CN109916305B - 基于光电感应和tof技术的车辆尺寸测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统，包括控制系统、光幕检测系统和机架，控制系统与光幕检测系统信号相连，且机架上设有镜面对称的行走机构，每个行走机构上设有距离检测模块，两个距离检测模块相对应；每个距离检测模块与控制系统信号相连，距离检测模块用于检测对应位置处其与车身的距离，并生成距离信号发送至控制系统；控制系统用于驱动行走机构沿着车辆长度方向同步运动，并记录行走机构的位置信息，同时根据位置信息和距离信号确定车辆后视镜位置并生成车辆宽度信息。本发明能够精确测量车身各处的宽度尺寸，与现有只能检测车身最宽值的测量系统相比，测量的更全面完整，适用于多种需要测量车辆实际尺寸的场景。

Description

基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统及方法

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体涉及一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统及方法。

背景技术

TOF，Time of flight，飞行时间测距技术。

现有多种场合需要对车辆外廓的尺寸进行测量，如自动洗车时为节省资源，往往通过车型号获取车辆尺寸，或对车辆尺寸进行检测，再根据所得的车辆尺寸进行冲洗；另一方法，在进行车辆检查时也会对车辆尺寸进行检测，以判定车辆是否做过改装，改装是否合规。

现有已公开自动测量车辆外廓的尺寸的专利文件：

汽车轮廓尺寸测量机(CN101685005B)中提出在对称式的龙门式框架的立柱上设有测量车辆长度与高度的长度测量装置和高度测量装置，框架的横梁上设有可测量车辆宽度的宽度测量装置，从而实现车辆的三维尺寸的测量。当该装置仅能测量车辆的高度、宽度及长度，无法获得车辆顶部的弧形、后视镜位置、轮胎位置、底盘高度等数据；该方法宽度测量装置采用激光传感器，且该激光传感器位于框架的横梁上，仅能检测各个位置处车身的最宽值；由于激光传感器需要跟随着龙门式框架左右往复运动，为保证测量的准确性，龙门式框架移动速度不能过快(测量一辆车的用时为1到2分钟)，工作效率低。

跟踪式汽车外廓尺寸自动测量系统(CN105043289B)中提出利用红外光幕和测长跟踪系统对汽车外廓形状和尺寸(长度、宽度和高度)的自动识别和测量。但其测长跟踪系统在运动的情况下测量汽车长度，占地面积大，不适应小空间内对车辆尺寸检测的需求；且该专利中采用上下、左右对射形成的光幕测量车宽和车高，仅能车辆测车宽的最宽值、车高的最高值，故该专利也无法测量车辆顶部的弧形、后视镜位置、轮胎位置、底盘高度等数据。

综上，需要对现有技术做进一步改进。

发明内容

本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量方法及一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统，包括控制系统、光幕检测系统和机架，控制系统和光幕检测系统信号相连：

所述机架上设有镜面对称的行走机构，每个行走机构上设有距离检测模块，两个距离检测模块相对应；

每个距离检测模块与控制系统信号相连，所述距离检测模用于检测对应位置处其与车身的距离，并生成距离信号发送至控制系统；

所述光幕检测系统安装在行走机构上，用于检测对应位置处光幕被遮挡情况，并生成光电信号发送至控制系统；

所述控制系统用于驱动行走机构在检测区域中沿着车辆长度方向同步运动，并记录行走机构的位置信息，还用于根据所述位置信息、光电信息和距离信号生成车辆尺寸信息。

作为本发明一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统的改进：

每个距离检测模块包括从上往下依次排列的若干个TOF测距元件，每相邻两个TOF测距元件之间的距离为6～8cm；

每个TOF测距元件与控制系统信号相连，每个TOF测距元件将所检测的距离信号发送至控制系统；

所述车辆尺寸信息包括车辆后视镜的位置以及车身各点宽度尺寸，所述控制系统根据所述位置信息和距离信号获得对应位置各TOF测距元件与车身侧面的距离数据，所述控制系统根据各距离数据确定车辆后视镜的位置并获得车身各点宽度尺寸。

