本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)尺寸測量領(lǐng)域，尤其涉及一種測量車輛尺寸和輪廓的方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)發(fā)展，汽車保有量呈快速增長趨勢，促使智能洗車設(shè)備出現(xiàn)大量市場需求，為了提高智能洗車設(shè)備的效率，需要一種簡單快速地測量出待洗車輛尺寸和輪廓的設(shè)備裝置；現(xiàn)有測量車輛尺寸、輪廓的方法有視覺圖像方式、激光掃描方式等等，如中國專利局公布專利號：CN201510096541.3和CN201310396183.9的技術(shù)發(fā)明。

中國專利號CN201510096541.3的技術(shù)原理是，使用計算機(jī)對車道內(nèi)車輛的視覺圖像進(jìn)行換算處理，得到待測車輛圖像，對圖像邊緣的像素計算得到車輛尺寸和輪廓數(shù)據(jù)。

中國專利號CN201310396183.9的技術(shù)原理是，用陣列式激光發(fā)器對目標(biāo)車輛照射多束激光，利用車輛對光線阻擋而影響相應(yīng)傳感器接收激光，和使用CCD相機(jī)對投射在車輛外表的光斑數(shù)量統(tǒng)計，得到車輛的尺寸和輪廓數(shù)值。

上述的視覺圖像方式和激光掃描方式都存在系統(tǒng)構(gòu)建復(fù)雜、計算機(jī)運行圖像數(shù)據(jù)量大、成本高昂、精度受像素和光斑數(shù)量限制等缺點，使該類技術(shù)難以應(yīng)用于洗車設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題，提供一種簡單快速、符合精度要求的新技術(shù)方案，其特征在于：由測距單元、計算單元、測量區(qū)域、地面和待測車輛組成；測距單元安裝在測量區(qū)域周圍，測距單元連接到計算單元，待測車輛行駛進(jìn)入測量區(qū)域，測距單元測量待測車輛的左側(cè)、右側(cè)、頂部和前方的空間距離，發(fā)送到計算單元計算出待測車輛的尺寸和輪廓。

本發(fā)明的有益效果是，使用低成本的測距模塊，對行駛進(jìn)入測量區(qū)域的車輛其周圍空間測量距離，計算出車輛的長、寬、高尺寸數(shù)據(jù)；連續(xù)地記錄下車輛向前行駛的每段距離所測量的尺寸數(shù)據(jù)，可以得出車輛表面的變化曲線，進(jìn)一步經(jīng)圖形運算得到車輛的具體輪廓；本發(fā)明具有構(gòu)造簡單、成本低廉、快速準(zhǔn)確的特點，因而具有很好的推廣價值。

附圖說明

附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制，在附圖中：

圖1是本發(fā)明一種測量車輛尺寸和輪廓的方法的測量原理方框圖；

圖2是本發(fā)明一種測量車輛尺寸和輪廓的方法的實施例的測量車輛寬度和高度示意圖；

圖3是本發(fā)明一種測量車輛尺寸和輪廓的方法的實施例的測量車輛長度示意圖；

圖4是本發(fā)明一種測量車輛尺寸和輪廓的方法的實施例的測量車輛輪廓示意圖；

圖5是本發(fā)明一種測量車輛尺寸和輪廓的方法的實施例的增加測距模塊的示意圖；

在附圖中，1.左測距模塊，2.右測距模塊，3.上測距模塊，4.前測距模塊，5.測距單元，6.計算單元，7.測量區(qū)域，8.地面，9待測車輛；在圖5中，10.中測距傳感器。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行描述；在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“里”、“外”、“水平”、“垂直”的方向用詞僅僅是針對以附圖的方向去描述，不能理解為對應(yīng)用方向的限制。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明實施例的構(gòu)成包括有：測距單元（5）、計算單元（6）、測量區(qū)域（7）、地面（8）和待測車輛（9）。

