CN105509669A - 车辆尺寸检测方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆尺寸检测方法及设备。该车辆尺寸检测设备包括高度测量系统、宽度测量系统、长度测量系统、以及轴距测量系统中的至少一者，信号采集系统，以及信号处理系统；所述信号采集系统，用于采集所述高度测量系统、宽度测量系统、长度测量系统、以及轴距测量系统中的至少一者输出的信号，并发送至所述信号处理系统；所述信号处理系统，用于根据接收到的信号输出高度信号、宽度信号、长度信号、或者轴距信号；其中，所述高度测量系统包括至少一对感应点设置于预定高度的至少一组第一光幕传感器，所述高度信号为开关量信号。本发明降低了特种车辆尺寸检测设备的成本，并且能够精确地检测出车辆的高度、宽度、长度以及轴距等参数。

Description

车辆尺寸检测方法及设备

技术领域

本发明涉及车辆检测领域，具体地，涉及一种车辆尺寸检测方法及设备。

背景技术

车辆尺寸的测量是检验车辆是否符合设计目标的一项重要操作，也是交通管理部门检测公路上行驶的车辆尺寸是否符合相关法律法规要求的一项重要操作。对于流水线作业而言，不宜对每辆车进行手动测量，因此现有技术中也开发出了不同的车辆检测系统。例如，通过二维激光扫描仪对车辆外观进行成像，然后再根据图像处理的技术手段来得到车辆的尺寸，或者布置大量的光幕传感器来测量车辆的长度、高度、宽度、位姿等参数。

通过成像技术来测量车辆外观的技术方案的成本昂贵，并且会受到光线的影响，例如雾霾天的话，会影响成像的效果。全部采用光幕传感器的技术方案也仅能用于外观规则的车辆测量，而对于类似于大型工程机械的车辆外观不规则，全部采用光幕传感器的技术方案就不能满足测量的需求。现有技术中存在的车辆尺寸测量技术方案主要针对客车或货车，其测量的参数与特种测量的需求也不一致，因此有必要开发对特种车辆尺寸进行检测的技术方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆尺寸检测方法及设备，以对特种车辆的尺寸进行有效和精确的检测，并降低检测设备的成本。

为了实现上述目的，本发明提供一种车辆尺寸检测设备，该车辆尺寸检测设备包括高度测量系统、宽度测量系统、长度测量系统、以及轴距测量系统中的至少一者，信号采集系统，以及信号处理系统；所述信号采集系统，用于采集所述高度测量系统、宽度测量系统、长度测量系统、以及轴距测量系统中的至少一者输出的信号，并发送至所述信号处理系统；所述信号处理系统，用于根据接收到的信号输出高度信号、宽度信号、长度信号、或者轴距信号；其中，所述高度测量系统包括至少一对感应点设置于预定高度的至少一组第一光幕传感器，所述高度信号为开关量信号；所述信号处理系统根据高度测量系统输出的信号判定车辆的高度是否超过所述预定高度并输出所述高度信号。

相应地，本发明提供了一种车辆尺寸检测方法，该车辆尺寸检测方法包括：信号采集系统采集高度测量系统、宽度测量系统、长度测量系统、以及轴距测量系统中的至少一者输出的信号，并发送至信号处理系统；所述信号处理系统根据接收到的信号输出高度信号、宽度信号、长度信号、或者轴距信号；其中，所述高度测量系统包括至少一对感应点设置于预定高度的至少一组第一光幕传感器，所述高度信号为开关量信号。

本发明降低了车辆尺寸检测设备的成本，并且能够精确地检测出特种车辆的高度、宽度、长度以及轴距等参数，可以满足包括特征车辆在内的任何车型的尺寸检测需求。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明提供的车辆尺寸检测设备示意图；

