CN113781797B - 一种车辆外廓自动光学识别系统 - Google Patents

Abstract

一种车辆外廓自动光学识别系统，包括识别室、车道、行驶单元、轮轴识别单元、光学识别单元。车道设于识别室两端。行驶单元设于识别室内，识别台上端面设有地磅。轮轴识别单元包括沿C型架，其一侧面设有多个激光轮轴识别器。光学识别单元设于行驶单元两侧，第三直线机构输出轴一端设有光学机构，第四直线机构输出轴一端也设有光学机构，光学机构包括竖直设置的旋转机构，直角板一侧的两个第二光学对射组件与其另一侧的两个第二光学对射组件有预定高度差，用于使两侧光路交错。本发明实现自动精准检测，杜绝检测人员和司机联合作弊，避免超载隐患，减少天气对检测的影响，提高设备的通用性，实现相关记录可追溯。

Description

一种车辆外廓自动光学识别系统

技术领域

本发明涉及车辆检测领域，尤其涉及一种车辆外廓自动光学识别系统。

背景技术

近年来，公路运输市场扩大，高速公路、国道、省道等道路，和工业园区、企业内部道路及出入口处的超限、超载现象屡禁不止，而目前的车辆长、宽、高、重检测设备比较落后，耗费了大量人力、物力，而且目前的检测存在很多问题。

在针对不同车型进行长、宽检测时，各地有不同的误差标准，允许车辆在1%~3%不等的范围内超出标准的限制长宽，然而，允许存在误差的规定使检测人员和司机有时会有联合作弊的情况，因为误差部分通常由人工测量。

在车辆开进检测区域时，不一定是笔直地开入，而是略有偏斜，这就会导致长、宽的测试存在偏差，一些没有超限的车辆被误检为超限车辆。

一些自动检测设备进行检测时，还存在跟车作弊的情况，即两辆车距离非常近，从而不被发现超载。因为一些检测设备是通过轮轴识别来判断车辆类型，例如，两辆轻型货车被识别为一辆重型货车时，检测设备允许的载重量大于按规定两辆轻型货车的允许载重量之和，则这两辆车超载不易被发现。

货车的各车轴上可能有单胎、双胎等类型，车轴和车轮类型不同，允许的载重量也不同，目前的车轴识别设备只能识别车轴数，不能识别各车轴上的轮胎数。

现有的检测环境都是敞开式检测，在对车辆进行检测时，容易收到雨、雪、雾等天气影响，大幅降低准确性。

不同检测场合对车辆高度的要求不同，然而现有的检测设备通常由固定的限高杆进行限高，没有通用性。

在夜间能见度较低时，司机不易驾驶，可能会驾车撞到检测系统，造成安全隐患和经济损失。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种车辆外廓自动光学识别系统，实现自动精准检测，杜绝检测人员和司机联合作弊，避免超载隐患，减少天气对检测的影响，提高设备的通用性，实现相关记录可追溯。

为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：

一种车辆外廓自动光学识别系统，包括：

识别室；

车道，设于识别室两端；

行驶单元，设于识别室内，包括识别台，识别台上端面设有地磅；

轮轴识别单元，包括沿识别台长度方向滑动设于识别台上方一侧的C型架，C型架一侧面设有多个激光轮轴识别器；

光学识别单元，设于行驶单元两侧，包括一对分别设于识别台两侧的第二直线机构，第二直线机构的滑动端上设有第三直线机构，第二直线机构一端预定距离设有第四直线机构，第三直线机构输出轴一端设有光学机构，第四直线机构输出轴一端也设有光学机构，四个光学机构设于地磅上方，光学机构包括竖直设置的旋转机构，旋转机构上端设有直角板，直角板两侧各设有两个竖直设置的第二光学对射组件，直角板一侧的两个第二光学对射组件与其另一侧的两个第二光学对射组件有预定高度差，用于使两侧光路交错。

进一步，识别室包括封闭间，封闭间两端设有自动卷帘门，自动卷帘门上端面设有记录器，自动卷帘门两侧设有一对竖直设置的第一直线机构，第一直线机构的滑动端一侧面设有斜杆，斜杆一端设有第一光学对射组件，其与斜杆、第一直线机构的滑动端形成三角形结构，两个第一直线机构上的第一光学对射组件相互配套。