作为本发明一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统的进一步改进：

所述光幕检测系统包括相对应的光幕发射模块和光幕接收模块，且光幕发射模块和光幕接收模块均与控制系统信号相连；

所述光幕发射模块安装在一个行走机构上，光幕接收模块安装在另一个行走机构上；

所述车辆尺寸信息包括车辆轮廓信息，所述光幕接收模块将所检测的光电信号发送至控制系统，控制系统根据所述光电信号和位置信息生成车辆轮廓信息。

作为本发明一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统的进一步改进：

每个光幕发射模块包括从上往下依次排列的若干个光电发射元件，每个光幕接收模块包括从上往下依次排列的若干个光电接收元件，每个光电发射元件及光电接收元件均与控制系统信号相连，每个光电发射元件向对应的光电接收元件发射光束，每个光电接收元件根据光束接收情况生成光电信号并发送至控制系统；

所述控制系统根据所述位置信息和光电信号获得车辆轮廓信息，所述车辆轮廓信息包括车长、车高、车顶的弧形、车胎的位置和底盘离地的高度。

作为本发明一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统的进一步改进：

所述控制系统根据与位置信息相对应的车辆后视镜的位置、车身各点宽度尺寸、车长、车高、车顶的弧形、车胎的位置和底盘离地的高度生成三维模型。

为解决上述技术问题，本发明还提出以下技术方案：

一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量方法，包括以下步骤：

控制系统通过控制行走机构沿着车辆长度方向运动，并记录行走机构的位置信息；

同时测量车辆尺寸信息，包括以下步骤：

距离检测模块随行走机构的运动，检测其与车辆车身的距离，并生成距离信号发送至控制系统；

光幕检测系统随行走机构的运动，检测光幕被遮挡的情况，并生成光电信号发送至控制系统；

控制系统根据所述位置信息、距离信号和光电信号生成车辆尺寸信息。

作为本发明一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量方法的改进：

每个距离检测模块包括从上往下依次排列的若干个TOF测距元件，每相邻两个TOF测距元件之间的距离为6～8cm；

所述车辆尺寸信息包括车辆后视镜的位置和车身各点宽度尺寸，所述控制系统根据所述位置信息和距离信号确定车辆后视镜的位置的具体方法为：

每个TOF测距元件将所检测的距离信号发送至控制系统；

所述控制系统根据所述位置信息和距离信号获得对应位置各TOF测距元件与车身侧面的距离数据，所述控制系统根据各距离数据确定车辆后视镜的位置；

所述控制系统生成车身各点宽度尺寸的具体方法为：

所述控制系统根据对应两个TOF测距元件同一位置的距离数据计算获得车身对应点的宽度尺寸。

作为本发明一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量方法的进一步改进：

所述车辆尺寸信息包括车辆轮廓信息，所述控制系统根据所述位置信息和光电信号生成车辆轮廓信息，生成车辆轮廓信息的具体方法为：

相对应光幕发射模块和光幕接收模块随行走机构的运动，对车身轮廓进行扫描，并生成光电信号发送至控制系统；

控制系统根据所述位置信息和光电信号生成车辆轮廓信息。

作为本发明一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量方法的进一步改进：

每个光幕发射模块包括从上往下依次排列的若干个光电发射元件，每个光幕接收模块包括从上往下依次排列的若干个光电接收元件；

所述车辆轮廓信息包括车长、车高、车顶的弧形、车胎的位置和底盘离地的高度，所述控制系统根据所述位置信息和光电信号生成车辆轮廓信息的具体方法为：

每个光电接收元件将所检测的光电信号发送至控制系统；

所述控制系统根据所述光电信号调取光束初次被遮挡时所对应的位置信息和所有光束恢复无遮挡时所对应的位置信息，根据所调取的位置信息计算车身长度；

所述控制系统根据所述光电信号和位置信息获取对应位置最高和最低被挡光束所对应的光电接收元件，所述控制系统根据各位置最高被挡光束所对应的光电接收元件计算车高，并根据各位置最高被挡光束对应的光电接收元件获取车顶的弧形，同时所述控制系统根据各位置最低被挡光束对应的光电接收元件获取车胎的位置，并计算底盘离地的高度。

作为本发明一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量方法的进一步改进：

所述控制系统根据与位置信息相对应的车辆后视镜的位置、车身各点宽度尺寸、车长、车高、车顶的弧形、车胎的位置和底盘离地的高度生成三维模型。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