图2是本发明提供的车辆高度检测示意图；

图3是本发明提供的车辆宽度检测示意图；

图4是本发明提供的车辆长度检测示意图；

图5是本发明提供的车辆轴距检测示意图；

图6是本发明提供的车辆尺寸检测方法示意图。

附图标记说明

100高度测量系统200高度测量系统

300长度测量系统400轴距测量系统

500信号采集系统600信号处理系统

10车辆201第一感应点

202第二感应点203竖向可调节轨道

204水平检测台301第一激光位移传感器

302第二激光位移传感器301第一激光位移传感器

401光幕传感器501第三感应点

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

为了检测车辆的尺寸，例如车辆的长度、宽度、高度、轴距等等，本发明主要采用光幕传感器和位移传感器(例如激光位移传感器或超声波位移传感器，本发明中以激光位移传感器或作为示例进行说明)作为信号感应器件。两个光幕传感器可以构成一组光幕传感器，其中一个光幕传感器作为发射器，另一个光幕传感器作为接收器。每组光幕传感器有多个感应点，发出红外线的感应点和接收红外线的感应点可以组成一对感应点，该一对感应点可以检测到是否有物体通过。作为发射器的光幕传感器可以发出红外光，作为接收器的光幕传感器可以接收红外光。由于物体通过时会阻挡红外光到达接收器，因此可以物体阻挡感应点的光线的时刻可以作为计时的参考。光幕传感器在使用时可以安装在竖向可调的轨道上，轨道上可以有刻度，因而可以得到各个感应点对应的高度。激光位移传感器通过发射的激光和反射回的激光之间的时间差来计算距离，激光传感器也可安装在竖向可调节的轨道上，轨道上可以具有刻度。

如图1所示，本发明提供了一种车辆尺寸检测设备，该车辆尺寸检测设备包括高度测量系统100、宽度测量系统200、长度测量系统300、以及轴距测量系统400中的至少一者，信号采集系统500，以及信号处理系统600。至于具体高度测量系统100、宽度测量系统200、长度测量系统300、以及轴距测量系统400中的那个或哪些个，可以根据具体的需要来确定，例如如果检测高度的话，可以包含高度测量系统100，如果检测宽度的话，可以包含宽度测量系统200，如果检测长度的话，可以包含长度测量系统300，如果检测轴距的话，可以包含轴距测量系统400，如果检测高度、宽度、长度、以及轴距，可以同时包含这四个系统。如前所述，对于特种车辆而言，如只需检测其高度是否超高问题，可以通过开关量信号来检测车辆是否超过限定的高度。如需检测车辆具体高度，则需通过布置一组密集的光幕传感器来确定。为了检测车辆是否超过限高，高度测量系统100包括至少一对感应点设置于预定高度的至少一组第一光幕传感器。信号采集系统500可以采集所述高度测量系统100、宽度测量系统200、长度测量系统300、以及轴距测量系统400中的至少一者输出的信号，并发送至所述信号处理系统；所述信号处理系统600，用于根据接收到的信号输出高度信号、宽度信号、长度信号、或者轴距信号。如前所述，可以通过开关量信号来表征车辆高度是否超过限定的高度，因此信号处理系统600输出的高度信号可以为开关量信号，也就是说，当处于预定位置的感应点被阻挡时，信号处理系统600可以输出开关信号1，否则输出开关信号0。

如图2所示，高度测量系统100可以包括至少一组光幕传感器，光幕传感器上的第一感应点201和第二感应点202处于同样高的位置，第一感应点201发出的红外线可以被第二感应点202接收。在进行高度测量时，可以将至少一组光幕传感器安装在具有刻度的可调节轨道203上，假设限高3米的话，可以通过调节光幕传感器的位置，使得光幕传感器中的感应点至少有一个位于3米的高度。当车辆10开上水平检测台204并通过光幕传感器时，如果车辆高度高于3米，会阻挡在该位置的光线通过，因此会发生开光信号的变化，例如接收器的输出信号由高电平变成了低电平，进入经过信号采集系统500采集后发送到信号处理系统600，信号处理系统600可以根据该低电平判定车辆超过了限定的高度，进而输出表示车辆高度超限的开关量信号1。需要说明的是，在该实施例中，只需要光幕传感器上的一对感应点位于3米的位置就可以了。

