CN205049180U - 一种公路超限检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种公路超限检测系统，其包括横向设置的前龙门架和后龙门架、安装于前龙门架的前纵向激光扫描雷达、安装于后龙门架的后纵向激光扫描雷达、安装于前龙门架或后龙门架的横向激光扫描雷达、垂直于道路设置的至少一对对射传感器、设置于地面的轴重传感器、设于前龙门架的前相机、设于后龙门架的后相机、信号处理装置、与信号处理装置通讯连接的计算机，所述信号处理装置分别与前后纵向激光扫描雷达、横向激光扫描雷达、对射传感器、前相机、后相机、轴重传感器电性连接。通过轴重传感器分别测重累计得到车重，通过激光扫描雷达测量汽车长宽高数据和车速，从而可以从速度、载重量、车辆轮廓尺寸三个方面整体评价载重汽车是否超限。

Description

一种公路超限检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种检测系统，尤其涉及一种公路载重汽车超限检测系统。

背景技术

超限运输检测站的使用使车辆超限率大大降低，有效地遏制了超限超载车辆的违法运输行为，极大净化了道路运输市场，规范了运输市场秩序。但传统治超检测方式在车流量大、车速快的情况下，存在着检测速度慢，待检货运车辆常常积压排队，在检测过程中存在人工可干预，极易诱发公路“三乱”行为的漏洞，环境因素、车速会影响称重数值的准确性；另一方面，一线治超人员的危险性不断增加，为了减轻一线治超人员的工作压力，减少治超工作中的危险性，急需对治超站采取全自动智能化检测。为了保障公路运输的畅通，需要对车辆进行不停车、正常行驶状态下的动态测量。

自动超限检测站主要是对车辆的重量实现停车状态自动检测，而对于车辆的长宽高等几何尺寸，主要还是依靠限高栏和人眼经验观测、卷尺直接接触式等测量方式，这就造成了测量精度低、测量效益差、增加了操作人员的工作量和劳动时间，降低了交通运输的速度。

虽然目前车辆轮廓尺寸测量设备有一定的发展，并在机动车检测行业获得了应用。申请号为201320073105.0的中国实用新型专利公开了一种高速公路运输车辆长宽高自动检测装置，申请号为201320592131.4的中国实用新型专利公开了一种载重汽车长度自动测量装置，其都只有单个龙门架，分次对车头与车尾位置检测或者通过速度间接计算，对车长的检测很容易产生误差，且没有测重，无法对车辆超限进行整体评价。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够动态测量车速、车长、车宽、车高、轴数、轴距和重量等参数，并连同车辆牌照信息传送到交警数据服务器判定车辆是否超限的自动化公路超限检测系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种公路超限检测系统，其包括横向设置于道路的前龙门架和后龙门架、安装于前龙门架的前纵向激光扫描雷达、安装于后龙门架的后纵向激光扫描雷达、安装于前龙门架或后龙门架的横向激光扫描雷达、垂直于道路延伸方向设置的至少一对对射传感器、垂直于道路延伸方向设置于地面的轴重传感器、设于前龙门架的前相机、设于后龙门架的后相机、分别与前后纵向激光扫描雷达和横向激光扫描雷达电性连接的信号处理装置、与信号处理装置通讯连接的计算机，所述信号处理装置还分别与对射传感器、前相机、后相机、轴重传感器电性连接；前纵向激光扫描雷达和后纵向激光扫描雷达扫描道路延伸方向所在纵面，横向激光扫描雷达扫描垂直道路延伸方向的横断面。

作为本实用新型公路超限检测系统的技术方案的一种改进，所述前龙门架与后龙门架相互平行。

作为本实用新型公路超限检测系统的技术方案的一种改进，横向激光扫描雷达包括分别安装在龙门架两侧的2个激光扫描雷达。

作为本实用新型公路超限检测系统的技术方案的一种改进，所述对射传感器是激光对射传感器或者红外对射传感器。

作为本实用新型公路超限检测系统的技术方案的一种改进，所述对射传感器是埋在地下的压感传感器。

作为本实用新型公路超限检测系统的技术方案的一种改进，所述信号处理装置与计算机之间通过有线网络或者无线网络进行网络连接。

作为本实用新型公路超限检测系统的技术方案的一种改进，该系统还包括通过网络或者GPRS与所述计算机进行数据传输连接的远程服务器。

本实用新型的有益效果在于：通过轴重传感器分别测重累计得到车重，通过激光扫描雷达测量和系统计算得到汽车长宽高数据和车速，从而可以从速度、载重量、车身轮廓尺寸三个方面整体评价载重汽车是否超限，系统还通过拍照获取车牌信息便于交警对超限车辆进行查处。本系统的测量和计算过程完全自动化无需人工操作，规避了交警人员的作业风险，结果数据可以通过有线或无线通讯传输，使得交警部门可以快速获得车辆超限信息，快速对超限车辆进行处理。