1、本发明通过光幕和TOF技术不仅能测得车辆的长度、宽度、高度，还能准确测得车辆顶部的弧形、后视镜位置、轮胎位置和底盘高度。

2、本发明采用位于车辆两侧且互相对称的TOF测距模块实现宽度的测量，其且能实时测量车身各处的宽度，相比现有通过位于车辆顶部的激光传感器测量车宽的技术方法，本发明用时短、测量全面，且工作效率更高。

3、本发明中光幕和TOF测距模块在车辆两侧往复运动，其仅需占用一个车位大小的空间，适用于多种场合。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例1中一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统的结构示意图；

图2是图1中距离检测模块41和光幕发射模块31的工作原理示意图；

图3是图1中距离检测模块41的工作原理示意图；

图4是图1中光幕发射模块31与光幕接收模块32的工作原理示意图；

图5是测量轮胎位置的工作原理示意图；

图6是测量底盘高度的工作原理示意图；

图7是实施例1(实施例2)所生成的汽车轮廓示意图；

图8是一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1、一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统(下文中简称为车辆尺寸测量系统)，如图1至6所示，包括控制系统、检测系统和机架1，机架1合围形成检测区域，车辆停在检测区域后由检测系统进行检测；

控制系统和检测系统信号相连，控制系统控制检测系统工作，检测系统将所检测的数据信息发送至控制系统，控制系统分析数据信息，从而生成对应的车辆尺寸信息。

控制系统根据所生成的车辆尺寸信息描绘出对应车辆的三维模型。

车辆尺寸信息包括车辆宽度信息和车辆轮廓信息。

机架1上设有镜面对称的行走机构2，控制系统驱动行走机构2在检测区域中沿着车辆长度方向同步运动，并记录行走机构2的位置信息。

注：位置信息为位置脉冲计数，其获取方法为现有技术，如控制系统通过其内部的伺服驱动器驱动行走机构2时，可通过读取伺服驱动器的编码器读数获取位置脉冲计数，故不再本说明书中进行详细告知。

如图1所示，本实施例中行走机构2包括轨道和龙门式框架，轨道安装在检测区域两侧，与机架1固定相连，且轨道与车辆长度方向相平行，龙门式框架通过轨道与机架1活动相连；控制系统驱动该龙门式框架在机架1上沿着轨道往复运动。

龙门式框架由横杆和固定在横杆两侧的立柱构成，横杆两端与通过轨道与机架1活动相连，控制系统驱动横杆沿着轨道往复运动，从而使两侧的立柱随着横杆同步运动，控制系统驱动横杆运动的同时记录横杆的位置信息。

检测系统包括一对距离检测模块41、光幕发射模块31和光幕接收模块32，本实施例中，每个立柱上设有一个距离检测模块41，且在其中一个立柱上设置光幕发射模块31，另一个立柱上设置光幕接收模块32，且两个距离检测模块41相互对应，光幕发射模块31和光幕接收模块32相互对应，各距离检测模块41、光幕发射模块31和光幕接收模块32均与控制系统信号相连。

距离检测模块41用于检测其到车辆车身的距离，并生成对应的距离信号并发送至控制系统，控制系统根据位置信息和距离信号生成车辆宽度信息。

每个距离检测模块41包括从上往下依次排列的若干个TOF测距元件，各TOF测距元件均与控制系统信号相连，向控制系统发送距离信号。本实施例中每个距离检测模块41包括从上往下依次排列的16个TOF测距元件，两个距离检测模块41的TOF测距元件一一对应。

需要设定相邻TOF测距元件之间的间距，从而在垂直方向上保证车辆的后视镜能被TOF测距元件照射到，还需要设定TOF测距元件的发射角度，从而减少背景物的干扰。

本实施例中每相邻两个TOF测距元件之间的距离为7cm，各TOF测距元件的发射角度为15°，此时测距效果最佳。

TOF测距元件进行测距的工作原理如下：

如图3所示(图3仅为示意图，并不代表实际车辆测量时各TOF测距元件与车辆的位置关系)，各TOF测距元件发射出红外光，射到车身表面后返回被自己接收，此时TOF测距元件生成对应的距离信号发送至控制系统，控制系统通过光子发射时刻和接收时刻的时间差，再乘以光子的飞行速度，即可计算出车身到该TOF测距元件的距离数据。

本实施例中每2cm刚好为TOF测距元件的一个扫描周期，即，把车身的长度以2cm为单位分割，控制系统结合位置信息和每个扫描周期下的距离信号，计算出每个2cm单位下的车身距离各TOF测距元件的距离数据。