如图3所示，宽度测量系统可以包括第一激光位移传感器301和第二激光位移传感器302，第一激光位移传感器301和第二激光位移传感器302发出激光的方向与车辆运行的方向有交叉，从而使得激光位移发出的光能够车辆反射回来。第一激光位移传感器301发出激光的方向和第二激光位移传感器302发出激光的方向相反。假设第一激光位移传感器301发出激光的方向和第二激光位移传感器302之间沿着任一激光位移传感器发出激光的方向的距离是S’，在车辆通过的过程中，第一激光位移传感器301测得的距离集合是S1，第二激光位移传感器301测得的距离集合是S2，则车辆的宽度S可以通过下式表示：

S＝S’-S1_min-S2_min；其中S1_min表示距离集合S1中的最小元素，S2_min表示距离集合S2中的最小元素。

可替换地，可以分别在车辆的两侧分别安装若干激光位移传感器，可以从位于每一侧的激光位移传感器中检测的距离中找到最小值，然后带入上式来计算出车辆宽度。激光位移传感器可以安装在具有刻度的可调节轨道上。

如图4所示，长度测量系统可以包括并列放置的若干组光幕传感器401。为了实现本发明，相邻光幕传感器410组之间的距离不可以大于车辆的长度。为了检测车辆的最前端进入光幕的时刻，以及车辆的最后端离开光幕的时刻，需要使光幕传感器在竖直方向上与车辆最前端和/或车辆最尾端的位置重叠，例如可以使每组光幕传感器401均与车辆最前端和车辆最尾端的位置重叠，或者使一部分光幕传感器401组与车辆最前端的位置重叠，另一部分光幕传感器401组与车辆最尾端的位置重叠。优选地，可以包括依次排列的N组光幕传感器，可以使第一组光幕传感器的最高高度不低于车辆的最前端高度且第一组光幕传感器的最低高度不高于车辆的最前端高度，第二组光幕传感器的最高高度不低于车辆的最尾端高度且第二组光幕传感器的最低高度不高于车辆的最尾端高度，第三组光幕传感器至第N组传感器与第一组光幕传感器同高度。优选地，相邻光幕传感器组之间的距离相同，均为S3，根据运动学的基本原理，当相邻的两组光幕传感器均发生红外线信号被阻挡，然后无阻挡的情况时，车辆行走的距离为车身长度L+相邻光幕传感器之间的距离S3。假设车辆的速度为V，运行时间为t，则L＝Vt-S3。t可以通过相邻两组光幕传感器中一个光幕传感器的红外线被阻挡时开始计时，然后在另外一个由红外线被阻挡变得未被阻挡时停止计时得到。V可以通过以下方式得到：

当第一组光幕传感器红外线被阻挡时开始计时，第二组光幕传感器红外线被阻挡时停止计时，时间记为t₁，V₁＝S3/t₁；当第二组光幕传感器红外线被阻挡时开始计时，第三组光幕传感器红外线被阻挡时停止计时，时间记为t₂，V₂＝S3/t₂；依此类推，可得到V₃、V₄......V_n；V可以通过下式计算：

V＝(V₁+V₂+...+V_n)/n。

如图5所示，轴距测量系统400可以包含高度低于车辆底盘至地面(水平检测台)高度的至少一对第三感应点501。之所以这么处理，是因为轴距检测系统400可以重复采用长度测量系统300中光幕传感器。例如可以选择其中一组光幕传感器，然后使得该光幕传感器中有至少一对感应点的高度低于车辆底盘最低位置至地面的高度。在车辆行进的过程中，轮胎会挡住该至少一对感应点的红外线，从而可以对轮胎经过该至少一对感应点的时间进行计时。如上所述，车辆行进的速度V已经计算得到，因此轴距就可以计算出来了。如图5所示，轴距D1＝VT₁，轴距D2＝VT₂，其中T₁、T₂是相邻两个轮胎经过该至少一对感应点所耗费的时间。在计时的过程中，可以按照如下的方式进行计时。例如，轮胎开始阻挡至少一对感应点时会产生具有下降沿的脉冲信号，轮胎离开该至少一对感应点时可以产生具有上升沿的脉冲信号，在多个轮胎连续经过该至少一对感应点，可以计算相邻的下降之间的时长即为相邻两个轮胎经过该至少一对感应点所耗费的时间。

