高速公路超限运输车辆门禁控制技术研究

3．3 车辆装载几何尺寸识别 

    车辆装载几何尺寸识别使用了两个德国SICK公司LMS221室外测距传感器。该传感器通过激光扫描而实现非接触式测量距离，根据距离绘制二维图像。激光测距传感器在高速公路收费站现场龙门架上布局示意图如图4所示。首先作如下设定：人站在龙门架下，面向车辆通过收费站的运动方向时，人左侧的龙门架上的激光测距传感器为左传感器，在人右侧的龙门架上的激光测距传感器为右传感器。根据传感器实际设定，两个传感器的扫描范围皆为90度，扫描间隔为0．5度，根据其安装位置，其扫描范围分别如图4虚线所示，扫描方向分别如弧形箭头所指方向所示，沿此弧形箭头方向，每个扫描周期内传感器由第一个点开始，每隔0．5。扫描一个点，共扫描181个点。 

图4 激光测距传感器布局

    (1)车辆的最大宽度和最大高度的测量以左传感器的激光发射点为原点，左传感器朝向右传感器的水平方向为x轴，左传感器朝向路面的垂直方向为l，轴，建立坐标系如图4所示。我们将左、右传感器扫描获得的车辆轮廓所包含的所有扫描点都转换成坐标系的座标点， 分别记录其坐标X值和Y值。对左传感器扫描车辆轮廓的所有扫描点， 对其坐标X值和Y值分别比较，分别获得其X值最小值Xlmin和Y值得最小值Ylmin，同理，对右传感器扫描车辆轮廓的所有扫描点，分别获得其x值最大值Xrmax和Y值得最小值Xlmin，由此，即可确定被扫描车辆的宽度w：

    W =Xrmax - Xlmin



    根据测量的数据绘制车辆最大宽度和最大高度对应的轮廓曲线如图5所示，图中最上方的粗线为相应文件规定的限宽和限高值。

图5 车辆轮廓曲线

    (2)车辆装载超长的判定超限长度由两个基准控制，一个是两台激光扫描测距仪构成的扫描光幕，另一个是光幕和光电开关构成的复合基准点。两点之间的距离即为车辆长度上限18 rn。当车辆通过激光扫描光幕时，等价于触发了基准点1。如果同一车辆也同时触发了光幕和光电开关即可判断次车辆超限。判断条件可描述如下：

    A： 触发了基准1。
    B： 触发了基准2。
    C： 触发两基准的为同一辆车。

    判断结果：R=A&B&C 

    触发基准2的条件为光电开关和光幕同时被触发。这样可以避免触发条件被人或其他外界因素干扰。

    定义了3个计数变量m_iLmsPassedCarNum、m _ iLwPassedCarNum 、m_ iWeightPassedCarNum，分别表示通过激光测距传感器的车辆计数、通过轴重仪的车辆计数、通过光幕和光电开关的车辆计数。同时我们还定义了布尔变量m_bLmsFound、m_bLwFound，分别表示当前是否有车辆通过激光测距传感器、通过光幕和光电开关。当m_bLmsFound、m_bLwFound，分别为true时，表示当前正有车辆通过激光测距传感器、通过光幕和光电开关，当m_bLmsFound、m_bLwFound，分别为false时，表示当前没有车辆通过激光测距传感器、通过光幕和光电开关，我们知道，光幕和激光测距传感器所在的龙门架之间的距离为设定的最长限定值。所以，若车辆的长度超过此距离，则就代表车辆超长。基于此认识，我们设定车辆在下列请况下属于超长。

    if((m_bLwFound==true)＆＆ (m_bLmsFound==true))


4 结语 

    本系统能够对通过龙门架的车辆进行装载几何尺寸的测量及动态称重，判断车辆是否超重、超宽、超高及超长，并对数据进行实时显示和保存，将车辆的轮廓曲线直观地显示给工作人员。当通过车辆超限时，系统发出自动报警提醒工作人员对超限车辆进行处理，为高速公路的管理提供了依据。该系统可广泛应用于高速公路的收费入口，对通过车辆进行超限检查，为超限治理工作提供可靠帮助。

作者简介：谢春丽(1 978-)女，吉林省镇赉县人，东北林业大学交通运输学院助教，哈尔滨工程大学核科学与技术学院博士研究生，主要研究方向： 交通运输 故障诊断。
孙凤英 东北林业大学 交通运输学院   刘永阔 哈尔滨工程大学核科学与技术学院