注：可向控制系统中预先输入最低TOF测距元件与地面的距离H1以及相邻TOF测距元件的间距L1，控制系统即可根据各TOF测距元件的编号自行计算该TOF测距元件的高度。如本实施例中从下往上依次为TOF测距元件编号，编号3对应的TOF测距元件的高度即为3*L1+H1。

车辆宽度信息包括车辆后视镜的位置以及车身各点宽度尺寸，控制系统根据所得距离数据确定车辆后视镜的原理为：

控制系统对每个TOF测距元件对应的距离数据的变换趋势进行判断，本实施例中，控制系统根据距离数据从大变小，再从小变大的趋势提取连续的距离值变化曲线(根据实际情况提取，至少存在一条符合该趋势的距离值变化曲线)，计算各距离值变化曲线的变化速率，取变化速率最大的一段曲线所对应的位置信息，最后控制系统根据位置信息和对应TOF测距元件的高度确定车辆后视镜所在的位置。

控制系统根据所得距离数据生成车身各点宽度尺寸的原理为：

两侧TOF测距元件之间的总长度减去对应两侧TOF测距元件与车身的距离值，则可得到该点车身的宽度尺寸；故，控制系统通过控制系统根据位置信息和与位置信息相对应的距离数据，可以计算获得该位置车身与TOF测距元件相对应的各点宽度尺寸。

如车辆两侧对应的测距元件总长度为W，在某位置处车辆左侧编号3对应的TOF测距元件车身的距离值为W1，车辆右侧编号3对应的TOF测距元件车身的距离值为W2，那么车身在该位置与编号为3的TOF测距元件所对应的点的宽度为W-W1-W2。

光幕发射模块31用于发射光幕，光幕接收模块32根据光幕的遮挡情况生成对应的光电信号，并发送至控制系统，控制系统根据所述光电信号和位置信息生成车辆轮廓信息。

每个光幕发射模块31包括从上往下依次排列的若干个光电发射元件，每个光幕接收模块32包括从上往下依次排列的若干个光电接收元件，且光电发射元件与光电接收元件一一对应；

每个光电发射元件及光电接收元件均与控制系统信号相连，每个光电接收元件将所检测的光电信号发送至控制系统；本实施例中采用100个光电发射元件及100个光电接收元件，且相邻两个光电发射元件的间距及相邻两个光电接收元件的间距均为2cm。

注：最低点的光电发射元件和光电接收元件与地面的距离小于K，K可根据实际情况自行设定，本实施例中K取10cm。

可向控制系统中预先输入最低光电接收元件与地面的距离H2以及相邻光电接收元件的间距L2，控制系统即可根据各光电接收元件的编号自行计算该光电接收元件的高度。如本实施例中从下往上依次为光电接收元件编号，编号3对应的光电接收元件的高度即为2*L2+H2，本实施例中编号3对应的光电接收元件的高度为14cm。

光电发射元件和光电接收元件的工作原理如下：

如图4所示(图4仅为示意图，并不代表实际车辆测量时各光电发射元件与车辆的位置关系)光电发射元件向与其对应的光电接收元件发射光束，当光电接收元件根据其接收光束的情况生成光电信号，并将光电信号发送至控制系统。控制系统根据所接收的光电信号获知车辆遮挡光束的情况。

本实施例中，光电接收元件的扫描周期为50ms，TOF扫描周期也为50ms，运动机构按照0.4m/s的速度移动，所以光电和TOF的扫描周期转化为对应的移动距离即为2cm(50ms*0.4m/s＝2cm)，每一个扫描周期后，控制系统接收并记录每个光电接收元件发送的光电信号，根据光电信号获得该位置最高被挡光束对应的光电接收元件和最低被挡光束对应的光电接收元件，当扫描完整个车身后即可获得对应车辆的车辆轮廓(如图5所示)。

车辆轮廓信息包括车长、车高、车顶的弧形、车胎的位置和底盘离地的高度。

注：在测量车辆轮廓信息时，光电信号需要和位置脉冲相对应，每个位置需要判断被挡光束的最高和最低两个位置，本实施例中控制光幕自上而下的扫描时间在50ms以内，精度控制在±2cm之间。

