基于物掃描光學系統的雙激光器不停車超寬超高檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種車輛檢測裝置，具體涉及一種基于物掃描光學系統的雙激光器不停車超寬超高檢測裝置，包括位于龍門架兩側的兩臺脈沖式激光掃描儀，脈沖式激光掃描儀依次與光信號接收處理模塊、數據打包存儲模塊、工控機單元和數據存儲單元相連，龍門架前方且同時位于車輛的車牌正前方的位置處還設置有車牌識別模塊，車牌識別模塊與工控機單元相連。本實用新型采用基于物掃描光學的掃描儀系統進行車輛超寬超高數據的采集，物掃描光學系統掃描視場大、掃描密度高，能在車輛不停車的情況下快速獲取車輛的外形輪廓數據并進行處理。
【專利說明】基于物掃描光學系統的雙激光器不停車超寬超高檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種車輛檢測裝置，具體涉及一種基于物掃描光學系統的雙激光器不停車超寬超高檢測裝置，更具體是涉及一種在不停車狀態下測量車輛信息和貨物的寬度、高度的檢測裝置。
【背景技術】
[0002]隨著我國高速公路建設和公路的運輸承載規模前所未有的發展，由此帶來的車輛的超速監視、車輛超限超載現象也日趨嚴重，車輛超寬超高檢測是車輛檢測的一項重要的內容，目前采用的檢測手段，有很多不足之處，第一，采用人工的方式檢測，檢測程序復雜，速度慢，人力成本大，精度低等，且受自然環境的影響也比較大；第二，采用影像方式檢測，車輛需要停車檢測，且檢測精度不高；第三，采用單激光器檢測，掃描范圍有限，貨物一旦超出高度，就會影響檢測的結果。
實用新型內容
[0003]根據以上現有技術的不足，本實用新型提供一種基于物掃描光學系統的雙激光器不停車超寬超高檢測裝置，以解決目前的超寬超高檢測過程中檢測成本高、自動化程度不高、檢測精度低、車輛需要停車進行監測、且檢測執法過程不能24小時全天候的問題。
[0004]本實用新型所述的一種基于物掃描光學系統的雙激光器不停車超寬超高檢測裝置，包括位于龍門架兩側的兩臺脈沖式激光掃描儀，脈沖式激光掃描儀依次與光信號接收處理模塊、數據打包存儲模塊、工控機單元和數據存儲單元相連，龍門架前方且同時位于車輛的車牌正前方的位置處還設置有車牌識別模塊，車牌識別模塊與工控機單元相連。
[0005]其中，優選方案如下:
[0006]脈沖式激光掃描儀由發射光學系統和接收光學系統組成，發射光學系統包括激光器、準直光學系統、掃描鏡、分光棱鏡；接收光學系統包括分光棱鏡、會聚成像透鏡、濾波片及光電接收器。激光器發出的激光通過準直光學系統進行激光準直，之后經過掃描鏡反射光路折轉，通過分光棱鏡后照射到目標物表面；由目標物反射回來的回波首先經由分光棱鏡進入接收光學系統。接收光學系統中的濾波片采用與激光器波長相同的窄帶濾波片，用于提高回波信噪比。
[0007]準直光學系統，采用5倍激光準直擴束系統。保證出射激光準直度的基礎上將入射激光光斑直徑放大5倍，以擴大單點掃描尺寸。5倍的放大倍數保證使用激光器的擴束尺寸小于2cm,即小于系統掃描誤差。
[0008]掃描鏡米用四面轉鏡作為掃描兀進行激光掃描。相同的激光發射頻率下，掃描鏡掃描頻率高，相當于平面鏡的四倍，能滿足系統0-90°掃描的特點；慣性高，可減少可減小Δη/η的誤差；激光利用率高。
[0009]會聚成像透鏡采用物鏡后掃描系統，檢測系統將反射裝置位于會聚成像系統之前，通過校正軸上點和軸外點的像差，將掃描物體的點云成一個平面。還采用遠心成像光路系統，系統設計可保證物鏡前掃描系統在掃描像面上得到均勻的尺寸一致的掃描激光點云。提供給掃描物鏡的成像光束也滿足遠心光路的要求，令掃描反射裝置的轉動軸心與掃描物鏡的物方焦點重合，這樣使軸外掃描光束的中心光線(即主光線)，通過物鏡的物方焦點，構成像方遠心光路系統，該系統的特點為:(I)像方主光線平行于光軸；(2)采用?.θ透鏡時，掃描速度V恒定；(3)像、物工作距離恒定。
[0010]光信號接收處理模塊包含光電探測器、光信號放大電路和光信號測量電路。光信號接收處理模塊利用光電探測器把接收到的光強度變化轉換為電信號變化，并進行處理，確定回波信號接收時刻，從而得到準確的距離信息。
