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激光测距技术的车辆宽高检测系统的设计

导读: 为实现高速公路车辆超宽超高治理工作的自动化、智能化,设计了一种基于激光脉冲测距技术的智能车辆宽高检测系统。

  为实现高速公路车辆超宽超高治理工作的自动化、智能化,设计了一种基于激光脉冲测距技术的智能车辆宽高检测系统。系统采用LMS二维激光测距传感器,在新型高性能微处理器的控制下,对车辆轮廓进行高速动态扫描,将所接收到的实时数据进行分析处理,实现对行进车辆的宽高检测和超限声光报警。实验结果表明,系统测量精度为±0.15m,测量准确率达到95%,系统性能满足高速公路管理部门对于车辆宽高超限检测的要求。

  随着我国经济的快速发展,高速公路建设和公路运输规模都得到了前所未有的发展,由此带来的车辆超限超载现象也日益严重。超限运输一方面会缩短公路和桥梁的使用寿命,另一方面会造成车体形状的改变及车辆性能的下降,形成交通安全的严重隐患。目前,车辆超宽超高治理作为治超工作的重要组成部分,大多还处于人工阶段,主要由工作人员用卷尺或者竹竿实测宽高,既增加了工作人员的工作量,又降低了工作效率。为实现超竟超高治理工作的自动化和智能化,采用激光测距技术,选用基于ARMCortex-M3内核的处理器LM3S8962,设计开发了一套智能车辆宽高检测系统。本系统可对行进车辆进行高精度动态扫描,实现宽高检测。

  1激光测距传感器的选择

  激光以其高亮度、高方向性、高单色性等优点,被广泛应用于各种测量领域中。激光测距相比红外测距,超声波测距等方式,具有速度快,实时性强,获取数据精度高等特点。激光测距技术已在汽车防撞,建筑或空地安全监护,轨道交通等领域得到了广泛地应用。为了满足高速公路车辆宽高检测系统测量速度快,测量精度高的要求,还考虑到系统能在能见度较差的环境甚至夜间工作,系统选用德国SICK公司生产的LMS型双脉冲激光测距传感器。

  LMS激光传感器是一种户外型非接触式的高精度、高解析度外部传感器,其工作原理是基于对激光束飞行时间的测量,其按照定义好的时间间隔发出激光脉冲,通过定时器计算发射脉冲和接收脉冲之间的时间间隔来得到与被测物体之间的距离。脉冲激光束经过测距传感器内部的一个旋转反光镜的反射对周围环境形成扇面扫描。激光扫描测距的工作原理如图1所示。

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