如圖2所示，所述的測距單元（5）由多個獨立的測距模塊組成，本實施例優(yōu)選4個測距模塊，包含有：

左測距模塊（1），安裝在測量區(qū)域（7）左面，用于測量待測車輛（9）的左邊空間距離；

右測距模塊（2），安裝在測量區(qū)域（7）右面，用于測量待測車輛（9）的右邊空間距離；

上測距模塊（3），安裝在測量區(qū)域（7）上面，用于測量待測車輛（9）的頂部空間距離；

前測距模塊（4），安裝在測量區(qū)域（7）里面，用于測量待測車輛（9）的前方空間距離。

所述的測距模塊可以是超聲波測距模塊，也可以是激光測距模塊，也可以是超聲波測距模塊和激光測距模塊組合的測距模塊。

所述的超聲波測距模塊其工作原理是，超聲波發(fā)射裝置向目標(biāo)發(fā)射超聲波信號，遇到目標(biāo)障礙物后反射部分超聲波信號回接收裝置，由處理器計算出超聲波信號從發(fā)出到接收返回的飛行時間，按照距離=速度*時間/2計算出距離。

所述的激光測距模塊其工作原理是，激光發(fā)射裝置向目標(biāo)發(fā)射激光脈沖，遇到目標(biāo)障礙物后反射部分激光脈沖回接收裝置，經(jīng)過專用芯片對信號放大和相位比較后，由處理器計算出激光脈沖的飛行時間，按照距離=速度*時間/2計算出距離；

上述的超聲波測距模塊和激光測距模塊在市面上均有成熟的產(chǎn)品可以直接購買。

在本發(fā)明實施例中，所述的測距模塊還包括：

左測距模塊（1）和右測距模塊（2）距離地面（8）高度是0.2-1.8m，左測距模塊（1）的優(yōu)選高度是0.3m，右測距模塊（2）的優(yōu)選高度是0.4m；

前測距模塊（4）距離地面（8）高度是0.1-2.8m，優(yōu)選高度是0.5m；

上測距模塊（3）距離地面（8）高度是1.5-4m，優(yōu)選高度是2.8m；

左測距模塊（1）與右測距模塊（2）的垂直距離是1.8-5.0m，優(yōu)選3.0m；

上測距模塊（3）與前測距模塊（4）的垂直距離是3.0-8.0m，優(yōu)選6.0m；

左測距模塊（1）、右測距模塊（2）和前測距模塊（4）的測量指向是水平方向；

上測距模塊（3）的測量指向是垂直方向。

左測距模塊（1）、右測距模塊（2）和上測距模塊（3）安裝在同一橫截面上組成一個門框形狀，左測距模塊（1）與右測距模塊（2）有0.1m水平高度差距，用來錯開測量信號避免產(chǎn)生相互干擾，各測距模塊構(gòu)成一個長形立方體測量空間。

測量待測車輛（9）的輪廓時需要設(shè)置一個輪廓采樣值，輪廓采樣值可以是1-50cm，本實施例優(yōu)選輪廓采樣值是10cm。

本實施列中所述的測量區(qū)域（7）可以是一個建筑空間，也可以是用鋼材、鋁材或玻璃搭建的空間，該空間能夠容納下待測車輛（9）并且在周圍預(yù)留有0.2-2m的空間距離。

所述的計算單元（6）可以是MCU微控制器，也可以是DSP數(shù)字處理器，也可以是CPU微處理器或工業(yè)計算機(jī)。

測量和計算待測車輛（9）尺寸和輪廓的方法過程如下。

測量和計算待測車輛的寬度方法是，如圖2所示，設(shè)左測距模塊（1）與右測距模塊（2）的距離=W1，待測車輛（9）行駛進(jìn)入測量區(qū)域（7）經(jīng)過左測距模塊（1）和右測距模塊（2）的測量范圍，左測距模塊（1）測量得到與待測車輛（9）的距離設(shè)為WL，右測距模塊（2）測量得到與待測車輛（9）的距離設(shè)為WR，計算單元（6）按：待測車輛（9）的寬度=W1-WL-WR求得。

測量和計算待測車輛（9）的高度方法是，如圖2所示，設(shè)上測距模塊（3）距離地面（8）高度=H1，待測車輛（9）行駛進(jìn)入上測距模塊（3）的測量范圍，測量得到上測距模塊（3）與待測車輛（9）的頂部距離設(shè)為=H2，計算單元（6）按：待測車輛（9）的高度=H1-H2求得。

測量和計算待測車輛（9）的長度方法是，如圖3所示，待測車輛（9）行駛進(jìn)入測量區(qū)域（7）到達(dá)上測距模塊（3）的測量范圍時，記錄下前測距模塊（4）的測量值為L1，待測車輛（9）繼續(xù)向前行駛直到離開上測距模塊（3）的測量范圍時，記錄下前測距模塊（4）的測量值為L2，計算單元（6）按：待測車輛（9）長度=L1-L2求得，上述的上測距模塊（3），也可以是用左測距模塊（1）或右測距模塊（2）代替。

