入测量区域，其长度为L（2.2m＜L＜14.2m ），如图2所示，测量原理如下： 

（1）当待测车辆刚好完全进入长度测量区域，如图2中状态1所示，计算激光光幕

（i=13,14，……18）输出信号的代数和，即

；

（2）当时，即待测车辆挡住新的激光光幕时，如图2中状态2所示，开启计时装置，同时计算

（i=1,2，……12）输出信号的代数和，即

，则待测车辆的长度初值为

；

（3）当

时，如图2中状态3所示，读取计时装置的时间，设为

，同时重新开启计时装置；

（4）当

时，如图2中状态4所示，读取计时装置的时间，设为，由于在短距离内可以认为车辆是匀速行驶的，所以

；

（5）则待测车辆的长度测量值为

。

利用本发明的图1实施例，可以实现车辆外廓尺寸的非接触式测量，需要说明的是T1-T12这12对激光光幕之间的距离越短，长度的测量精度越高，龙门架两侧的超声波传感器分布数量越多，间距越小宽度测量精度越高。此外，所采用的超声波传感器设有温度补偿功能，否则环境温度的不同会对车辆宽度和高度测量结果有一定的影响。 

尽管通过描述本发明的特定实施例介绍了本发明，但应该理解到，精通本领域的人仍可以对本发明进行形式上的和细节上的各种修改，而并不脱离本发明的精神和范围。 

Claims (8)

1.一种运动车辆的外廓尺寸快速自动检测装置，由金属龙门架、金属杆、激光传感器及计算机组成，其特征在于：所述的检测场地上设有二排18对金属杆T1-T18，金属杆上装有5-10对激光传感器（1），每排18根由前向后依次相对设置，组成18对相互对射的激光光幕，两排之间的间距5m，每排同为发射或接受光幕，每排发射的激光光幕对准相互对应的接受光幕，每排前12根金属杆间距为20cm，后6根金属杆间距为2m，金属杆的右前端设有金属龙门架（3），金属龙门架高5m，宽5m，金属龙门架的顶端中心处设有测高超声波传感器（2），龙门架的两侧竖杆上依次装有测上宽超声波传感器（4），测中宽传感器（5），测下宽传感器（6），金属龙门架的后侧依次设有采集监控计算的单片机（7）、电子计算机（8）和显示屏（9）。

2.根据权利要求1所述的运动车辆的外廓尺寸快速自动检测装置，其特征在于：所述的测上宽传感器离地面高度为1m-1.2m，测中宽传感器离地面高度为0.7m-0.9m，测下宽传感器离地面高度为0.5m。

3.根据权利要求1所述的运动车辆的外廓尺寸快速自动检测装置，其特征在于：所述的单片机系统（7）负责控制光幕和超声波传感器，并计算车辆的外廓尺寸数据，电子计算机（8）对单片机系统进行控制，读取单片机中测量到的汽车外廓尺寸，并送LED显示屏（9）显示。

4.一种运动车辆外廓尺寸快速自动检测高度和宽度的操作计算方法，其特征在于：所述的当车辆从入口处进入时，超声波传感器从高度和宽度方向对车体扫描，龙门架两侧的超声波传感器将多次测量的数据相互比较最终得到一个最小值WLmin，右侧的超声波传感器同理得到最小值Wrmin，则待测车辆的宽度为:W=5- WLmin-Wrmin，高度传感器将测量的多组数据相互比较得到最小值Hmin，则待测车辆的高度为H=5-Hmin。

5.一种运动车辆外廓尺寸快速自动检测长度的操作计算方法，其特征在于：所述长度的测量主要是利用激光对射光幕，                                               

（i=1,2，……18）是18对激光光幕，其中前12对—

相邻光幕间距为

=20cm，—

相邻光幕间距为

=2m，当无障碍物通过光幕

（i=1,2，……18）时，其输出信号

（i=1,2，……18）为高电平，否则输出低电平，为了精简算法，软件处理时，将输出的二进制信号

（i=1,2，……18）强制转换为整型数据，转换后为

（i=1,2，……18）；

设待测车辆逐渐驶入测量区域，其长度为L（2.2m＜L＜14.2m ），测量原理如下：

（1）当待测车辆刚好完全进入长度测量区域，图2状态1中，计算激光光幕

（i=13,14，……18）输出信号的代数和，即

；

（2）当

时，即待测车辆挡住新的激光光幕时，图2状态2中，开启计时装置，同时计算

（i=1,2，……12）输出信号的代数和，即

，则待测车辆的长度初值为

；

（3）当

时，图2状态3中，读取计时装置的时间，设为

，同时重新开启计时装置；

（4）当时，图2状态4中，读取计时装置的时间，设为

，由于在短距离内可以认为车辆是匀速行驶的，所以

；

（5）则待测车辆的长度测量值为

。

6.一种运动车辆的外廓尺寸快速自动检测装置，其特征在于：根据待测车辆的高度情况，可适当增加和减小龙门架的高度；根据长度测量精度的要求，可适当增加和减小前12对激光光幕之间的距离，距离越小，长度测量精度越高；根据宽度测量精度的要求，可适当增加和减小龙门架两侧超声波传感器的数量和相邻超声波传感器的距离，超声波传感器数量越多，相邻两个超声波传感器距离越小，宽度测量精度越高。

7.根据权利要求1所述的运动车辆的外廓尺寸快速自动检测装置，其特征在于：当检测超长车辆时，检测场地两侧的激光光幕对数，可按照车长每增加2米，需增加激光光幕一对。

8.根据权利要求1所述的运动车辆的外廓尺寸快速自动检测装置，其特征在于：所述的龙门架两侧竖杆上安装的测上宽、测中宽、测下宽的超声波传感器可设置2-8个。

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