进一步，车道包括多个引导墩，引导墩上端面设有灯条，车道还包括由若干组引导墩围成的进场车道、出场车道、驶离车道、返回车道，进场车道设于封闭间一端，进场车道一侧设有第一车牌识别组件，进场车道一侧设有第二车牌识别组件，出场车道设于封闭间另一端，出场车道分叉为驶离车道和返回车道，驶离车道一侧设有道闸，道闸的闸杆设于驶离车道上方。

进一步，一对第二光学对射组件设于直角板两端，直角板上端面设有一对呈直角摆放的第五直线机构，第五直线机构输出轴一端设有支撑块，另一对第二光学对射组件各设于两个支撑块一端。

进一步，轮轴识别单元还包括设于识别台上端一侧的轨道，轨道上端设有小车，小车的滚轮配合于轨道内，C型架设于小车一侧面。

本技术方案的有益效果在于：

1、光学识别单元的多个第二光学对射组件之间可以形成多条光路，可以检测车辆是否超长、超宽，根据车型不同，可通过第二直线机构、第三直线机构、第四直线机构调整光学机构之间的间距，以不同的限制标准进行检测；同时可以通过第五直线机构调整不同百分比的允许误差范围内的测长、测宽光线，实现自动检测，杜绝人工测量误差时，检测人员和司机联合作弊的情况。

2、光学识别单元的四个光学机构都可以旋转，使测试光路整体倾斜，当司机没有笔直的开到测试位置时，仍然可以精准的测试车辆的长、宽是否超限。

3、第一光学对射组件和第二光学对射组件的光束数量均为多束，实现对车辆外廓较好的覆盖，提高了检测准确度。

4、进场车道两侧的第一车牌识别组件和第二车牌识别组件分别记录前车牌和后车牌，如两个车牌不一致，很有可能说明存在跟车作弊现象，可提示工作人员处理，避免超载隐患。

5、轮轴识别单元上设有多个激光轮轴识别器，用于从轮轴的多个角度采集图像，实现对轮轴上轮胎数量的识别。

6、识别室包括封闭间，由自动卷帘门控制开关，实现检测不受雨雪天气影响，并最大程度减少了雾气对检测的影响。

7、第一车牌识别组件用于检测车辆是否限高，其设于第一直线机构上，高度可调，适应不同场合的限高要求，提高了设备的通用性。

8、车辆视频信息、车辆高度信息、车辆长宽信息均与后台数据库联网，并报备，实现相关记录可追溯。

9、识别台上设有屏幕，可提示司机车辆是否超限，以及从哪个出口驶出，引导墩上端面设有灯条，可在夜间引导司机，整套系统对司机较为友好。

附图说明

图1示出了本申请实施例行驶单元、轮轴识别单元、光学识别单元立体图。

图2示出了本申请实施例光学识别单元立体图。

图3示出了本申请实施例光学机构立体图。

图4示出了本申请实施例光学机构上半部分立体图。

图5示出了本申请实施例四个光学机构的第二光学对射组件位置关系立体图。

图6示出了本申请实施例图5俯视图及光路示意图。

图7示出了本申请实施例行驶单元、轮轴识别单元立体图。

图8示出了本申请实施例图7的A部分放大图。

图9示出了本申请实施例整体立体图。

图10示出了本申请实施例图9的B部分放大图。

图11示出了本申请实施例从识别室一端观察其内部的立体图。

图12示出了本申请实施例从另一角度观察识别室和部分车道的立体图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1-图12所示的一种车辆外廓自动光学识别系统，包括识别室1、车道2、行驶单元3、轮轴识别单元4、光学识别单元5。

在本实施例中，第一直线机构13为第一无杆气缸，第二直线机构51为第二无杆气缸，第三直线机构511为第三单轴直线气缸，第四直线机构52为第四单轴直线气缸，第五直线机构533为第五单轴直线气缸，旋转机构531为旋转电机。第一光学对射组件14为第一红外对射器，第二光学对射组件535为第二红外对射器。

