基于激光脈沖測距傳感器的動態(tài)車輛智能寬高檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求比較高，且對數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性要求相對較低，所以數(shù)據(jù)交換之前，首先要分別將LMS系列傳感器和工控機(jī)的IP地址設(shè)置為一個(gè)網(wǎng)段，再使用UDP通信協(xié)議來進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。工控機(jī)接收到LMS系列傳感器上傳的極坐標(biāo)信息后，再通過基于VB內(nèi)核設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)處理程序?qū)λ袛?shù)據(jù)進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)處理的過程如下。

首先，通過傳感器上傳的數(shù)據(jù)判斷車輛的駛?cè)肱c駛出。
第一步，傳感器上傳測量到的傳感器到被測車輛的不同點(diǎn)的極坐標(biāo)的極半徑(ρ1，ρ2，ρ3，……，ρn)和對應(yīng)的極角(θ1，θ2，θ3，……，θn)；

第二步，通過坐標(biāo)系的變換將被測點(diǎn)的極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為平面直角坐標(biāo)，即
(x1=ρ1·cosθ1，y1=ρ1t·sinθ1)(x2=ρ2·cosθ2，y2=ρ2·simθ2)(x3=ρ3·c∞θ3，y3=ρ3·sinθ3)……(xn=ρn·cosθn，yn=ρn·sinθn)；

第三步，分別比較y1，y2，y3，……，yn，取最小的y值ymin；再分別比較x1，x2，x3，……，xn取掃描到的被測車輛的最左邊的x值xmin和最右邊的x值xmax；計(jì)算單次掃描的車輛的最大高度Height=H-ymin和最大寬度Width=xmax-xmin(H為傳感器距離地面的高度)。將備單次測量所得的寬度與高度進(jìn)行比較，根據(jù)數(shù)據(jù)的變化曲線來判斷進(jìn)車與出車。

然后，通過比較各單次測量的車輛的寬度和高度信息進(jìn)行逐次比較，計(jì)算車輛的最大高度Height和最大寬度Width。最后，將得出的過往車輛的最大寬度和最大高度，與國家規(guī)定的車輛寬高限制值相比較，從而判斷過往車輛是否超寬超高，比較的結(jié)果通過工控機(jī)的顯示器顯示出來，同時(shí)保存測量結(jié)果到SQL數(shù)據(jù)庫。如果車輛超寬超高的話，工控機(jī)還會產(chǎn)生聲光報(bào)警，以提醒治超人員和超限車輛的司機(jī)出現(xiàn)了超限問題。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

本系統(tǒng)中的激光傳感器安裝在應(yīng)用現(xiàn)場高度為6 m的龍門架上，激光傳感器的掃描測量扇面區(qū)域垂直于車道，有車輛穿過扇面掃描區(qū)域時(shí)，檢測系統(tǒng)自動計(jì)算出該車輛的寬度和高度值，并且顯示在工控機(jī)的顯示器上供工作人員監(jiān)控用。

現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)過程中，隨機(jī)對30輛不同樣式的通行車輛分別用人工方式和自動方式測量車輛的寬度和高度(以下分別稱為實(shí)際值和測量值)。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明本系統(tǒng)自動測量數(shù)據(jù)的誤差在0．10 m以內(nèi)的有28輛。在0．15 m以內(nèi)的有2輛。即有93％的車輛檢測誤差小于0．10 m，這滿足用戶所提誤差小于0．15 m的要求。數(shù)據(jù)分析表如表1所示。

4 結(jié)論

采用LMS系列二維激光脈沖掃描傳感器和可視化編程語言VB的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)核設(shè)計(jì)的智能車輛超寬超高檢測系統(tǒng)，測量精度高，實(shí)時(shí)性好，被檢車輛行駛過傳感器下方車輛的寬度和高度信息立即在顯示器上顯示出來。本系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了車輛超限檢測中超寬超高檢測的自動化，避免了人工測量誤差的隨機(jī)性，可以測量人工無法直接手動測量的車輛竟度和高度，并且測量數(shù)據(jù)自動保存到數(shù)據(jù)庫中可以隨時(shí)查詢，還可以大大提高超限檢測的工作效率和檢測精度，因此，本系統(tǒng)具有良好的推廣前景。