[0011 ]數據打包存儲模塊通過信號接口、控制接口等接口服務將光信號接收的激光脈沖計數信息進行數據搜集、打包、上傳、存儲等工作，最后通過CPCI總線將轉化成的激光雷達數據傳遞給工控機單元進行下一步的系統操作。
[0012]車輛識別模塊采用高清影像設備。采用高清影像設備獲取設備識別車牌號碼，識別速度高，24小時全天候車牌正確識別率高。
[0013]工控機單元接收到激光雷達數據和車輛影像數據后，將數據組織存儲，車輛檢測實時解算軟件對接收到的原始激光數據進行批量的解碼提取、統計、映射、同步解算、分析等處理，車輛以10km/h的速度駛入高速公路入口時，30s內可獲得車輛的長、寬、高信息，三維圖像通過工控機顯示端輸出，按照索引存儲車牌信息與車輛三維點云圖像信息，并將掃描計算后的結果存儲在數據存儲單元，供歷史查詢與定期報表。其并行高速數據通訊系統，功能為將采集到的動態車輛和影像數據傳輸至磁盤進行保存，高速數據傳輸及存儲系統采用多任務、多通道并行處理方式，實現激光雷達數據與影像數據同步存儲傳輸功能，實現數據存儲。
[0014]本實用新型的工作過程如下所述:脈沖式激光掃描儀分別安裝在龍門架的兩側，當有車輛經過脈沖式激光掃描儀的掃描扇面時，脈沖式激光掃描儀的測距值會發生變化，此時觸發車牌識別系統進行掃描，對車輛進行0.1 °的連續高速動態掃描，從而獲得車輛信肩、O
[0015]本實用新型與現有技術相比具有的效果是:系統采用基于物掃描光學的掃描儀系統進行車輛超寬超高數據的采集，物掃描光學系統掃描視場大、掃描密度高，能在車輛不停車的情況下快速獲取車輛的外形輪廓數據并進行處理。系統采用雙激光器方式掃描，能快速準確的獲取經過車輛的高度、寬度信息，有效的提高了工作效率，實現了 24小時不間斷監控，提高執法的效力。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的實施狀態圖；
[0017]圖2為本實用新型的工作原理圖；
[0018]圖3為本實用新型中脈沖式激光掃描儀的結構示意圖；
[0019]圖中:1、龍門架2、脈沖式激光掃描儀3、車輛4、激光器5、準直光學系統6、掃描鏡7、分光棱鏡8、會聚成像透鏡9、光電接收器。
【具體實施方式】
[0020]以下結合實施例對本實用新型做進一步描述。
[0021]實施例1:
[0022]如圖1?圖3所示，一種基于物掃描光學系統的雙激光器不停車超寬超高檢測裝置，包括位于龍門架I兩側的兩臺脈沖式激光掃描儀2，脈沖式激光掃描儀2依次與光信號接收處理模塊、數據打包存儲模塊、工控機單元和數據存儲單元相連，龍門架I前方且同時位于車輛3的車牌正前方的位置處還設置有車牌識別模塊，車牌識別模塊與工控機單元相連。
[0023]脈沖式激光掃描儀2由發射光學系統和接收光學系統組成，發射光學系統包括激光器4、準直光學系統5、掃描鏡6、分光棱鏡7 ;接收光學系統包括分光棱鏡7、會聚成像透鏡8、濾波片及光電接收器9。激光器4發出的激光通過準直光學系統5進行激光準直，之后經過掃描鏡6反射光路折轉，通過分光棱鏡7后照射到車輛3表面；由車輛3反射回來的回波首先經由分光棱鏡7進入接收光學系統。接收光學系統中的濾波片采用與激光器4波長相同的窄帶濾波片，用于提高回波信噪比。
[0024]準直光學系統5，采用5倍激光準直擴束系統。保證出射激光準直度的基礎上將入射激光光斑直徑放大5倍，以擴大單點掃描尺寸。5倍的放大倍數保證使用激光器4的擴束尺寸小于2cm,即小于系統掃描誤差。
[0025]掃描鏡6米用四面轉鏡作為掃描兀進行激光掃描。相同的激光發射頻率下,掃描鏡6掃描頻率高，相當于平面鏡的四倍，能滿足系統0-90°掃描的特點；慣性高，可減少可減小Λ η/η的誤差；激光利用率高。