控制系统根据光束初次被遮挡时所对应的位置信息和所有光束恢复无遮挡时所对应的位置信息计算车身长度。

控制系统根据各位置最高被挡光束对应的光电接收元件判断车高，并获取车顶的弧形。

控制系统根据各位置被挡光束对应的光电接收元件判断轮胎位置和底盘高度；

判断轮胎位置的原理是：预设距离地面K处光束被遮挡的位置为轮胎的位置，本实施例中K取10cm，其对应从下往上第三个光电接收元件的位置，在扫描过程中，第三个光电接收元件由被遮挡A点到无遮挡B点变化所对应的位置即为轮胎的位置，A、B两点对应的位置范围，轮胎的中心为A、B两点的中点，如图6所示。

计算底盘高度的原理是：预设前/后轮胎J处为底盘的测量点，J的取值可根据实际情况自行设定，本实施例中为1m，即，初次检测到轮胎并脱离轮胎的位置(B点)再运动1m处(C点)，如图7所示。

控制系统根据测量点最低被挡光束对应的光电接收元件判断底盘的高度。

由于上述车辆轮廓信息和车辆宽度信息均与位置信息相对应，故控制系统可根据与位置信息相对应的车身各点宽度尺寸、车长、车高、车顶的弧形、车胎的位置和底盘离地的高度生成三维模型。

利用已知的宽度尺寸、高度尺寸、长度尺寸生成相应三维模型为现有技术，故无需详细告知相关领域的技术人员也能实现根据所得车辆尺寸信息生成对应车辆的三维模型。

实施例2、一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量方法，对检测区域中的车辆进行测量，如图8所示，包括以下步骤：

S1、控制系统通过控制行走机构2沿着车辆长度方向运动，并记录行走机构2的位置信息；

注：位置信息为位置脉冲计数，其获取方法为现有技术，故不再本说明书中进行信息告知。

本实施例中，令行走机构2从车尾往车头方向移动5次。

S2、每次行走机构2沿着车辆长度方向(从车尾往车头方向)运动时，检测系统对车身进行扫描，获得该位置处的车辆尺寸信息；

车辆尺寸信息包括车辆宽度信息和车辆轮廓信息。

(1)、测量车辆宽度信息：

距离检测模块41随行走机构2的运动，检测其与车辆车身的距离，并生成距离信号发送至控制系统；控制系统根据所述位置信息和距离信号获取车辆宽度信息。

本实施例中每个距离检测模块41包括从上往下依次排列的16个TOF测距元件，两个距离检测模块41的TOF测距元件一一对应，每相邻两个TOF测距元件之间的距离为7cm，各TOF测距元件的发射角度为15°。

车辆宽度信息包括车辆后视镜的位置以及车身各点的宽度尺寸，具体获取方法如下：

行走机构2每行走2cm各TOF测距元件扫描一次，TOF测距元件生成对应距离信号发送至控制系统，控制系统接收并保存；控制系统根据位置信息及对应距离信号计算出该位置各TOF测距元件与车身的距离数据。

控制系统分析各TOF测距元件所对应的距离数据的变换趋势，根据距离数据从大变小，再从小变大的趋势提取连续的距离值变化曲线(根据实际情况提取，至少存在一条符合该趋势的距离值变化曲线)，计算各距离值变化曲线的变化速率，取变化速率最大的一段曲线所对应的位置信息，最后控制系统根据位置信息和对应TOF测距元件的高度确定车辆后视镜所在的位置。

控制系统分别计算各位置信息上车身与各TOF测距元件对应点的车宽尺寸。

车宽尺寸计算方法为，总长度(相对TOF测距元件之间的距离)减去车身该点对应两个TOF测距元件的距离数据。

(2)、测量车辆轮廓信息：

光幕发射模块31和光幕接收模块32随行走机构2的运动，检测车辆对光幕的遮挡情况，光幕接收模块32生成光电信号发送至控制系统；控制系统根据位置信息和光电信号生成车辆轮廓信息。

本实施例中：

本实施例中光幕发射模块31采用100个光电发射元件，光幕接收模块采用100个光电接收元件，且相邻两个光电发射元件的间距及相邻两个光电接收元件的间距均为2cm。

每50ms光电发射元件和光电接收元件检测一次光束遮挡情况，光电接收元件根据遮挡情况生成光电信号发送至控制系统。控制系统根据位置信息及光电信号获得各位置处最高被挡光束对应的光电接收元件和最低被挡光束对应的光电接收元件，从而获得对应车辆的车辆轮廓。