測量和計算待測車輛（9）輪廓的方法是：由3個部分組成，包括有測量待測車輛（9）的頂部輪廓、測量待測車輛（9）的左面輪廓和測量待測車輛（9）的右面輪廓；測量待測車輛（9）的頂部輪廓的方法是：如圖4所示，待測車輛（9）行駛到上測距模塊（3）的測量范圍時，記錄下前測距模塊（4）測量值對應(yīng)的上測距模塊（3）測量值并標(biāo)記為T1；待測車輛（9）繼續(xù)向前行駛到滿足△輪廓采樣值10cm時，記錄下前測距模塊（4）測量值對應(yīng)的上測距模塊（3）測量值并標(biāo)記為T2，重復(fù)上述步驟，直到待測車輛（9）向前行駛離開上測距模塊（3）的測量范圍時結(jié)束，測量得到的數(shù)值分別是T1、T2、T3、TN....傳送到計算單元（6），計算單元（6）將數(shù)值除去上測距模塊（3）的高度，得到待測車輛（9）對應(yīng)的高度數(shù)值，計算單元（6）通過圖形運算得到待測車輛（9）的頂部輪廓；測量待測車輛（9）左面輪廓和右面輪廓的方法與上述的測量頂部輪廓相同，對本專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員是可以理解并能夠?qū)嵤┑模圆辉僦貜?fù)描述。

上述把各項測量過程和步驟分開獨立描述是為了易于理解本發(fā)明的原理和方法，在實際應(yīng)用中，待測車輛（9）行駛進(jìn)入測量區(qū)域（7），從到達(dá)上測距模塊（3）的測量范圍開始到離開上測距模塊（3）的測量范圍結(jié)束，各個測距模塊連續(xù)地將測量數(shù)值傳送到計算單元（6），包括待測車輛（9）的寬度、高度、長度和輪廓數(shù)據(jù)；測量中計算單元（6）根據(jù)前測距模塊（4）測量的距離變化而優(yōu)選其中有效數(shù)據(jù)，以消除含有錯誤測量數(shù)據(jù)；例如待測車輛（9）向前行駛的過程中可能會出現(xiàn)停車、倒車或修正行駛方向等因素，而產(chǎn)生部分錯誤的測量數(shù)值，可以結(jié)合前測距模塊（4）的測量值對數(shù)據(jù)判斷和優(yōu)選以修正錯誤。

在本發(fā)明中，把前測距模塊（4）高度設(shè)為10cm，測量指向角度向上調(diào)節(jié)5°，這時前距離模塊（4）不會影響待測車輛（9）行駛通過測量區(qū)域（7），測量精度可以結(jié)合三角函數(shù)計算修正。

在本發(fā)明中，可以增加測距模塊來提高測量精度和維度，如圖5所示，在左測距模塊（1）右邊2-5m距離處增加中測距模塊（10），通過比較左測距模塊（1）和中測距模塊（10）的差值，可以計算出待測車輛（9）的擺放偏角，進(jìn)一步可以通過三角函數(shù)計算并修正由于待測車輛（9）擺放不正產(chǎn)生的誤差；本發(fā)明也可以在測量區(qū)域（7）的上方、左邊、右邊或前方增加測距模塊數(shù)量進(jìn)一步提高測量精度。

在本發(fā)明中，待測車輛（9）行駛進(jìn)入測量區(qū)域（7）過程中，左測距模塊（1）和右測距模塊（2）的測量目標(biāo)還包括了汽車輪胎，使用激光技術(shù)的測距模塊能夠檢測到輪胎與車身之間的間隙引起的距離變化，由此可以結(jié)合前測距模塊（4）的測量值計算出車輛輪胎的準(zhǔn)確位置，這對于智能洗車應(yīng)用有很大幫助。

在本發(fā)明中，待測車輛（9）在進(jìn)入測量區(qū)域前，左測距模塊（1）和右測距模塊（2）測量到的距離數(shù)值等于W1，上測距模塊（3）測量到的高度數(shù)值等于H1，前測距模塊測量到的距離數(shù)值大于L1；由此可用來判斷是否有待測車輛（9）進(jìn)入測量區(qū)域（7）。

顯然地，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，也不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。