王芳芳 馬梨 封志佼

摘要：汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)是一種大尺寸檢測(cè)技術(shù)。通過(guò)獲得汽車(chē)的外形尺寸信息能自動(dòng)辨別汽車(chē)是否存在超限超載和非法改裝等問(wèn)題，進(jìn)而為汽車(chē)整車(chē)尺寸參數(shù)檢測(cè)、汽車(chē)車(chē)型智能分類(lèi)、在用汽車(chē)變形檢測(cè)等提供重要的研究依據(jù)。本文通過(guò)對(duì)汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利檢索、標(biāo)引，分析了該技術(shù)領(lǐng)域的申請(qǐng)量、主要申請(qǐng)國(guó)、技術(shù)發(fā)展演進(jìn)，以便深入了解汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r以及該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)；外形；尺寸；檢測(cè)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U462 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）12-0057-03

Review of Size Measurement Technology of Vehicle Profile

WANG Fangfang1 MA Li1 FENG Zhijiao2

（1.Patent Examination Cooperation Sichuan Center，State Intellectual Property Office， Chengdu Sichuan 610213；

2.Kunming University of Science and Technology，Kunming Yunnan 650504）

Abstract： Size measurement technology of vehicle profile is a kind of large size measurement technology.By getting the size of the vehicle can identify whether the vehicle is overloading and illegal modification. Then it provides important research basis for size parameters of vehicle measurement，vehicle intelligent classification，deformation detection， ect.By searching and indexing the patent of size measurement technology of vehicle profile，we analyze the patent applications， the main applicant and technology development so that we can make a good knowledge of the technology development of size measurement technology of vehicle profile，and research focus.

Key words： vehicle； profile； size； measurement technology

汽車(chē)外形尺寸的測(cè)量是汽車(chē)管理的一部分，一方面汽車(chē)外形尺寸的測(cè)量是機(jī)動(dòng)車(chē)辦理注冊(cè)登記和年檢時(shí)的重要項(xiàng)目，另一方面通過(guò)對(duì)汽車(chē)外形尺寸的測(cè)量還可識(shí)別超高超限的改裝汽車(chē)，從而限制違法汽車(chē)的出行，避免帶來(lái)交通安全隱患。因此，汽車(chē)外形尺寸的測(cè)量技術(shù)對(duì)于汽車(chē)管理來(lái)說(shuō)起到了重要作用。本文基于汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)作為分析對(duì)象，重點(diǎn)分析全球范圍內(nèi)關(guān)于汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)的申請(qǐng)量、技術(shù)來(lái)源國(guó)、技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r等。

1 汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)

汽車(chē)的外形尺寸主要有長(zhǎng)、寬、高、軸距、輪距、前后懸、離地間隙等。對(duì)汽車(chē)外形尺寸的測(cè)量是指對(duì)汽車(chē)的外形尺寸進(jìn)行檢測(cè)，以判斷其是否符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的檢測(cè)汽車(chē)尺寸的方法為使用卷尺、直尺等工具進(jìn)行人工檢測(cè)，且多為接觸式測(cè)量，該檢測(cè)方法檢測(cè)精度不高、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，不能達(dá)到快速和自動(dòng)檢測(cè)的目的。因此，針對(duì)大尺寸的檢測(cè)，出現(xiàn)了多種自動(dòng)化程度高、檢測(cè)精度好的大尺寸檢測(cè)技術(shù)。通常對(duì)于汽車(chē)外形尺寸的測(cè)量手段有兩種，一種是車(chē)輛動(dòng)，測(cè)量?jī)x不動(dòng)；另一種是車(chē)輛不動(dòng)，測(cè)量?jī)x移動(dòng)。無(wú)論使用哪種測(cè)量手段，其主要特點(diǎn)是：對(duì)車(chē)輛外廓尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，將測(cè)量的數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)或標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行比較，判斷出該汽車(chē)外形尺寸是否超出規(guī)定要求[1-2]。

2 汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)專(zhuān)利分析

通過(guò)對(duì)檢索獲得的汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)的專(zhuān)利進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，對(duì)汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)所涉及的技術(shù)進(jìn)行分解：機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)[3]、基于光幕的檢測(cè)、基于激光測(cè)距的檢測(cè)[4]、基于其他測(cè)距原理的檢測(cè)、基于尺子的檢測(cè)、接觸式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的檢測(cè)。對(duì)汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行檢索，對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行降噪，再進(jìn)行人工篩選，最終確定的涉及汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)的全球?qū)＠暾?qǐng)共計(jì)1 318項(xiàng)，其來(lái)自30多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

2.1 申請(qǐng)量年度分布

圖1為汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)申請(qǐng)量的年度分布圖。從圖1中看出，在全球范圍內(nèi)，汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)量總體呈上升趨勢(shì)。主要包括3個(gè)階段：早在1968年就出現(xiàn)了第一項(xiàng)關(guān)于汽車(chē)外形檢測(cè)技術(shù)的專(zhuān)利，直到1992年，全球申請(qǐng)量才開(kāi)始逐漸上升，因此，第一階段為1968—1992年，該階段的專(zhuān)利申請(qǐng)量及申請(qǐng)量變化都較小，屬于汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的起步期。第二階段是1993—2001年，該階段的專(zhuān)利申請(qǐng)量進(jìn)入小幅度的增長(zhǎng)時(shí)期，屬于該領(lǐng)域逐步增長(zhǎng)的階段。第三階段是2002—2015年，該階段專(zhuān)利申請(qǐng)量處于快速增長(zhǎng)階段，這是由于全球汽車(chē)保有量的不斷增大，使得對(duì)于汽車(chē)外形尺寸的檢測(cè)技術(shù)的需求量也隨之增大的緣故。這充分說(shuō)明汽車(chē)保有量的增大將會(huì)對(duì)汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)帶來(lái)更大的需要，同時(shí)也帶來(lái)新的要求和挑戰(zhàn)。汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展、汽車(chē)管理部分的需求、各國(guó)對(duì)于知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重視程度等各因素都將是推動(dòng)汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的重要因素，這也將影響著汽車(chē)外形檢測(cè)技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)的走向。而對(duì)于中國(guó)國(guó)內(nèi)的專(zhuān)利申請(qǐng)，國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究起步較晚，直到1996年才出現(xiàn)關(guān)于汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)的相關(guān)專(zhuān)利，但在2005年之后中國(guó)國(guó)內(nèi)申請(qǐng)量迅速增長(zhǎng)，且越來(lái)越與國(guó)際申請(qǐng)量接近。這說(shuō)明我國(guó)對(duì)于汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)的需求量越來(lái)越大，且國(guó)內(nèi)的企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)越來(lái)越重視汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)的研究。

