黃和躍（廈門(mén)市同安區(qū)機(jī)動(dòng)車(chē)綜合性能檢測(cè)站，福建　　廈門(mén)　　361000）

如何正確選用車(chē)輛外廓尺寸測(cè)量?jī)x

黃和躍
（廈門(mén)市同安區(qū)機(jī)動(dòng)車(chē)綜合性能檢測(cè)站，福建廈門(mén)361000）

摘要：依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB21861-2014《機(jī)動(dòng)車(chē)安全技術(shù)檢驗(yàn)項(xiàng)目和方法》的第5．2條關(guān)于“重中型貨車(chē)、專(zhuān)項(xiàng)作業(yè)車(chē)、掛車(chē)應(yīng)使用外廓尺寸自動(dòng)測(cè)量裝置”的要求（兩年過(guò)渡期，有條件的地方可以先上）。外廓尺寸測(cè)量?jī)x是一種新興的檢測(cè)設(shè)備，多數(shù)檢測(cè)站還是缺少了解的。在這主要從各種外廓尺寸檢測(cè)設(shè)備采用的技術(shù)原理和方法；以及法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際使用對(duì)設(shè)備的要求，對(duì)外廓尺寸測(cè)量?jī)x的選型作了初步探討，以供大家設(shè)備選型參考。

關(guān)鍵詞：外廓尺寸測(cè)量?jī)x；技術(shù)原理和方法；法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際使用；選用

近幾年國(guó)內(nèi)外對(duì)于車(chē)輛外廓尺寸檢測(cè)技術(shù)的研究有多種多樣，國(guó)內(nèi)的設(shè)備廠商也有過(guò)不同的研究。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)汽車(chē)外廓尺寸測(cè)量?jī)x的廠家很多，但產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊。設(shè)備產(chǎn)品按技術(shù)原理和方法總體說(shuō)來(lái)有以下幾種。

1　CCD測(cè)量原理

機(jī)動(dòng)車(chē)外廓尺寸采用CCD的測(cè)量方法。是在測(cè)量區(qū)域的頂部、側(cè)面安裝多個(gè)攝像機(jī)，采用接力棒的方法，對(duì)檢測(cè)車(chē)輛在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，采用取景框的方法從長(zhǎng)、寬、高不同的位置同時(shí)對(duì)被測(cè)車(chē)輛進(jìn)行局部攝像，通過(guò)計(jì)算機(jī)圖像處理算法將被測(cè)車(chē)輛的長(zhǎng)、寬、高進(jìn)行拼接，整合出被測(cè)車(chē)輛長(zhǎng)、寬、高三方面的數(shù)據(jù)，采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)是安裝比較方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉。

采用CCD攝像機(jī)的測(cè)量方式，還會(huì)遇到以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）CCD攝像機(jī)易受外界光的干擾，對(duì)檢測(cè)環(huán)境和檢測(cè)對(duì)象（車(chē)型）有要求。在一些光線特別強(qiáng)攝像機(jī)容易飽和，在比較弱的情況下，車(chē)輛輪廓曲線不清晰，物體表面曲率受光線變化等諸多因素，會(huì)影響特征點(diǎn)提取的準(zhǔn)確性、對(duì)應(yīng)點(diǎn)的精確匹配等問(wèn)題，這些都最終會(huì)影響測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。（2）相機(jī)標(biāo)定問(wèn)題。視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)要達(dá)到較高的測(cè)量精度，必須要對(duì)攝像系統(tǒng)進(jìn)行高精度的標(biāo)定，但是實(shí)際攝像系統(tǒng)總是存在著各種誤差，特別是鏡頭畸變誤差、目標(biāo)圖像提取誤差、攝像系統(tǒng)參數(shù)求解舍入誤差等，使得物點(diǎn)、光心和像點(diǎn)很難嚴(yán)格滿足共線條件，因此其測(cè)量精度只能在±1%左右。