作为替换，可以使得长度测量系统400中每组光幕传感器均包含高度低于车辆底盘最低位置至地面高度的至少一对感应点，从而根据以上计算速度的公式得到车辆的速度，并根据相邻两个经历该至少一对感应点所消耗的时间以及车辆的速度得到轴距。优选地，可以轴距测量系统400也可以另外包括多组光幕传感器，每组光幕传感器均包含高度低于车辆底盘最低位置至地面高度的至少一对感应点，从而根据以上计算速度的公式得到车辆的速度，并根据相邻两个经历该至少一对感应点所消耗的时间以及车辆的速度得到轴距。优选地，第三感应点501的高度不高于车辆底盘最低位置至地面高度的2/3，且不低于车辆底盘最低位置距地面高度的1/2。

相应地，本发明提供了一种车辆尺寸检测方法，如图6所示，该车辆尺寸检测方法包括：信号采集系统采集高度测量系统、宽度测量系统、长度测量系统、以及轴距测量系统中的至少一者输出的信号，并发送至信号处理系统(步骤601)；所述信号处理系统根据接收到的信号输出高度信号、宽度信号、长度信号、或者轴距信号(602)。如前所述，对于特种车辆更关心其高度是否超过限定的高度，而不是其实际的高度，因此所述高度测量系统包括至少一对感应点设置于预定高度的至少一组第一光幕传感器，可以用开关量信号来表示所述高度信号。信号处理系统根据高度测量系统输出的信号判定车辆的高度是否超过所述预定高度并输出所述高度信号。

相应地，如果需要检测车辆长度，其可以包括：所述信号处理系统根据第二光幕传感器组之间的距离和车辆行驶于第二光幕传感器组之间的第一时间得到所述车辆的行驶速度；所述信号处理系统根据根据车辆行驶的速度以及所述车辆行驶于第二光幕传感器组之间的第一时间输出长度信号，其中所述多组第二光幕传感器包括前端第二光幕传感器组和尾端第二光幕传感器组，车辆最前端位置不高于前端第二光幕传感器组的最高高度且不低于前端第二光幕传感器组的最低高度，车辆最尾端位置不高于尾端第二光幕传感器组的最高高度且不低于尾端第二光幕传感器组的最低高度，相邻的第二光幕传感器组之间的距离小于车辆的长度。

相应地，如果需要检测轴距，其可以包括：所述信号处理系统根据第二光幕传感器组之间的距离和车辆行驶于第二光幕传感器组之间的第一时间之商得到所述车辆的行驶速度；所述信号处理系统根据车辆行驶时相邻两个轮胎经过该至少一组第二光幕传感器的一对感应点所消耗的第二时间、以及车辆行驶的速度之积得到并输出轴距信号，其中车辆底盘最低位置不高于所述至少一组第二光幕传感器的最高高度且不低于所述至少一组第二光幕传感器的最低高度；或者所述信号处理系统根据据第二光幕传感器组之间的距离和车辆行驶于第二光幕传感器组之间的第一时间或者根据第三光幕传感器组之间的距离和车辆行驶于第三光幕传感器组之间的第三时间得到所述车辆行驶的速度；所述信号处理系统根据车辆行驶于第三光幕传感器组之间的第三时间、以及车辆行驶的速度之积得到并输出轴距信号，其中所述轴距测量系统包括并列设置的多组第三光幕传感器，车辆底盘最低位置不高于所述第三光幕传感器的最高高度且不低于所述第三光幕传感器的最低高度。

相应地，如果需要检测宽度，其可以包括：位于车辆两侧的至少两个位移传感器检测车辆侧面与所述位移传感器之间的距离；所述信号处理装置根据所述至少两个位移传感器之间沿位移传感器感应方向的距离以及分别位于车辆两侧的传感器检测的最小距离输出宽度信号；其中所述宽度测量系统包括位于车辆两侧的至少两个位移传感器，所述宽度信号根据两个位移传感器之间沿位移传感器感应方向的距离减去所述最小距离之和得到。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (13)

