一种车辆轮廓尺寸参数全自动测量系统_何晓昀

0 引言
随着国民社会经济的发展， 带动汽车行业迅猛发 展， 各种机动车辆成了社会经济中必不可少的交通工 具。 然而部分用于货/客运输的车辆使用者为了获取更 大的经济利益， 通过擅自改装车辆尺寸， 增加车辆容 积，以增加车辆一次性的运输量，从而达到降低运输成 本的目的。这严重违反了车辆使用的安全标准。 每年因 车辆超载而导致的交通事故举不胜举， 其中一部分就 是擅自加长加宽的车辆造成的[1]。
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一种车辆轮廓尺寸参数全自动测量系统
何晓昀
（肇庆科技职业技术学院， 肇庆 526114） 摘 要： 设计一种车辆轮廓尺寸参数全自动测量系统，该装置由测量支架、光电开关、摄像装置、测
量雷达、照明装置等构成，能够准确测量处车辆的宽度、高度和轮间距等信息，该系统测量 过程为实时，被测车辆在测量过程中不需要停车，只需要以正常车速通过测量区域后即有 测 量 结果 ，测 量 效率 高 ；测 量 误 差<1%；适 应 环 境 广 ，可 安 装 在 室 外 或 室 内 ，安 装 过 程 简 单 。 可用于车辆检测部门和交警部门查验违规改造的车辆。 关键词： 机动车； 自动测量； 车辆轮廓尺寸
现代计算机 2011.06 趦趶
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表 1 系统测试结果





实 验 结 果 所 示 ：95%以 上 的 测 量 结 果 误 差 限 制 在 1%范围内，符合国家对车辆检测的要求。 在对以后的 将近 2000 条实际使用的记录结果跟踪分析，除特殊外 形结构车辆无法测量或测量结果不准外， 绝大部分的 车 辆 一 次 成 功 测 量 比 率 （ 测 量 结 果 与 实 际 值 相 差 <1% ） 大于 97%，满足用户的需求。
趦趲 现代计算机 2011.06
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图 1 系统正视图
图 2 系统侧视图
如图 1、2 所示，系统所占用的位置小，通过扩展后 可以测量任意尺寸大小的车辆，不受场地限制，安装方 便。
3 工作原理
系统测量过程是动态和实时的， 被测车辆不需要 停车检测， 以正常行驶速度通过检测设备即可测量出 车长、车高、车宽、轴数、轴距和轮距等尺寸。 为了保证 测量的准确性，被测车辆速度需要以不高于 30 公里/小 时的速度通过。
其中 I1（xi，yi）、I2（xi，yi）分别表示相邻的两张图片亮 度数据。 E 表示亮度差之和，当 E 处于最小值时，该位 置即为匹配位置。
车辆经过时系统实时拼接图像结果如图 3 所示：
图 3 车辆拼接图
3.3 其他参数测量
埋在地上的轮距测量雷达以相同的方式测量出车 辆的轮距。
4 测量结果
为了验证该系统实际精度， 在露天环境下对车辆 进行了实测，测量的内容包括车辆的长、宽、高、轴数、 轴距和轮距。 被测车型为日产天籁， 该类型车标准长 度 ：485cm； 宽 度 :179.5cm； 高 度 ：147.5cm； 轴 距 ：277.5； 轮距：1560。 车辆行驶速度控制在 10~30 公里/小时。 测 量结果如下：
了纠纷，影响了政府部门执法的公开性和公正性。 为了解决上述问题， 近年来也出现了一些测量车
辆尺寸的装置，例如：激光三维扫描仪，这种基于激光 三角法测量原理的激光扫描仪器硬件成本很高， 并且 无法显示被摄物体的边角信息， 无法获取车辆的完整 图像等问题，对于不同尺寸的车辆特别是大型车辆，使 用激光三维扫描方式难以合理地配置车辆相机， 使车 辆全部处于测量场中。
Automaticsizing System in Size Parameters of Vehicle
HE Xiao-yun
(Zhaoqing Technology Vocational and Technical College, Zhaoqing 526114)
Abstract: Introduces a design which can measure size parameters of vehicle outline, the device conbinated by measuring stents, photoelectric switches, cameras, measurement radar and lighting devices. This system can accurate measurement in vehicle width, height and distance of wheel,and the measure process is in real -time, vehicles in measurement process not need to stop, with normal speed through measuring area measurement, namely after measuring high efficiency, and measurement erroris less then 1%. Adapts to the environment can be installed outside, or indoor, installation is simple. It can be used for vehicle inspection department and the transformation of traffic department offending vehicle inspection.