2　激光掃描式測(cè)量原理

采用激光掃描測(cè)量的車(chē)輛外廓尺寸測(cè)量?jī)x，由3個(gè)激光掃描儀組成，測(cè)量車(chē)輛寬度和高度的方法是在測(cè)量區(qū)安裝在左右兩側(cè)上方的兩個(gè)激光掃描儀，測(cè)量車(chē)輛長(zhǎng)度的掃描儀，安裝在車(chē)輛行駛方向的正前方的上方，并與安裝在左右二側(cè)的激光掃描儀互為90°垂直，測(cè)量車(chē)輛高度與寬度的方法是對(duì)按一定勻速運(yùn)動(dòng)中車(chē)輛進(jìn)行掃描，對(duì)車(chē)輛頂面和兩側(cè)的表面進(jìn)行扇面掃描，每隔一定的時(shí)間間隔，重復(fù)掃描一遍，直至車(chē)輛全身掃描一遍，得出基本的車(chē)輛長(zhǎng)度和寬度；測(cè)量車(chē)輛長(zhǎng)度方法是與測(cè)量車(chē)輛寬度與高度同時(shí)進(jìn)行的，當(dāng)測(cè)量車(chē)輛頭部進(jìn)入高度與寬度的測(cè)量區(qū)時(shí)，由計(jì)算機(jī)軟件感應(yīng)到車(chē)輛進(jìn)入測(cè)高、寬區(qū)域，啟動(dòng)安裝在前上方激光掃描儀確定測(cè)量車(chē)輛的初始狀態(tài)，當(dāng)測(cè)量車(chē)輛尾部離開(kāi)高度與寬度的測(cè)量區(qū)時(shí)，由計(jì)算機(jī)軟件感應(yīng)到車(chē)輛離開(kāi)測(cè)高、寬區(qū)域時(shí)，前上方激光掃描儀測(cè)量出車(chē)輛當(dāng)前距離，通過(guò)計(jì)算機(jī)綜合測(cè)量數(shù)據(jù)及圖像算法，得出被測(cè)車(chē)輛外廓的長(zhǎng)寬高數(shù)據(jù)。

影響激光掃描式測(cè)量精度的問(wèn)題，核心部件為激光測(cè)距傳感器，其測(cè)量方法是基于激光飛秒測(cè)距原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)測(cè)量物體有一定要求，測(cè)量物體反射率要大于10%。（1）進(jìn)口和國(guó)內(nèi)組裝都存在質(zhì)量參次不齊，本身就存在系統(tǒng)誤差。有的超過(guò)±35mm，如果加上儀器的誤差必定大于±35mm，按GB21861-2014A.1.2條款：測(cè)量?jī)x應(yīng)符合計(jì)量法規(guī)，測(cè)量?jī)x最大允許誤差：±1% 或±20mm，也就是要求車(chē)輛外廓尺寸測(cè)量?jī)x的精度為±0.8%或±20mm，現(xiàn)以實(shí)際測(cè)量最小高度1.2m來(lái)計(jì)算（微型貨車(chē)），即：35/1200=0.029，可見(jiàn)其精度誤差±2.9%或35mm已經(jīng)大于標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）在實(shí)際使用中受外界影響也比較大。首先，對(duì)測(cè)量車(chē)身表面是有要求的，在車(chē)輛檢測(cè)查驗(yàn)業(yè)務(wù)中，需要測(cè)量的車(chē)輛新舊、車(chē)身顏色繁雜，特別是在車(chē)身有水霧、車(chē)身表面粗糙的極端情況下，不可能每一部車(chē)輛的反射率都達(dá)到10%；再者，傳感器還有一個(gè)重要的技術(shù)參數(shù)，就是當(dāng)反射率100%時(shí)，比如光滑車(chē)身或者鏡面物體，也會(huì)造成測(cè)量車(chē)輛的不準(zhǔn)確；還有，測(cè)量環(huán)境同樣也有要求，比如太陽(yáng)直射、雨天、霧天、測(cè)量目標(biāo)受到太陽(yáng)直接照射的物體，對(duì)測(cè)量精度都受影響。（3）激光掃描式測(cè)量的核心部件激光測(cè)距傳感器是精密的光學(xué)儀器，大多是進(jìn)口的售價(jià)高，測(cè)量精度越高售價(jià)越高，而且一般有故障就難以修理。