1.一种车辆尺寸检测设备，其特征在于，该车辆尺寸检测设备包括高度测量系统、宽度测量系统、长度测量系统、以及轴距测量系统中的至少一者，信号采集系统，以及信号处理系统；

所述信号采集系统，用于采集所述高度测量系统、宽度测量系统、长度测量系统、以及轴距测量系统中的至少一者输出的信号，并发送至所述信号处理系统；

所述信号处理系统，用于根据接收到的信号输出高度信号、宽度信号、长度信号、或者轴距信号；

其中，所述高度测量系统包括至少一对感应点设置于预定高度的至少一组第一光幕传感器，所述高度信号为开关量信号。

2.根据权利要求1所述的车辆尺寸检测设备，其特征在于，所述长度测量系统包括并列设置的多组第二光幕传感器，其中所述多组第二光幕传感器包括前端第二光幕传感器组和尾端第二光幕传感器组，车辆最前端位置不高于前端第二光幕传感器组的最高高度且不低于前端第二光幕传感器组的最低高度，车辆最尾端位置不高于尾端第二光幕传感器组的最高高度且不低于尾端第二光幕传感器组的最低高度，相邻的第二光幕传感器组之间的距离小于车辆的长度，所述信号处理系统根据第二光幕传感器组之间的距离、车辆行驶于第二光幕传感器组之间的第一时间、以及车辆行驶的速度输出长度信号；

其中所述车辆的行驶速度根据第二光幕传感器组之间的距离和车辆行驶于第二光幕传感器组之间的第一时间得到，所述长度信号根据所述车辆的行驶速度和所述第一时间得到。

3.根据权利要求2所述的车辆尺寸检测设备，其特征在于，所述轴距测量系统包括至少一组第二光幕传感器，其中车辆底盘最低位置不高于所述至少一组第二光幕传感器的最高高度且不低于所述至少一组第二光幕传感器的最低高度，所述信号处理系统根据车辆行驶时相邻两个轮胎经过该至少一组第二光幕传感器的一对感应点所消耗的第二时间、以及车辆行驶的速度输出轴距信号。

4.根据权利要求1或2所述的车辆尺寸检测设备，其特征在于，所述轴距测量系统包括并列设置的多组第三光幕传感器，其中车辆底盘最低位置不高于所述第三光幕传感器的最高高度且不低于所述第三光幕传感器的最低高度，所述信号处理系统根据车辆行驶于第三光幕传感器组之间的第三时间、以及车辆行驶的速度输出轴距信号；

其中所述车辆的行驶速度根据第二光幕传感器组之间的距离和车辆行驶于第二光幕传感器组之间的第一时间或者根据第三光幕传感器组之间的距离和车辆行驶于第三光幕传感器组之间的第三时间得到。

5.根据权利要求2所述的车辆尺寸检测设备，其特征在于，并列设置的多组第二光幕传感器包括依次排列的N组第二光幕传感器，其中尾端第二光幕传感器组包括第二组第二光幕传感器，前端第二光幕传感器组包括第一组第二光幕传感器以及第三组至第N组第二光幕传感器。

6.根据权利要求1所述的车辆尺寸检测设备，其特征在于，所述宽度测量系统包括位于车辆两侧的至少两个位移传感器，所述位移传感器用于检测车辆侧面与所述位移传感器之间的距离，所述信号处理系统根据所述至少两个位移传感器之间沿位移传感器感应方向的距离以及分别位于车辆两侧的传感器检测的最小距离输出宽度信号，所述两个位移传感器的感应方向相反；