2.2 申請(qǐng)技術(shù)來(lái)源國(guó)

經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析得到專(zhuān)利申請(qǐng)的技術(shù)主要來(lái)源于中國(guó)、日本、美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)，該五國(guó)的汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)占據(jù)了絕大部分的比例，共占據(jù)了所有專(zhuān)利申請(qǐng)的89%。由于日本、美國(guó)和德國(guó)作為世界三大汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)，其對(duì)于汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)的需要量大，致使其在該領(lǐng)域進(jìn)行相關(guān)的研究是毋庸置疑的。而對(duì)于我國(guó)在汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)量占比大的原因在于：第一，我國(guó)汽車(chē)保有量和汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量都在逐年增加，據(jù)統(tǒng)計(jì)2011年我國(guó)的私家車(chē)保有量為5 814萬(wàn)輛，而到2015年已經(jīng)增長(zhǎng)到12 435萬(wàn)輛，而2016年中國(guó)國(guó)內(nèi)的汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量均超2 800萬(wàn)輛，因此巨大數(shù)量的汽車(chē)保有量和汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量使得對(duì)于汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)的需要量也越來(lái)越大。第二，我國(guó)對(duì)于知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重視程度越來(lái)越高，鼓勵(lì)企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)創(chuàng)新，在“十三五”規(guī)劃中明確了知識(shí)產(chǎn)權(quán)工作的發(fā)展目標(biāo)和主要任務(wù)，把知識(shí)產(chǎn)權(quán)工作放在了更加重要的位置。因此，對(duì)于汽車(chē)檢測(cè)技術(shù)的需求及國(guó)家對(duì)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的重視有利地促進(jìn)了汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)。

2.3 專(zhuān)利技術(shù)發(fā)展演進(jìn)

圖2是通過(guò)對(duì)汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)每個(gè)發(fā)展階段進(jìn)行梳理得到的年代演進(jìn)圖。從圖2可以看出汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)在發(fā)展初期，主要通過(guò)接觸式檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行汽車(chē)外形尺寸的檢測(cè)，且檢測(cè)手段較為單一。1986—1990年這一時(shí)期，開(kāi)始出現(xiàn)基于光幕的非接觸式檢測(cè)技術(shù)，使得檢測(cè)效率得到較大提高，但光幕檢測(cè)存在測(cè)量結(jié)果不夠直觀、設(shè)備復(fù)雜。1991—1995年出現(xiàn)了基于視覺(jué)的非接觸式檢測(cè)技術(shù)，但僅僅是基于相機(jī)視覺(jué)的測(cè)量，還沒(méi)有出現(xiàn)基于主動(dòng)視覺(jué)的測(cè)量技術(shù)，但此時(shí)的機(jī)器視覺(jué)技術(shù)能夠解決光幕測(cè)量結(jié)果不夠直觀的問(wèn)題。1996—2000年，這一階段，汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)的核心技術(shù)在于基于激光測(cè)距的檢測(cè)技術(shù)，測(cè)量方法簡(jiǎn)單，測(cè)量準(zhǔn)確，但是其設(shè)備也比較昂貴。2001—2010年這一時(shí)期，主要是基于多目視覺(jué)檢測(cè)的時(shí)期。傳統(tǒng)的單目視覺(jué)測(cè)量技術(shù)采用一個(gè)相機(jī)進(jìn)行測(cè)量只能獲得二維平面信息，而多目視覺(jué)能夠?qū)崿F(xiàn)三維信息的獲取，根據(jù)獲取的三維信息能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)被測(cè)物體的三維重建。2011年以后，隨著機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)在立體視覺(jué)檢測(cè)方面得到了進(jìn)一步的發(fā)展，研發(fā)人員通過(guò)采用主動(dòng)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)和立體相機(jī)等實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)外形尺寸的立體檢測(cè)，使得檢測(cè)精度更高、測(cè)量結(jié)果的可視化程度更好，更利于三維重建。

3 結(jié)論

本文詳細(xì)梳理了汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)的分類(lèi)，對(duì)汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)量隨年度的變化、技術(shù)來(lái)源國(guó)、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。從而可知不論是全球還是我國(guó)在汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)量近年呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。該檢測(cè)技術(shù)在日本、美國(guó)、德國(guó)等汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó)得到了很好的發(fā)展，而我國(guó)在汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)技術(shù)方面起步較晚，但近年發(fā)展勢(shì)頭良好。近年汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)核心技術(shù)為視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)，我國(guó)應(yīng)在基于視覺(jué)的尺寸檢測(cè)方面加大研究，從而進(jìn)一步提高汽車(chē)外形尺寸檢測(cè)的智能性、高效性。

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