[发明专利]基于光幕的车辆尺寸自动测量系统及其测量方法

权利要求书

1.一种基于光幕的车辆尺寸自动测量系统，其特征在于：由测量主机、信号采集装置和光幕传感器阵列连接构成，所述的光幕传感器阵列是由测高光幕传感器、测宽光幕传感器、测长光幕传感器构成的立体结构，测高光幕传感器、测宽光幕传感器、测长光幕传感器的输出端与信号采集装置相连接，测量主机接收光幕传感器阵列传送的检测信号后计算待测车辆高度、车辆宽度、长度。

2.根据权利要求1所述的基于光幕的车辆尺寸自动测量系统，其特征在于：所述的测高光幕传感器包括一个发光器L1和与其对应的收光器S1，该测高光幕传感器相对安装在垂直于地面的Z轴平面内；所述的测长光幕传感器包括二个发光器L2、L3和与其对应的二个收光器S2、S3，二个发光器L2、L3和二个收光器S2、S3分别相对安装在平行于地面的X轴平面内；所述的测宽光幕传感器包括二个发光器L4、L5和二个收光器S4、S5，二个发光器L4、L5和二个收光器S4、S5分别相对安装在垂直于Z轴并且由X轴、Y轴组成的上、下二个平面之间。

3.根据权利要求1或2所述的基于光幕的车辆尺寸自动测量系统，其特征在于：所述的光幕传感器阵列还包括一个测位姿光幕传感器，该测位姿光幕传感器包括两排相互平行的测宽光幕传感器，每排测宽光幕传感器的安装位置为：在由Y轴、X轴组成的平面上沿X轴方向画一条中心线，沿中心线两侧前后错落各排放各一组光幕传感器，两组光幕传感器之间沿X轴方向平行；沿Y轴方向、以中心线为界相互之间隔开一段距离，形成一个长条形状的沿X轴方向的无光幕区域。

4.根据权利要求3所述的基于光幕的车辆尺寸自动测量系统，其特征在于：所述的信号采集装置用内置方法插装于测量主机内并通过串口与测高光幕传感器、测宽光幕传感器、测长光幕传感器及测位姿光幕传感器相连接。

5.根据权利要求3所述的基于光幕的车辆尺寸自动测量系统，其特征在于：所述的信号采集装置用外置方法通过串口或网络接口与测量主机相连接并通过串口与测高光幕传感器、测宽光幕传感器、测长光幕传感器及测位姿光幕传感器相连接。

6.根据权利要求1或2所述的基于光幕的车辆尺寸自动测量系统，其特征在于：所述的测量主机还与一车位检测传感器相连接用于检测是否有待测车辆以控制信号采集器的工作。

7.根据权利要求1至6任一项所述系统的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：通过预先埋设的车位检测传感器，检测是否有待测车辆；

步骤2：如果检测到待测车辆，信号采集器将触发光幕传感器阵列开始工作；

步骤3：当待测车辆进入光幕传感器阵列时，在一个采集周期内通过测高光幕传感器、测位姿光幕传感器和测宽光幕传感器采集相应的信号并传送给测量主机，由测量主机测量车辆高度、车辆位姿和车辆宽度；

步骤4：当待测车辆处于静止状态且落入测量车辆长度的光幕区域时，测长光幕传感器采集信号并传送给测量主机，由测量主机进行测量车辆长度。

8.根据权利要求7所述的基于光幕的车辆尺寸自动测量方法，其特征在于：所述步骤3中测量车辆高度的方法是：当待测车辆进入测高光幕传感器范围时，沿Z轴方向被遮挡光轴的最高位置；

所述步骤3中测量车辆位姿通过以下数学模型计算得到：

tagθ＝(H2-H1)/LT1

式中：θ为车辆位姿，H1为中心线到a点的距离，a点为一个测位姿光幕传感器光幕沿Y轴方向上最大值；H2为中心线到b点的距离，b点为另一测位姿光幕传感器沿Y轴方向上最大值；LT1为两个测位姿光幕传感器的距离；

所述步骤3中测量车辆宽度W通过以下计算模型得到：

W＝cosθ*LT4

其中，θ为车辆位姿，LT4的长度值等于a、d之间的距离，a、d为沿Y轴方向光幕被遮挡光轴的最小值和光幕被遮挡光轴的最大值。

9.根据权利要求7所述的基于光幕的车辆尺寸自动测量方法，其特征在于：所述步骤4中测量车辆长度LT采用以下数学模型计算得到：

LT＝ST2/cosθ

式中，ST2＝ST-ST1，ST值等于沿X轴方向a、b之间的距离，a为沿X轴方向光幕的最小值，b为沿X轴方向光幕的最大值；

ST1＝sinθ*W，W为车辆宽度。