其中所述宽度信号根据两个位移传感器之间沿位移传感器感应方向的距离减去所述最小距离之和得到。

7.根据权利要求3或4所述的车辆尺寸检测设备，其特征在于，所述至少一组第二光幕传感器的至少一对感应点的高度不高于车辆底盘最低位置距地面高度的2/3且不低于车辆底盘最低位置距地面高度的1/2，或者所述第三光幕传感器的至少一对感应点的高度不高于车辆底盘最低位置距地面高度的2/3且不低于车辆底盘最低位置距地面高度的1/2。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的车辆尺寸检测设备，其特征在于，第一光幕传感器、第二光幕传感器、第三光幕传感器、或位移传感器安装在具有刻度的轨道上。

9.一种车辆尺寸检测方法，其特征在于，该车辆尺寸检测方法包括：

信号采集系统采集高度测量系统、宽度测量系统、长度测量系统、以及轴距测量系统中的至少一者输出的信号，并发送至信号处理系统；

所述信号处理系统根据接收到的信号输出高度信号、宽度信号、长度信号、或者轴距信号；

其中，所述高度测量系统包括至少一对感应点设置于预定高度的至少一组第一光幕传感器，所述高度信号为开关量信号；

所述信号处理系统根据高度测量系统输出的信号判定车辆的高度是否超过所述预定高度并输出所述高度信号。

10.根据权利要求9所述的车辆尺寸检测方法，其特征在于，检测车辆长度的步骤包括：

所述信号处理系统根据第二光幕传感器组之间的距离和车辆行驶于第二光幕传感器组之间的第一时间之商得到所述车辆的行驶速度；

所述信号处理系统根据车辆行驶的速度以及所述车辆行驶于第二光幕传感器组之间的第一时间之积与所述第二光幕传感器组之间的距离之差得到并输出长度信号；

其中所述长度测量系统包括并列设置的多组第二光幕传感器，其中所述多组第二光幕传感器包括前端第二光幕传感器组和尾端第二光幕传感器组，车辆最前端位置不高于前端第二光幕传感器组的最高高度且不低于前端第二光幕传感器组的最低高度，车辆最尾端位置不高于尾端第二光幕传感器组的最高高度且不低于尾端第二光幕传感器组的最低高度，相邻的第二光幕传感器组之间的距离小于车辆的长度。

11.根据权利要求10所述的车辆尺寸检测方法，其特征在于，检测车辆轴距的步骤包括：

所述信号处理系统根据第二光幕传感器组之间的距离和车辆行驶于第二光幕传感器组之间的第一时间之商得到所述车辆的行驶速度；

所述信号处理系统根据车辆行驶时相邻两个轮胎经过该至少一组第二光幕传感器的一对感应点所消耗的第二时间、以及所述车辆行驶的速度之积得到并输出轴距信号；

其中所述轴距测量系统包括至少一组第二光幕传感器，车辆底盘最低位置不高于所述至少一组第二光幕传感器的最高高度且不低于所述至少一组第二光幕传感器的最低高度。

12.根据权利要求9或10所述的车辆尺寸检测方法，其特征在于，检测车辆轴距的步骤包括：

所述信号处理系统根据据第二光幕传感器组之间的距离和车辆行驶于第二光幕传感器组之间的第一时间或者根据第三光幕传感器组之间的距离和车辆行驶于第三光幕传感器组之间的第三时间得到所述车辆行驶的速度；

所述信号处理系统根据车辆行驶于第三光幕传感器组之间的第三时间、以及所述车辆行驶的速度之积得到并输出轴距信号；

其中所述轴距测量系统包括并列设置的多组第三光幕传感器，车辆底盘最低位置不高于所述第三光幕传感器的最高高度且不低于所述第三光幕传感器的最低高度。

13.根据权利要求9所述的车辆尺寸检测方法，其特征在于，检测车辆宽度的步骤包括：

位于车辆两侧的至少两个位移传感器检测车辆侧面与所述位移传感器之间的距离；

所述信号处理装置根据所述至少两个位移传感器之间沿位移传感器感应方向的距离以及分别位于车辆两侧的传感器检测的最小距离输出宽度信号；

其中所述宽度测量系统包括位于车辆两侧的至少两个位移传感器，所述宽度信号根据两个位移传感器之间沿位移传感器感应方向的距离减去所述最小距离之和得到。