表1

3　紅外數(shù)字光幕原理

從技術(shù)原理比較紅外數(shù)字光幕式最為簡(jiǎn)單。把對(duì)射式紅外線光電開(kāi)關(guān)的發(fā)光器和受光器等距各排成一串，做成發(fā)光模塊和受光模塊。再將發(fā)光模塊放一邊，受光模塊放另外一邊，發(fā)光模塊和受光模塊又一一對(duì)應(yīng)，發(fā)光器發(fā)出紅外光線照射到受光器，這樣就形成了一個(gè)可以測(cè)量物體的紅外數(shù)字光幕，當(dāng)接收端收不到了，就認(rèn)為被物體擋住。

測(cè)量?jī)x一般設(shè)有跨立車(chē)輛左右的龍門(mén)架，在其上下左右分別安裝著測(cè)高光幕模塊和測(cè)寬光幕模塊。測(cè)高模塊：由一組位于龍門(mén)架左右側(cè)的發(fā)射光幕和接收光幕組成，用于測(cè)量車(chē)輛高度；測(cè)寬模塊：由一組位于龍門(mén)架上方的接收光幕和一組位于地面上的發(fā)射光幕組成，用于測(cè)量車(chē)輛寬度。測(cè)長(zhǎng)模塊：由安裝在測(cè)量區(qū)左右兩邊的水平光幕組成，用于跟蹤車(chē)輛的長(zhǎng)度方向的位置。車(chē)輛以1km/h～7km/h的速度垂直駛向測(cè)量裝置區(qū)域，測(cè)量裝置中的長(zhǎng)度測(cè)量部分開(kāi)始跟蹤車(chē)輛的長(zhǎng)度方向的位置，車(chē)輛的前端行駛到龍門(mén)架光幕區(qū)時(shí)，測(cè)得車(chē)輛最前端的位置數(shù)據(jù)，同時(shí)安裝在龍門(mén)架上的測(cè)高光幕模塊和測(cè)寬光幕模塊開(kāi)始工作，不斷自動(dòng)測(cè)取車(chē)身高度與寬度。車(chē)輛的尾部駛離龍門(mén)架光幕區(qū)時(shí)，測(cè)得車(chē)輛最后端的位置數(shù)據(jù)，并和之前的最前端的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算得出車(chē)輛長(zhǎng)度。同時(shí)車(chē)輛從最前端到最后端的所有寬度和高度數(shù)據(jù)也全部測(cè)得。最后經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)軟件合成，顯示出被測(cè)車(chē)輛的投影圖形及尺寸數(shù)據(jù)，并可以通過(guò)軟件去除如倒車(chē)鏡等不能計(jì)算車(chē)身尺寸的部件，得出車(chē)輛的外廓尺寸數(shù)據(jù)。

光幕式原理簡(jiǎn)單：（1）在日常檢測(cè)使用上，操作簡(jiǎn)單方便引車(chē)員和操作員使用，對(duì)引車(chē)員技術(shù)要求不高，采用“不停車(chē)”的“通過(guò)式”測(cè)量方式，測(cè)量過(guò)程中被測(cè)車(chē)輛改變車(chē)速或者短時(shí)間停車(chē)、倒車(chē)不影響測(cè)量數(shù)據(jù)，檢測(cè)的工作效率較高；（2）因?yàn)椴捎脤?duì)射式光幕測(cè)量方法，測(cè)量原理是物體投影方法，對(duì)被測(cè)車(chē)輛的車(chē)身顏色、車(chē)身表面和測(cè)量環(huán)境等條件沒(méi)太大要求，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度高；（3）安裝比較嚴(yán)格，安裝周期比較長(zhǎng)，標(biāo)定簡(jiǎn)單，故障率低，維護(hù)也簡(jiǎn)單方便，對(duì)維修人員要求不高；（4）由于采用紅外光電收發(fā)對(duì)管，太陽(yáng)光不能直射到紅外光電管上，此類(lèi)產(chǎn)品只適合安裝到室內(nèi)或半室外的場(chǎng)合。

車(chē)輛外廓尺寸測(cè)量?jī)x的技術(shù)性能指標(biāo)應(yīng)滿足計(jì)量法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際使用的要求，見(jiàn)表1。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類(lèi)號(hào)：U495

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A