基于激光脉冲测距传感器的动态车辆智能宽高检测系统设计

本系统对于数据的实时性要求比较高，且对数据的准确性要求相对较低，所以数据交换之前，首先要分别将LMS系列传感器和工控机的IP地址设置为一个网段，再使用UDP通信协议来进行数据的交换。工控机接收到LMS系列传感器上传的极坐标信息后，再通过基于VB内核设计的数据处理程序对所有数据进行处理，数据处理的过程如下。

首先，通过传感器上传的数据判断车辆的驶入与驶出。
第一步，传感器上传测量到的传感器到被测车辆的不同点的极坐标的极半径(ρ1，ρ2，ρ3，……，ρn)和对应的极角(θ1，θ2，θ3，……，θn)；

第二步，通过坐标系的变换将被测点的极坐标转换为平面直角坐标，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，分别比较y1，y2，y3，……，yn，取最小的y值ymin；再分别比较x1，x2，x3，……，xn取扫描到的被测车辆的最左边的x值xmin和最右边的x值xmax；计算单次扫描的车辆的最大高度Height=H-ymin和最大宽度Width=xmax-xmin(H为传感器距离地面的高度)。将备单次测量所得的宽度与高度进行比较，根据数据的变化曲线来判断进车与出车。

然后，通过比较各单次测量的车辆的宽度和高度信息进行逐次比较，计算车辆的最大高度Height和最大宽度Width。最后，将得出的过往车辆的最大宽度和最大高度，与国家规定的车辆宽高限制值相比较，从而判断过往车辆是否超宽超高，比较的结果通过工控机的显示器显示出来，同时保存测量结果到SQL数据库。如果车辆超宽超高的话，工控机还会产生声光报警，以提醒治超人员和超限车辆的司机出现了超限问题。

3 实验结果及分析

本系统中的激光传感器安装在应用现场高度为6 m的龙门架上，激光传感器的扫描测量扇面区域垂直于车道，有车辆穿过扇面扫描区域时，检测系统自动计算出该车辆的宽度和高度值，并且显示在工控机的显示器上供工作人员监控用。

现场实验过程中，随机对30辆不同样式的通行车辆分别用人工方式和自动方式测量车辆的宽度和高度(以下分别称为实际值和测量值)。统计分析结果表明本系统自动测量数据的误差在0．10 m以内的有28辆。在0．15 m以内的有2辆。即有93％的车辆检测误差小于0．10 m，这满足用户所提误差小于0．15 m的要求。数据分析表如表1所示。

4 结论

采用LMS系列二维激光脉冲扫描传感器和可视化编程语言VB的网络内核设计的智能车辆超宽超高检测系统，测量精度高，实时性好，被检车辆行驶过传感器下方车辆的宽度和高度信息立即在显示器上显示出来。本系统的应用实现了车辆超限检测中超宽超高检测的自动化，避免了人工测量误差的随机性，可以测量人工无法直接手动测量的车辆竟度和高度，并且测量数据自动保存到数据库中可以随时查询，还可以大大提高超限检测的工作效率和检测精度，因此，本系统具有良好的推广前景。