如何正确选用车辆外廓尺寸测量仪

如何正确选用车辆外廓尺寸测量仪

作者：黄和跃

来源：《中国新技术新产品》2015年第15期

摘要：依据国家标准GB 21861-2014《机动车安全技术检验项目和方法》的第5.2条关于“重中型货车、专项作业车、挂车应使用外廓尺寸自动测量装置”的要求（两年过渡期，有条件的地方可以先上）。外廓尺寸测量仪是一种新兴的检测设备，多数检测站还是缺少了解的。在这主要从各种外廓尺寸检测设备采用的技术原理和方法；以及法规、技术标准和实际使用对设备的要求，对外廓尺寸测量仪的选型作了初步探讨，以供大家设备选型参考。

关键词：外廓尺寸测量仪；技术原理和方法；法规、技术标准和实际使用；选用

中图分类号：U495 文献标识码：A

近几年国内外对于车辆外廓尺寸检测技术的研究有多种多样，国内的设备厂商也有过不同的研究。目前国内生产汽车外廓尺寸测量仪的厂家很多，但产品质量良莠不齐。设备产品按技术原理和方法总体说来有以下几种。

1 CCD测量原理

机动车外廓尺寸采用CCD的测量方法。是在测量区域的顶部、侧面安装多个摄像机，采用接力棒的方法，对检测车辆在运动过程中，采用取景框的方法从长、宽、高不同的位置同时对被测车辆进行局部摄像，通过计算机图像处理算法将被测车辆的长、宽、高进行拼接，整合出被测车辆长、宽、高三方面的数据，采用这种方法的优点是安装比较方便，结构简单，成本低廉。

采用CCD摄像机的测量方式，还会遇到以下几个问题：（1）CCD摄像机易受外界光的干扰，对检测环境和检测对象（车型）有要求。在一些光线特别强摄像机容易饱和，在比较弱的情况下，车辆轮廓曲线不清晰，物体表面曲率受光线变化等诸多因素，会影响特征点提取的准确性、对应点的精确匹配等问题，这些都最终会影响测量数据的准确度。（2）相机标定问题。视觉检测系统要达到较高的测量精度，必须要对摄像系统进行高精度的标定，但是实际摄像系统总是存在着各种误差，特别是镜头畸变误差、目标图像提取误差、摄像系统参数求解舍入误差等，使得物点、光心和像点很难严格满足共线条件，因此其测量精度只能在±1%左右。

2 激光扫描式测量原理

采用激光扫描测量的车辆外廓尺寸测量仪，由3个激光扫描仪组成，测量车辆宽度和高度的方法是在测量区安装在左右两侧上方的两个激光扫描仪，测量车辆长度的扫描仪，安装在车

辆行驶方向的正前方的上方，并与安装在左右二侧的激光扫描仪互为90°垂直，测量车辆高度与宽度的方法是对按一定匀速运动中车辆进行扫描，对车辆顶面和两侧的表面进行扇面扫描，每隔一定的时间间隔，重复扫描一遍，直至车辆全身扫描一遍，得出基本的车辆长度和宽度；测量车辆长度方法是与测量车辆宽度与高度同时进行的，当测量车辆头部进入高度与宽度的测量区时，由计算机软件感应到车辆进入测高、宽区域，启动安装在前上方激光扫描仪确定测量车辆的初始状态，当测量车辆尾部离开高度与宽度的测量区时，由计算机软件感应到车辆离开测高、宽区域时，前上方激光扫描仪测量出车辆当前距离，通过计算机综合测量数据及图像算法，得出被测车辆外廓的长宽高数据。