注：位置信息用于确定水平方向的位置，光电接收元件用于确定垂直方向的位置。

车辆轮廓信息包括车长、车高、车顶的弧形、车胎的位置和底盘离地的高度。

上述过程中控制系统计算车长、车高、车顶的弧形、车胎的位置和底盘离地的高度的方法如下：

控制系统根据光束初次被遮挡时所对应的位置信息(即车尾)和所有光束恢复无遮挡时所对应的位置信息(即车头)计算获得车身长度。

控制系统根据各位置最高被挡光束对应的光电接收元件判断车高，并获取车顶的弧形。

控制系统根据各位置被挡光束对应的光电接收元件判断轮胎位置：控制系统调取预设测量轮胎位置的光电接收元件(本实施例为下往上第三个光电接收元件)检测到被遮挡时的光电信号对应的位置信息，获得两组连续的位置信息，获得两个轮胎的位置信息；控制系统根据两组位置信息中初始位置A和结束位置B，根据每组初始位置A和结束位置B确定轮胎的中心位置。

控制系统根据最低被挡光束对应的光电接收元件计算底盘高度：

控制系统获取第一个轮胎的结束位置B时，即控制系统获取第一组连续的位置信息确定结束位置B后，计算行走机构2再行走J(本实施例为1m)的位置信息，控制系统根据以该处作为测量点，根据最低被挡光束对应的光电接收元件获得底盘高度(即最低被挡光束对应的光电接收元件对应的高度)。

为提高底盘高度的准确性，控制系统可控制行走机构2在该点停留，使光电接收元件测量至少一次，本实施例中为5次，控制系统根据5次最低被挡光束对应的光电接收元件获得5组高度数据，计算平均值作为底盘高度。

由上可知，行走机构2从车辆车尾运动到车头的过程中，控制系统通过TOF测距元件测量各位置处车身各点的宽度尺寸；控制系统通过光电发射元件和光电接收元件判断该位置最高被挡光束对应的光电接收元件和最低被挡光束对应的光电接收元件，从而实现以记录的位置信息确定车辆水平方向的尺寸信息，以各光电接收元件确定车辆垂直方向的尺寸信息。

S3、控制系统根据车辆尺寸信息生成三维模型；

控制系统根据与位置信息相对应的车身各点宽度尺寸、车长、车高、车顶的弧形、车胎的位置和底盘离地的高度生成三维模型。

本实施例中，将上述测量方法用于现有自动洗车的场景，按照上述方法对长6米，宽2米，高2米的汽车进行测量，用时15s即可获得其车辆尺寸信息，由此可以证明本发明进行车辆尺寸测量与现有技术相比用时更短，工作效率更高。控制系统根据车辆尺寸信息生成三维模型输出至自动洗车系统(通过485与自动洗车系统的PLC主控端通信)，自动洗车系统即可根据所得三维模型控制冲洗结构到车身的距离、高压水的压力和流量，以及喷射角度，以此来提高清洗车身的洁净程度，降低用水量。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统，包括控制系统、光幕检测系统和机架，控制系统和光幕检测系统信号相连，其特征在于：

所述机架上设有镜面对称的行走机构，每个行走机构上设有距离检测模块，两个距离检测模块相对应；

每个距离检测模块与控制系统信号相连，所述距离检测模块用于检测对应位置处其与车身的距离，并生成距离信号发送至控制系统，其中，每个距离检测模块包括从上往下依次排列的若干个TOF测距元件，每相邻两个TOF测距元件之间的距离为6~8cm；每个TOF测距元件与控制系统信号相连，每个TOF测距元件将所检测的距离信号发送至控制系统；

所述光幕检测系统安装在行走机构上，用于检测对应位置处光幕被遮挡情况，并生成光电信号发送至控制系统；

所述控制系统用于驱动行走机构在检测区域中沿着车辆长度方向同步运动，并记录行走机构的位置信息，还用于根据所述位置信息、光电信息和距离信号生成车辆尺寸信息；

所述车辆尺寸信息包括车辆后视镜的位置以及车身各点宽度尺寸，所述控制系统根据所述位置信息和距离信号获得对应位置各TOF测距元件与车身侧面的距离数据，所述控制系统根据各距离数据确定车辆后视镜的位置并获得车身各点宽度尺寸。