附图说明

图1为本实用新型一种公路超限检测系统实施例的整体立体结构示意图。

图2为检测系统的车辆长度测量示意图。

图3为检测系统的车速测量示意图。

图4为检测系统的车辆宽度高度尺寸测量示意图。

图5为载重汽车超限检测系统构造原理图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。

如图1~图5所示，本实用新型一种公路超限检测系统，其包括横向设置于道路的前龙门架1和后龙门架2、安装于前龙门架1的前纵向激光扫描雷达3、安装于后龙门架2的后纵向激光扫描雷达4、安装于前龙门架1或后龙门架2的横向激光扫描雷达5、垂直于道路延伸方向设置的至少一对对射传感器6、垂直于道路延伸方向设置于地面的轴重传感器7、设于前龙门架1的前相机8、设于后龙门架2的后相机9、分别与前后纵向激光扫描雷达3/4和横向激光扫描雷达5连接的信号处理装置10、与信号处理装置10通讯连接的计算机11，所述信号处理装置10还分别与对射传感器6、前相机8、后相机9、轴重传感器7电性连接；前纵向激光扫描雷达3和后纵向激光扫描雷达4扫描道路延伸方向所在纵面，横向激光扫描雷达5扫描垂直道路延伸方向的横断面。本系统通过对射传感器检测车辆的轴数并通过轴重传感器分别测重累计得到车重，通过前纵向激光扫描雷达、后纵向激光扫描雷达、横向激光扫描雷达测量和系统计算得到汽车长宽高数据和车速，从而可以从速度、载重量、车体积三个方面整体评价载重汽车是否超限，系统还通过前相机和后相机拍照获取车牌信息，并将各个传感器和相机获取的数据传输到信号处理装置进行数据梳理和判断，便于交警对超限车辆进行查处。本系统的测量和计算过程完全自动化无需人工操作，规避了交警人员的作业风险，结果数据可以通过有线或无线通讯传输，使得交警部门可以快速获得车辆超限信息，快速对超限车辆进行处理。

具体实施过程如下：

第一步、安装。如图1或图2所示，前后纵向激光扫描雷达3/4需要平行于行车方向安装，并且安装在道路中心线位置。为了准确测量车辆轮廓数据，要求清晰划分车道，要求车辆沿车道行驶，不得并线或者换线。横向激光扫描雷达5垂直于道路安装，轴重传感器和轴距激光对射传感器安装在地面处，车辆通过时将触发该信号。

第二、标定。如图1或图4所示，车辆测量之前需要先对测量系统进行设置和标定。由于不太容易精确测量出前后纵向激光扫描雷达之间的距离，L0可使用标准尺寸车辆停放在路面，使用系统测量其长度，根据测量结果修正前后纵向激光扫描雷达3/4之间的距离。

高度测量前需要先对横向激光扫描雷达5的高度进行标定，将高度设置为局地面的实际高度，调节激光扫描雷达安装高度，在空旷地面上高度显示为0为止。也可以使用标准尺寸车辆停放在激光扫描雷达下，通过测量结果修正激光扫描雷达安装高度。

第三、测量。测量可以分为车辆分离、车速测量、车长测量、车宽测量、车高测量、轴数和轴距测量、轴重测量几个方面。

车辆分离：如图1、4所示，安装在后龙门架上的横向激光扫描雷达扫描平面垂直于车辆行驶方向的路面，不断动态扫描路面方向，当有车辆进入扫描区域时，将提示系统有车辆通过并启动系统测量，当车辆驶出测量区域后将关闭系统，直到下一个车辆进入。分车功能可避免将两部或多部不同的车辆识别为一部车辆。

车速测量：如图3所示，安装在前龙门架1上的前纵向激光扫描雷达3不断测量车头到激光传感器的距离Di，并记录下每次测量的时间点。通过一段时间T内移动的距离和移动过程中时间差，即可计算出车辆移动的速度。

计算公式：V=(D1-D2)/T。

其中V表示车辆移动速度，D1，D2表示相应位置车头距激光扫描雷达的距离，T表示两者之间移动的时间。

同理后龙门架上2的纵向激光扫描雷达4不断测量车尾到激光传感器的距离亦可计算出车辆移动的速度。

车长测量：如图2所示，同一时刻记录前龙门架1上的激光扫描仪3到车头距离L1和后龙门架2上激光扫描仪4到车尾距离L2，结合前后龙门架之间的系统距离L0，即可由公式：L=L0–L1–L2计算出车辆长度L。

由于单次测量可能存在不确定性，通过车辆移动过程中多次测量的结果进行统计计算，可提高车辆长度测量的精度。提高车辆长度测量结果的统计算法可以是中值算法或者均值算法，亦可是其他统计算法。