影响激光扫描式测量精度的问题，核心部件为激光测距传感器，其测量方法是基于激光飞秒测距原理来实现的，对测量物体有一定要求，测量物体反射率要大于10%。（1）进口和国内组装都存在质量参次不齐，本身就存在系统误差。有的超过±35mm，如果加上仪器的误差必定大于±35mm，按GB21861-2014A.1.2条款：测量仪应符合计量法规，测量仪最大允许误差：±1%或±20mm，也就是要求车辆外廓尺寸测量仪的精度为±0.8%或±20mm，现以实际测量最小高度1.2m来计算（微型货车），即：35/1200=0.029，可见其精度误差±2.9%或35mm已经大于标准要求。（2）在实际使用中受外界影响也比较大。首先，对测量车身表面是有要求的，在车辆检测查验业务中，需要测量的车辆新旧、车身颜色繁杂，特别是在车身有水雾、车身表面粗糙的极端情况下，不可能每一部车辆的反射率都达到10%；再者，传感器还有一个重要的技术参数，就是当反射率100%时，比如光滑车身或者镜面物体，也会造成测量车辆的不准确；还有，测量环境同样也有要求，比如太阳直射、雨天、雾天、测量目标受到太阳直接照射的物体，对测量精度都受影响。（3）激光扫描式测量的核心部件激光测距传感器是精密的光学仪器，大多是进口的售价高，测量精度越高售价越高，而且一般有故障就难以修理。

3 红外数字光幕原理

从技术原理比较红外数字光幕式最为简单。把对射式红外线光电开关的发光器和受光器等距各排成一串，做成发光模块和受光模块。再将发光模块放一边，受光模块放另外一边，发光模块和受光模块又一一对应，发光器发出红外光线照射到受光器，这样就形成了一个可以测量物体的红外数字光幕，当接收端收不到了，就认为被物体挡住。

测量仪一般设有跨立车辆左右的龙门架，在其上下左右分别安装着测高光幕模块和测宽光幕模块。测高模块：由一组位于龙门架左右侧的发射光幕和接收光幕组成，用于测量车辆高度；测宽模块：由一组位于龙门架上方的接收光幕和一组位于地面上的发射光幕组成，用于测量车辆宽度。测长模块：由安装在测量区左右两边的水平光幕组成，用于跟踪车辆的长度方向的位置。车辆以1km/h～7km/h的速度垂直驶向测量装置区域，测量装置中的长度测量部分开始跟踪车辆的长度方向的位置，车辆的前端行驶到龙门架光幕区时，测得车辆最前端的位置数据，同时安装在龙门架上的测高光幕模块和测宽光幕模块开始工作，不断自动测取车身高度与宽度。车辆的尾部驶离龙门架光幕区时，测得车辆最后端的位置数据，并和之前的最前端的位

置数据进行计算得出车辆长度。同时车辆从最前端到最后端的所有宽度和高度数据也全部测得。最后经过计算机软件合成，显示出被测车辆的投影图形及尺寸数据，并可以通过软件去除如倒车镜等不能计算车身尺寸的部件，得出车辆的外廓尺寸数据。

光幕式原理简单：（1）在日常检测使用上，操作简单方便引车员和操作员使用，对引车员技术要求不高，采用“不停车”的“通过式”测量方式，测量过程中被测车辆改变车速或者短时间停车、倒车不影响测量数据，检测的工作效率较高；（2）因为采用对射式光幕测量方法，测量原理是物体投影方法，对被测车辆的车身颜色、车身表面和测量环境等条件没太大要求，系统稳定可靠，测量数据的准确度高；（3）安装比较严格，安装周期比较长，标定简单，故障率低，维护也简单方便，对维修人员要求不高；（4）由于采用红外光电收发对管，太阳光不能直射到红外光电管上，此类产品只适合安装到室内或半室外的场合。

车辆外廓尺寸测量仪的技术性能指标应满足计量法规、技术标准和实际使用的要求，见表1。

参考文献

[1] GB1589-2004，道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值[S].

[2] GB7258-2012，机动车运行安全技术条件[S].

[3] GB21861-2014，机动车安全技术检测项目和方法[S].

[4] GA801-2014，机动车查验工作规程[S].

[5] DB35/T1485-2014，汽车外廓尺寸测量仪通用技术要求[S].

[6] GB/T3730.3，汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸[S].