识别室1包括封闭间，封闭间内顶部吊设有电连接的计算机和摄像头。封闭间两端设有自动卷帘门11，自动卷帘门11上端面设有记录器12，记录器12也包括电连接的计算机和摄像头，计算机上设有扬声器。记录器12的计算机与后台数据库联网，用于报备车辆信息。由自动卷帘门11两侧设有一对竖直设置的第一无杆气缸，第一无杆气缸的滑动端一侧面设有斜杆131，斜杆131一端设有第一红外对射器，其与斜杆131、第一无杆气缸的滑动端形成三角形结构，两个第一无杆气缸上的第一红外对射器相互配套。

车道2设于识别室1两端，包括多个引导墩21，引导墩21上端面设有灯条211，车道2还包括由若干组引导墩21围成的进场车道22、出场车道23、驶离车道24、返回车道25，进场车道22设于封闭间一端，进场车道22一侧设有第一车牌识别组件221，进场车道22一侧设有第二车牌识别组件222，出场车道23设于封闭间另一端，出场车道23分叉为驶离车道24和返回车道25，驶离车道24一侧设有道闸26，道闸26的闸杆261设于驶离车道24上方。

行驶单元3设于识别室1内，包括识别台31，识别台31两端设有斜坡，识别台31上端面设有地磅32，地磅32一侧设有用于向司机显示信息的屏幕33，屏幕33与封闭间内顶部吊设的计算机电连接。

轮轴识别单元4包括设于识别台31上端一侧的轨道41，轨道41上端设有小车42，小车42的滚轮配合于轨道41内，小车42一侧面设有C型架421，C型架421一侧面设有多个激光轮轴识别器43，在本实施例中，激光轮轴识别器43数量为三个。

光学识别单元5设于行驶单元3两侧，包括一对分别设于识别台31两侧的第二无杆气缸，第二无杆气缸的滑动端上设有第三单轴直线气缸，第二无杆气缸一端预定距离设有第四单轴直线气缸，第二无杆气缸和第四单轴直线气缸均设在地面支架上。第三单轴直线气缸输出轴一端设有光学机构53，第四单轴直线气缸输出轴一端也设有光学机构53，四个光学机构53均设于地磅32上方；光学机构53包括竖直设置的旋转电机，旋转电机上端设有直角板532，直角板532两端设有一对竖直设置的第二红外对射器，直角板532上端面设有一对呈直角摆放的第五单轴直线气缸，第五单轴直线气缸输出轴一端设有支撑块534，如图4所示，一支撑块534可以为L型，另一支撑块534可以为直线型。支撑块534一端也设有竖直设置的第二红外对射器。直角板532一侧的两个第二红外对射器与其另一侧的两个第二红外对射器有预定高度差，用于使两侧光路交错。

如图2、图5、图6所示，每个光学机构53上设有四个第二红外对射器，共计十六个第二红外对射器。其中每四个第二红外对射器形成一对光路，共形成四对光路：标准测宽光路，用于测试车辆是否超过预定的标准宽度；容差测宽光路，用于测试车辆是否超过误差允许范围内的宽度；标准测长光路，用于测试车辆是否超过预定的标准长度；容差测长光路，用于测试车辆是否超过误差允许范围内的长度。每对光路由两个发射端与两个接收端组成，相对位置的每两个第二红外对射器，一个为发射端，一个为接收端，且二者可以对调。

在本实施例中，第一红外对射器和第二红外对射器的光束数量均为十一束，为了使检测更为准确，可增加红外对射器的光束数量。

工作方式：

车辆先驶入进场车道22，由记录器12的摄像头采集车辆视频，并由记录器12的计算机将视频传输到后台数据库进行报备。

在需要对车辆进行限高的情况下，启动第一无杆气缸，同步调整两个第一红外对射器的高度到预定的限高高度。

车辆在驶入进场车道22的同时，如遮挡到了第一红外对射器的光线，则记录器12上的扬声器提示超过限高，如未遮挡到第一红外对射器的光线，第一车牌识别组件221记录前车牌，进场车道22一侧的自动卷帘门11打开，扬声器提示进场。