3.2 车长测量
安装在龙门架上的摄像头开始工作， 拍摄下车辆 驶过的相片序列，并对相片序列进行实时分析，拼接出 车辆的完整图像。 根据被测车辆图像的长度结合红外 传感器和测宽雷达数值即可计算出被测车辆的长度和 轴距。
根据被测车辆图像的特点， 选择了模板匹配的算 法进行图片拼接[2]，算法如下：
Σ E= （I1（xi，yi）-I2（xi，yi））2 i
由于采集的原始数据受到各方面的干扰不能直接
使用，使用之前必须对这个参数进行滤波处理。 滤波处 理算法如下：
对车高和车宽的计算方法如下： 1 车高：H=MAX（MH-h（i）） 其中 MH 为雷达到地面距离，h（i）是雷达采集数据。 2 车宽：W=AVG（MW-w1（i）-w2（i）） 其中 MW 为两雷达之间的距离，w1（i），w2（i）分别 表示两雷达到车身距离。
5 结语
该系统已通过交警有关部门验收， 成为车辆年检 检测站的一项重要设备。 系统通过连入公安网车辆管 理系统， 对比被测车辆轮廓尺寸数据能够即时确定车
辆是否经过非法改装，该系统安装使用后，极大加快了 机动车外观检查步骤和检测的精度； 同时杜绝了车辆 外观检测过程中的各种违规行为， 提高了检测过程的 透明度，增强了部门执法的公开性和公正性。
Keywords: Vehicle； Automatic Measure； Size Parameter of Vehicle
趦趷等. 新 型车 辆 外 廓尺 寸 自 动测 量 系 统[P]. 中 国
专利:200920082333.8, 2009.7.6 [2]夏 薇.芯 片 显 微 自 动 拍 照 系 统 的 图 像 处 理 技 术 研 究 [D]. 四
川 ,四 川 大 学 ,2006：40~41
1 现状
为了保障车辆的安全性， 车辆每年都必须进行年 检，目前检测车辆尺寸以人工测量的方式为主，测量效 率低、成本高、准确性不高，检测过程中也不可避免会 产生一些违规违法的行为， 影响了车辆检测的公正性 和客观性； 高速公路部门在整治超载超限等行政执法 中， 也需要对各种机动车辆的外廓和相关参数进行测 量，人工测量费时费力，准确性不高，测量过程不安全。 这些因素都迫切需要一种测量仪器对机动车轮廓尺寸 进行自动测量，减少测量工作强度及人为因素干扰。 人 工测量无法对测量的过程和结果进行保存， 一旦车主 对测量结果有异议，无法通过原始资料进行核对，造成
2 系统构成
为了克服前者的种种不足， 本文提出结合传感器 技术和图像处理技术设计一种能够适合室内和室外使 用，自动动态测量车长、车宽、车高、轴数、轮距、轴距以 及车身任意位置距离等参数的全自动测量系统。 该系 统通过图片拼接技术和传感器技术获取带有标尺的车 辆全照图片以及车辆轮廓尺寸参数。 用户通过鼠标，任 意测量车体表面两点距离，系统的构成如图 1~2 所示。
车辆进入测量区域时首先触发光电传感器， 使系 统进入到工作状态，各设备启动，当车辆驶出测量区域 时， 光电传感器监测到车辆驶出车辆范围后关闭各测 量设备，计算并输出测量结果。
3.1 车宽、车高测量
当车辆通过测量区域时，安装在龙门架上的几组宽 度测量雷达和高度测量雷达分别工作，测量出雷达与车 辆之间的距离，数据分别保存为 h（i）、w1（i）、w2（i）。
其中图 1 所示的测量装置的正视图， 图 2 为侧视 图。 图中设备分别为：1、测量支架； 2、光电开关；3、摄 像 装 置 ；4、宽 度 测 量 雷 达 ；5、高 度 测 量 雷 达 ；6、照 明 装 置；7、轮距测量雷达。 另外还包括计算机、无线传输设 备和测量装置等设备。
收稿日期：2011-04-21 修稿日期：2011-05-21 作 者 简 介 ：何 晓 昀 （1978-），男 ，硕 士 ，讲 师 ，系 统 分 析 师 ，从 事 领 域 为 计 算 机 系 统 设 计 、图 像 处 理 方 面 教 学 与 研 究