[0026]會聚成像透鏡8采用物鏡后掃描系統，檢測系統將反射裝置位于會聚成像系統之前，通過校正軸上點和軸外點的像差，將掃描物體的點云成一個平面。還采用遠心成像光路系統，系統設計可保證物鏡前掃描系統在掃描像面上得到均勻的尺寸一致的掃描激光點云。提供給掃描物鏡的成像光束也滿足遠心光路的要求，令掃描反射裝置的轉動軸心與掃描物鏡的物方焦點重合，這樣使軸外掃描光束的中心光線(即主光線)，通過物鏡的物方焦點，構成像方遠心光路系統，該系統的特點為:(I)像方主光線平行于光軸；(2)采用透鏡時，掃描速度V恒定；(3)像、物工作距離恒定。
[0027]光信號接收處理模塊包含光電探測器、光信號放大電路和光信號測量電路。光信號接收處理模塊利用光電探測器把接收到的光強度變化轉換為電信號變化，并進行處理，確定回波信號接收時刻，從而得到準確的距離信息。
[0028]數據打包存儲模塊通過信號接口、控制接口等接口服務將光信號接收的激光脈沖計數信息進行數據搜集、打包、上傳、存儲等工作，最后通過CPCI總線將轉化成的激光雷達數據傳遞給工控機單元進行下一步的系統操作。
[0029]車輛識別模塊采用高清影像設備。采用高清影像設備獲取設備識別車牌號碼，識別速度高，24小時全天候車牌正確識別率高。
[0030]工控機單元接收到激光雷達數據和車輛影像數據后，將數據組織存儲，車輛檢測實時解算軟件對接收到的原始激光數據進行批量的解碼提取、統計、映射、同步解算、分析等處理，車輛以10km/h的速度駛入高速公路入口時，30s內可獲得車輛的長、寬、高信息，三維圖像通過工控機顯示端輸出，按照索引存儲車牌信息與車輛三維點云圖像信息，并將掃描計算后的結果存儲在數據存儲單元，供歷史查詢與定期報表。其并行高速數據通訊系統，功能為將采集到的動態車輛和影像數據傳輸至磁盤進行保存，高速數據傳輸及存儲系統采用多任務、多通道并行處理方式，實現激光雷達數據與影像數據同步存儲傳輸功能，實現數據存儲。
[0031]本裝置的工作過程如下所述:2臺脈沖式激光掃描儀2分別安裝在龍門架I的兩偵牝當有車輛3經過脈沖式激光掃描儀2的掃描扇面時，脈沖式激光掃描儀2的測距值會發生變化，此時觸發車牌識別系統進行掃描，對車輛3進行0.1 °的連續高速動態掃描，從而獲得車輛信息。
[0032]本裝置采用基于物掃描光學的掃描儀系統進行車輛超寬超高數據的采集，物掃描光學系統掃描視場大、掃描密度高，能在車輛3不停車的情況下快速獲取車輛的外形輪廓數據并進行處理。系統采用雙激光器方式掃描，能快速準確的獲取經過車輛3的長度、寬度信息，有效的提高了工作效率，實現了 24小時不間斷監控，提高執法的效力。
【權利要求】
1.一種基于物掃描光學系統的雙激光器不停車超寬超高檢測裝置，其特征在于包括位于龍門架兩側的兩臺脈沖式激光掃描儀，脈沖式激光掃描儀依次與光信號接收處理模塊、數據打包存儲模塊、工控機單元和數據存儲單元相連，龍門架前方且同時位于車輛的車牌正前方的位置處還設置有車牌識別模塊，車牌識別模塊與工控機單元相連。
2.根據權利要求1所述的基于物掃描光學系統的雙激光器不停車超寬超高檢測裝置，其特征在于脈沖式激光掃描儀由發射光學系統和接收光學系統組成，發射光學系統包括激光器、準直光學系統、掃描鏡、分光棱鏡；接收光學系統包括分光棱鏡、會聚成像透鏡、濾波片及光電接收器。
3.根據權利要求2所述的基于物掃描光學系統的雙激光器不停車超寬超高檢測裝置，其特征在于準直光學系統，采用5倍激光準直擴束系統。
4.根據權利要求2所述的基于物掃描光學系統的雙激光器不停車超寬超高檢測裝置，其特征在于掃描鏡采用四面轉鏡作為掃描元進行激光掃描。
5.根據權利要求1所述的基于物掃描光學系統的雙激光器不停車超寬超高檢測裝置，其特征在于光信號接收處理模塊包含光電探測器、光信號放大電路和光信號測量電路。
6.根據權利要求1所述的基于物掃描光學系統的雙激光器不停車超寬超高檢測裝置，其特征在于車輛識別模塊采用高清影像設備。
【文檔編號】G01B11/04GK204043621SQ201420464093
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月15日 優先權日:2014年8月15日
【發明者】紀菲, 武斌, 張 林, 董會 申請人:青島市光電工程技術研究院
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