车宽测量：如图4所示，车辆在通过过程中，横向激光扫描雷达5不断扫描出车辆横截面外廓，根据激光传感器测量角度和距离结算车身各点激光传感器中轴线中间的距离，

宽度计算方法如公式：W=W1+W2；其中，W1和W2分别是车辆最宽处到激光扫描雷达中轴线的距离。

由于车辆处于高速运行状态，单次测量结果不准确，可将多次测量的结果进行统计、可获得准确的宽度信息W。

车高测量：如图4所示，车辆在通过过程中，激光扫描雷达5不断扫描车辆横截面外廓，根据激光传感器测量角度和距离结算车身各点到传感器的高度值，结合激光扫描传感器安装高度计算车身高度。

高度计算方法如公式：H=H0-H1;其中H0为传感器安装高度。H1表示车辆最高点到传感器之间的距离。在车辆通过的全过程中，求最高位置作为最终的车身高度。

轴数和轴距测量：如图2或图3所示，车辆经过测量区域，会触发放置在地面的激光对射传感器6，记录下他们触发传感器时，安装在前龙门架1上的激光传感器3到车头的距离Di，分别为D0，D1，D2……Dn，其中n表示总共触发的次数，也就是车辆的轴数，i表示车轮触发的位置。通过Di之间的距离，即可计算出车辆的各轴距离，也就是轴距。

车重测量：如图1、2、3所示，车辆经过测量区域，会压制安装在地面的轴重传感器，获得轴重数据为K0，K1，K2……Kn，其中n表示车辆的轴数，车身的总重量通过公示K=K0+K2……Kn。其中K表示车身总重。

第四、数据分析及超限治理。如图5所示，信号处理装置10和各传感器相连接接收传感器信号，并传感器数据传送给计算机11处理计算出车辆轮廓和重量数据，安装在前后龙门架上的相机8、9通过的被测车辆进行抓拍，计算机通过车牌识别软件识别车辆号牌，计算机将车牌号码和车辆轮廓信息通过网络或者GPRS模块12上传交警数据库服务器13，交警数据库服务器13通过对比车辆原始的轮廓尺寸和载重信息，即可判定车辆是否有存在改装或者超限等违法行为，即时对违反行为进行查处。

更佳地，所述前龙门架1与后龙门架2相互平行，便于安装和调节各个传感器的方位，使得检测系统更加精确，检测结果更加准确。该系统的长度测量范围为30~50米，车辆长度精度可达毫米级，车速检测精度可达1公里/小时，系统检测精度高、速度快。系统采用非接触式测量，被检车辆在公路上以正常车速通过，不影响车辆的正常行驶，实现超限检测站的无人操作自动化。

更佳地，横向激光扫描雷达5包括分别安装在龙门架两侧的2个激光扫描雷达，更加精确地检测车辆的横向数据。

更佳地，所述对射传感器6是激光对射传感器或者红外对射传感器，都可以实现对车辆轮轴的检测。

更佳地，所述对射传感器6是埋在地下的压感传感器，不妨碍车辆快速通行，便于高速通过的过程中进行超限检测。

更佳地，所述信号处理装置10与计算机11之间通过有线网络或者无线网络进行网络连接，都可以实现两者之间的数据传输。

更佳地，该系统还包括通过网络或者GPRS12与所述计算机进行数据传输连接的远程服务器13，便于联网监控，在前方拦下超限车辆，无需从后方追赶。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种公路超限检测系统，其特征在于：包括横向设置于道路的前龙门架和后龙门架、安装于前龙门架的前纵向激光扫描雷达、安装于后龙门架的后纵向激光扫描雷达、安装于前龙门架或后龙门架的横向激光扫描雷达、垂直于道路延伸方向设置的至少一对对射传感器、垂直于道路延伸方向设置于地面的轴重传感器、设于前龙门架的前相机、设于后龙门架的后相机、分别与前后纵向激光扫描雷达和横向激光扫描雷达电性连接的信号处理装置、与信号处理装置通讯连接的计算机，所述信号处理装置还分别与对射传感器、前相机、后相机、轴重传感器电性连接；前纵向激光扫描雷达和后纵向激光扫描雷达扫描道路延伸方向所在纵面，横向激光扫描雷达扫描垂直道路延伸方向的横断面。

2.根据权利要求1所述的公路超限检测系统，其特征在于：所述前龙门架与后龙门架相互平行。

3.根据权利要求1所述的公路超限检测系统，其特征在于：横向激光扫描雷达包括分别安装在龙门架两侧的2个激光扫描雷达。

4.根据权利要求1所述的公路超限检测系统，其特征在于：所述对射传感器是激光对射传感器或者红外对射传感器。

5.根据权利要求1所述的公路超限检测系统，其特征在于：所述对射传感器是埋在地下的压感传感器。

6.根据权利要求1所述的公路超限检测系统，其特征在于：所述信号处理装置与计算机之间通过有线网络或者无线网络进行网络连接。

7.根据权利要求1所述的公路超限检测系统，其特征在于：该系统还包括通过网络或者GPRS与所述计算机进行数据传输连接的远程服务器。