2.根据权利要求1所述的一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统，其特征在于：

所述光幕检测系统包括相对应的光幕发射模块和光幕接收模块，且光幕发射模块和光幕接收模块均与控制系统信号相连；

所述光幕发射模块安装在一个行走机构上，光幕接收模块安装在另一个行走机构上；

所述车辆尺寸信息包括车辆轮廓信息，所述光幕接收模块将所检测的光电信号发送至控制系统，控制系统根据所述光电信号和位置信息生成车辆轮廓信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统，其特征在于：

每个光幕发射模块包括从上往下依次排列的若干个光电发射元件，每个光幕接收模块包括从上往下依次排列的若干个光电接收元件，每个光电发射元件及光电接收元件均与控制系统信号相连，每个光电发射元件向对应的光电接收元件发射光束，每个光电接收元件根据光束接收情况生成光电信号并发送至控制系统；

所述控制系统根据所述位置信息和光电信号获得车辆轮廓信息，所述车辆轮廓信息包括车长、车高、车顶的弧形、车胎的位置和底盘离地的高度。

4.根据权利要求3所述的一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量系统，其特征在于：

所述控制系统根据与位置信息相对应的车辆后视镜的位置、车身各点宽度尺寸、车长、车高、车顶的弧形、车胎的位置和底盘离地的高度生成三维模型。

5.一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

控制系统通过控制行走机构沿着车辆长度方向运动，并记录行走机构的位置信息；

同时测量车辆尺寸信息，包括以下步骤：

距离检测模块随行走机构的运动，检测其与车辆车身的距离，并生成距离信号发送至控制系统，每个距离检测模块包括从上往下依次排列的若干个TOF测距元件，每相邻两个TOF测距元件之间的距离为6~8cm；

光幕检测系统随行走机构的运动，检测光幕被遮挡的情况，并生成光电信号发送至控制系统；

控制系统根据所述位置信息、距离信号和光电信号生成车辆尺寸信息，所述车辆尺寸信息包括车辆后视镜的位置和车身各点宽度尺寸；

所述控制系统根据所述位置信息和距离信号确定车辆后视镜的位置的具体方法为：

每个TOF测距元件将所检测的距离信号发送至控制系统；

所述控制系统根据所述位置信息和距离信号获得对应位置各TOF测距元件与车身侧面的距离数据，所述控制系统根据各距离数据确定车辆后视镜的位置；

所述控制系统生成车身各点宽度尺寸的具体方法为：

所述控制系统根据对应两个TOF测距元件同一位置的距离数据计算获得车身对应点的宽度尺寸。

6.根据权利要求5所述的一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量方法，其特征在于；

所述车辆尺寸信息包括车辆轮廓信息，所述控制系统根据所述位置信息和光电信号生成车辆轮廓信息，生成车辆轮廓信息的具体方法为：

相对应光幕发射模块和光幕接收模块随行走机构的运动，对车身轮廓进行扫描，并生成光电信号发送至控制系统；

控制系统根据所述位置信息和光电信号生成车辆轮廓信息。

7.根据权利要求6所述的一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量方法，其特征在于：

每个光幕发射模块包括从上往下依次排列的若干个光电发射元件，每个光幕接收模块包括从上往下依次排列的若干个光电接收元件；

所述车辆轮廓信息包括车长、车高、车顶的弧形、车胎的位置和底盘离地的高度，所述控制系统根据所述位置信息和光电信号生成车辆轮廓信息的具体方法为：

每个光电接收元件将所检测的光电信号发送至控制系统；

所述控制系统根据所述光电信号调取光束初次被遮挡时所对应的位置信息和所有光束恢复无遮挡时所对应的位置信息，根据所调取的位置信息计算车身长度；

所述控制系统根据所述光电信号和位置信息获取对应位置最高和最低被挡光束所对应的光电接收元件，所述控制系统根据各位置最高被挡光束所对应的光电接收元件计算车高，并根据各位置最高被挡光束对应的光电接收元件获取车顶的弧形，同时所述控制系统根据各位置最低被挡光束对应的光电接收元件获取车胎的位置，并计算底盘离地的高度。

8.根据权利要求7所述的一种基于光电感应和TOF技术的车辆尺寸测量方法，其特征在于：所述控制系统根据与位置信息相对应的车辆后视镜的位置、车身各点宽度尺寸、车长、车高、车顶的弧形、车胎的位置和底盘离地的高度生成三维模型。

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