车辆通过第二车牌识别组件222后，由其记录后车牌，如第一车牌识别组件221与第二车牌识别组件222识别到的车牌不同，则可能存在跟车，扬声器提示工作人员处理。

在以上步骤不存在异常时，车辆进入识别室1的封闭间后，自动卷帘门11关闭。

车辆驶上识别台31后，继续驶上地磅32，由封闭间内顶部的摄像头拍摄车辆方向，如行驶方向未完全与识别台31长度方向平行，启动各光学机构53上的旋转电机，调整光路方向，使标准测宽光路与车辆行驶方向平行。同时屏幕33提示车辆减速，当车辆刚好阻挡靠近出场车道23一端的标准测长光路时，将车速减为零。

启动小车42，使其在轨道41上移动到匹配车辆最前端轮胎的位置，通过激光轮轴识别器43识别轮胎是单胎还是双胎，依次类推，移动小车42的位置，通过激光轮轴识别器43识别车辆的轴数及每个轮轴上轮胎的个数。

根据识别的车辆轴数和各轴轮胎数，确定车型。

首先进行称重，同时将称重数据传输到后台数据库进行报备。如地磅32称得车辆重量超过该车型规定重量，屏幕33提示车辆超重，进入返回车道；如地磅32称得车辆重量未超过该车型规定重量，则进入后续步骤。

启动第二无杆气缸，移动第三单轴直线气缸一端的两个光学机构53，使两个标准测长光路的间距等于该车型规定的最大车长；启动第三单轴直线气缸和第四单轴直线气缸，移动四个光学机构53，使两个标准测宽光路的间距等于该车型规定的最大车宽。

确定该车型允许的车长和车宽误差百分比，启动所有的第五单轴直线气缸，调节支撑块534上的第二红外对射器，使两个容差测长光路的间距等于在允许误差范围内该车型规定的最大车长，使两个容差测宽光路的间距等于在允许误差范围内该车型规定的最大车宽。

在进行以下操作时，保持两个标准测长光路的间距、两个标准测宽光路的间距、两个容差测长光路的间距、两个容差测宽光路的间距均不变。

当车辆位于两标准测长光路和两标准测宽光路之间时，其长、宽均符合规定，屏幕33提示车辆进入驶离车道。

当车辆后端阻挡后方的标准测长光路时，屏幕33提示继续往前开至刚好阻挡靠近出场车道23一端的容差测长光路的位置停止，如车辆后端不阻挡后方容差测长光路，屏幕33提示车辆进入驶离车道，同时提示车长已接近超标；当车辆前端刚好阻挡靠近出场车道23一端的容差测长光路的位置，车辆后端也阻挡后方容差测长光路，屏幕33提示车辆超长，进入返回车道。

当车辆左侧或右侧阻挡一标准测宽光路时，启动第四单轴直线气缸和第三单轴直线气缸，使车辆左侧刚好阻挡左侧标准测宽光路，当车辆右侧不阻挡右侧标准测宽光路时，说明车辆宽度符合规定，屏幕33提示车辆进入驶离车道。

如车辆另一端不阻挡另一侧标准测宽光路时，启动第四单轴直线气缸和第三单轴直线气缸，使车辆左侧刚好阻挡左侧容差测宽光路。

当车辆右侧阻挡右侧的标准测宽光路但不阻挡右侧容差测宽光路时，屏幕33提示车辆进入驶离车道，同时提示车宽已接近超标；当车辆右侧阻挡右侧的容差测宽光路时，屏幕33提示车辆超宽，进入返回车道。

测试长宽的同时，将测试结果传输到后台数据库进行报备。

以上“左侧”为车辆司机左手边方向，“右侧”为车辆司机右手边方向。

测定完成后，打开出场车道23一侧的自动卷帘门11，车辆驶出后关闭自动卷帘门11。

当屏幕33提示车辆进入驶离车道，允许驶离时，将道闸26的闸杆261打开，车辆从驶离车道24驶离；当屏幕33提示车辆超重、超长或超宽时，闸杆261保持关闭，车辆从返回车道25返回。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种车辆外廓自动光学识别系统，其特征在于，包括：

识别室（1），识别室（1）包括封闭间，封闭间两端设有自动卷帘门（11），自动卷帘门（11）上端面设有记录器（12），记录器（12）包括计算机，计算机上设有扬声器，自动卷帘门（11）两侧设有一对竖直设置的第一直线机构（13），第一直线机构（13）的滑动端一侧设有第一光学对射组件（14）；

