[发明专利]基于机器视觉及激光光幕车辆外轮廓尺寸测量系统与方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉及激光光幕的车辆外轮廓尺寸测量系统，其特征是，包括：

第一部分为车辆外轮廓长度尺寸测量模块；

在待检测车辆行驶测量区域的左侧，设置4个激光发射器，并发射激光光束，其中第一个激光发射器的位置距离横向与竖向激光光幕架为a，0m≤a≤10m，其余激光发射器随激光发射器后每隔l放置一个，2m≤l≤5m；同时在待检测车辆行驶路径区域的右侧，对应激光发射器与横向与竖向光幕架的等距离且相同高度的位置上分别安装4个激光探测器，用以接收激光发射器输出的激光光束；

第二部分为车辆外轮廓宽度尺寸测量模块；

在待检测车辆行驶测量区域内，在与地面平行方向上设置一组激光光幕，即将多个激光发射器以一维排列形式构建一组一维分布的激光发射器阵列，且每两个激光发射器间隔为n，5mm≤n≤15mm，从而投射与地面垂直的激光光束面，形成竖向激光光幕，该一维激光发射器阵列安装于待检测车辆行驶测量区域的正上方；

在该竖向激光光幕的一侧的一定高度上安装2台面阵或线阵CCD相机，在竖向激光光幕投射至地面的区域内设置散射体，用以反射激光光幕投射至地面的区域内的激光光条；

当待检测车辆行驶至竖向激光光幕下时，部分激光光幕中的激光光束被待检测车辆遮挡无法投射至地面区域内的散射体上，而未被待检测车辆遮挡的竖向激光光束投射于地面散射体上后，反射至2部面阵或线阵CCD相机内成像，然后输入至计算机内；

第三部分为车辆外轮廓高度尺寸测量模块；

与车辆外轮廓宽度尺寸测量模块相同，在与地面垂直方向上设置一组激光光幕，即将多个激光发射器以一维排列形式构建一组一维分布的激光发射器阵列，且每两个激光发射器间隔为n，5mm≤n≤15mm，从而投射与地面平行的激光光束面，形成横向激光光幕，该一维激光发射器阵列安装于待检测车辆行驶测量区域的一侧；

进一步地，同时待检测车辆行驶测量区域的另一侧，相对于横向激光光幕相同高度的位置上安装一组一维激光探测器阵列，用以检测未被待检测车辆遮挡的横向激光光幕输出的激光光束。

2.一种基于机器视觉及激光光幕的车辆外轮廓尺寸测量方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤1为借助于车辆外轮廓长度尺寸测量模块检测车辆长度尺寸，当车辆的车头部分触碰到横、竖向激光光幕时，触发激光探测器工作，当激光探测器接收到任意激光发射器输出激光光束信号时，则对应面阵CCD相机组对待检测车辆车身图像进行拍摄，并将车身图像传输到计算机上，根据每组面阵CCD相机拍摄的待检测车辆车身图像进行匹配及分割，通过图像处理分析算法计算出车辆尾部相对于对该拍摄区域的长度，记为X(m)，结合面阵CCD相机组合标号K，从而计算得出各种车辆型号的长度尺寸L，为L=a+(K-1)×l+X(m)，K=1、2、3，单位：m；

步骤2为借助于车辆外轮廓宽度尺寸测量模块对待检测车辆宽度尺寸测量：竖向激光光幕中每相邻两个激光发射器以间隔n，5mm≤n≤15mm安装，由于待检测车辆1存在最小宽度，以光幕架中点位置的±0.5m的范围内不设置激光发射器；当待检测车辆1穿过光幕时，部分激光光束被车辆遮挡，而车辆两边未被遮挡的激光光束经由散射体反射后，在面阵或线阵CCD相机内成像，对激光光束成像图像进行处理及计算得出拍摄到的激光反射点数量，设待测车辆两侧的激光反射点数量分别为N₁、N₂，则待检测车辆的宽度为W=D-(N₁+N₂)×n×0.001，，单位：m；

步骤3为借助于车辆外轮廓高度尺寸测量模块对待检测车辆高度尺寸的测量，横向激光光幕中的一维激光发射器阵列中每个激光发射器以n，5mm≤n≤15mm间隔安装，当待检测车辆驶过横向激光光幕时，部分激光光束被待检测车辆遮挡，从而横向一维激光探测器阵列中的部分激光探测器将无法接收激光光束信号，而未被遮挡的激光光束将由一维激光探测器阵列接收，通过计算处理得出受待检测车辆1遮挡而未接收到横向激光光束的一维激光探测器阵列中激光探测器数量N，从而得出待检测车辆的高度尺寸H，即H=N×n×0.001，单位：m。

当待检测车辆行驶方向与激光光幕垂直方向存在一定角度时，通过3组面阵CCD相机组中的顶部相机同时拍摄待检测车辆车身与地面图像，通过相机交叉区域实现图像拼接，经拼接后图像分析计算出车辆相对于地面标志线的实时偏斜角度θ，根据偏斜角度θ可以修正出车辆实际尺寸，则待检测车辆实际长度为：L’=L/cosθ。