车道（2），设于识别室（1）两端，车道（2）包括进场车道（22），进场车道（22）一侧设有第一车牌识别组件（221），进场车道（22）一侧设有第二车牌识别组件（222）；

行驶单元（3），设于识别室（1）内，包括识别台（31），识别台（31）上端面设有地磅（32）；

轮轴识别单元（4），包括沿识别台（31）长度方向滑动设于识别台（31）上方一侧的C型架（421），C型架（421）一侧面设有多个激光轮轴识别器（43）；

光学识别单元（5），设于行驶单元（3）两侧，包括一对分别设于识别台（31）两侧的第二直线机构（51），第二直线机构（51）的滑动端上设有第三直线机构（511），第三直线机构（511）为第三单轴直线气缸，第二直线机构（51）一端预定距离设有第四直线机构（52），第四直线机构（52）为第四单轴直线气缸，第三直线机构（511）输出轴一端设有光学机构（53），第四直线机构（52）输出轴一端也设有光学机构（53），四个光学机构（53）设于地磅（32）上方，光学机构（53）包括竖直设置的旋转机构（531），旋转机构（531）上端设有直角板（532），直角板（532）两侧各设有两个竖直设置的第二光学对射组件（535），直角板（532）一侧的两个第二光学对射组件（535）与其另一侧的两个第二光学对射组件（535）有预定高度差，用于使两侧光路交错，每个光学机构（53）上设有四个第二光学对射组件（535），共计十六个第二光学对射组件（535）；其中每四个第二光学对射组件（535）形成一对光路，共形成四对光路：标准测宽光路，用于测试车辆是否超过预定的标准宽度；容差测宽光路，用于测试车辆是否超过误差允许范围内的宽度；标准测长光路，用于测试车辆是否超过预定的标准长度；容差测长光路，用于测试车辆是否超过误差允许范围内的长度；每对光路由两个发射端与两个接收端组成，相对位置的每两个第二光学对射组件（535），一个为发射端，一个为接收端，且二者可以对调。

2.根据权利要求1所述的车辆外廓自动光学识别系统，其特征在于，封闭间内顶部吊设有电连接的计算机和摄像头，自动卷帘门（11）两侧设有一对竖直设置的第一直线机构（13），第一直线机构（13）的滑动端一侧面设有斜杆（131），第一光学对射组件（14）设于斜杆（131）一端，其与斜杆（131）、第一直线机构（13）的滑动端形成三角形结构，两个第一直线机构（13）上的第一光学对射组件（14）相互配套。

3.根据权利要求1所述的车辆外廓自动光学识别系统，其特征在于，车道（2）包括多个引导墩（21），引导墩（21）上端面设有灯条（211），车道（2）还包括由若干组引导墩（21）围成的进场车道（22）、出场车道（23）、驶离车道（24）、返回车道（25），进场车道（22）设于封闭间一端，出场车道（23）设于封闭间另一端，出场车道（23）分叉为驶离车道（24）和返回车道（25），驶离车道（24）一侧设有道闸（26），道闸（26）的闸杆（261）设于驶离车道（24）上方。

4.根据权利要求1所述的车辆外廓自动光学识别系统，其特征在于，一对第二光学对射组件（535）设于直角板（532）两端，直角板（532）上端面设有一对呈直角摆放的第五直线机构（533），第五直线机构（533）为第五单轴直线气缸，第五直线机构（533）输出轴一端设有支撑块（534），另一对第二光学对射组件（535）各设于两个支撑块（534）一端。

5.根据权利要求1所述的车辆外廓自动光学识别系统，其特征在于，轮轴识别单元（4）还包括设于识别台（31）上端一侧的轨道（41），轨道（41）上端设有小车（42），小车（42）的滚轮配合于轨道（41）内，C型架（421）设于小车（42）一侧面。

6.根据权利要求1所述的车辆外廓自动光学识别系统，其特征在于，识别台（31）两端设有斜坡。

7.根据权利要求1所述的车辆外廓自动光学识别系统，其特征在于，地磅（32）一侧设有用于向司机显示信息的屏幕（33）。

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