如何正確選用車輛外廓尺寸測量儀

黃和躍（廈門市同安區機動車綜合性能檢測站，福建　　廈門　　361000）

如何正確選用車輛外廓尺寸測量儀

黃和躍
（廈門市同安區機動車綜合性能檢測站，福建廈門361000）

摘要：依據國家標準GB21861-2014《機動車安全技術檢驗項目和方法》的第5．2條關于“重中型貨車、專項作業車、掛車應使用外廓尺寸自動測量裝置”的要求（兩年過渡期，有條件的地方可以先上）。外廓尺寸測量儀是一種新興的檢測設備，多數檢測站還是缺少了解的。在這主要從各種外廓尺寸檢測設備采用的技術原理和方法；以及法規、技術標準和實際使用對設備的要求，對外廓尺寸測量儀的選型作了初步探討，以供大家設備選型參考。

關鍵詞：外廓尺寸測量儀；技術原理和方法；法規、技術標準和實際使用；選用

近幾年國內外對于車輛外廓尺寸檢測技術的研究有多種多樣，國內的設備廠商也有過不同的研究。目前國內生產汽車外廓尺寸測量儀的廠家很多，但產品質量良莠不齊。設備產品按技術原理和方法總體說來有以下幾種。

1　CCD測量原理

機動車外廓尺寸采用CCD的測量方法。是在測量區域的頂部、側面安裝多個攝像機，采用接力棒的方法，對檢測車輛在運動過程中，采用取景框的方法從長、寬、高不同的位置同時對被測車輛進行局部攝像，通過計算機圖像處理算法將被測車輛的長、寬、高進行拼接，整合出被測車輛長、寬、高三方面的數據，采用這種方法的優點是安裝比較方便，結構簡單，成本低廉。

采用CCD攝像機的測量方式，還會遇到以下幾個問題：（1）CCD攝像機易受外界光的干擾，對檢測環境和檢測對象（車型）有要求。在一些光線特別強攝像機容易飽和，在比較弱的情況下，車輛輪廓曲線不清晰，物體表面曲率受光線變化等諸多因素，會影響特征點提取的準確性、對應點的精確匹配等問題，這些都最終會影響測量數據的準確度。（2）相機標定問題。視覺檢測系統要達到較高的測量精度，必須要對攝像系統進行高精度的標定，但是實際攝像系統總是存在著各種誤差，特別是鏡頭畸變誤差、目標圖像提取誤差、攝像系統參數求解舍入誤差等，使得物點、光心和像點很難嚴格滿足共線條件，因此其測量精度只能在±1%左右。

2　激光掃描式測量原理

采用激光掃描測量的車輛外廓尺寸測量儀，由3個激光掃描儀組成，測量車輛寬度和高度的方法是在測量區安裝在左右兩側上方的兩個激光掃描儀，測量車輛長度的掃描儀，安裝在車輛行駛方向的正前方的上方，并與安裝在左右二側的激光掃描儀互為90°垂直，測量車輛高度與寬度的方法是對按一定勻速運動中車輛進行掃描，對車輛頂面和兩側的表面進行扇面掃描，每隔一定的時間間隔，重復掃描一遍，直至車輛全身掃描一遍，得出基本的車輛長度和寬度；測量車輛長度方法是與測量車輛寬度與高度同時進行的，當測量車輛頭部進入高度與寬度的測量區時，由計算機軟件感應到車輛進入測高、寬區域，啟動安裝在前上方激光掃描儀確定測量車輛的初始狀態，當測量車輛尾部離開高度與寬度的測量區時，由計算機軟件感應到車輛離開測高、寬區域時，前上方激光掃描儀測量出車輛當前距離，通過計算機綜合測量數據及圖像算法，得出被測車輛外廓的長寬高數據。

影響激光掃描式測量精度的問題，核心部件為激光測距傳感器，其測量方法是基于激光飛秒測距原理來實現的，對測量物體有一定要求，測量物體反射率要大于10%。（1）進口和國內組裝都存在質量參次不齊，本身就存在系統誤差。有的超過±35mm，如果加上儀器的誤差必定大于±35mm，按GB21861-2014A.1.2條款：測量儀應符合計量法規，測量儀最大允許誤差：±1% 或±20mm，也就是要求車輛外廓尺寸測量儀的精度為±0.8%或±20mm，現以實際測量最小高度1.2m來計算（微型貨車），即：35/1200=0.029，可見其精度誤差±2.9%或35mm已經大于標準要求。（2）在實際使用中受外界影響也比較大。首先，對測量車身表面是有要求的，在車輛檢測查驗業務中，需要測量的車輛新舊、車身顏色繁雜，特別是在車身有水霧、車身表面粗糙的極端情況下，不可能每一部車輛的反射率都達到10%；再者，傳感器還有一個重要的技術參數，就是當反射率100%時，比如光滑車身或者鏡面物體，也會造成測量車輛的不準確；還有，測量環境同樣也有要求，比如太陽直射、雨天、霧天、測量目標受到太陽直接照射的物體，對測量精度都受影響。（3）激光掃描式測量的核心部件激光測距傳感器是精密的光學儀器，大多是進口的售價高，測量精度越高售價越高，而且一般有故障就難以修理。

表1

3　紅外數字光幕原理

從技術原理比較紅外數字光幕式最為簡單。把對射式紅外線光電開關的發光器和受光器等距各排成一串，做成發光模塊和受光模塊。再將發光模塊放一邊，受光模塊放另外一邊，發光模塊和受光模塊又一一對應，發光器發出紅外光線照射到受光器，這樣就形成了一個可以測量物體的紅外數字光幕，當接收端收不到了，就認為被物體擋住。

測量儀一般設有跨立車輛左右的龍門架，在其上下左右分別安裝著測高光幕模塊和測寬光幕模塊。測高模塊：由一組位于龍門架左右側的發射光幕和接收光幕組成，用于測量車輛高度；測寬模塊：由一組位于龍門架上方的接收光幕和一組位于地面上的發射光幕組成，用于測量車輛寬度。測長模塊：由安裝在測量區左右兩邊的水平光幕組成，用于跟蹤車輛的長度方向的位置。車輛以1km/h～7km/h的速度垂直駛向測量裝置區域，測量裝置中的長度測量部分開始跟蹤車輛的長度方向的位置，車輛的前端行駛到龍門架光幕區時，測得車輛最前端的位置數據，同時安裝在龍門架上的測高光幕模塊和測寬光幕模塊開始工作，不斷自動測取車身高度與寬度。車輛的尾部駛離龍門架光幕區時，測得車輛最后端的位置數據，并和之前的最前端的位置數據進行計算得出車輛長度。同時車輛從最前端到最后端的所有寬度和高度數據也全部測得。最后經過計算機軟件合成，顯示出被測車輛的投影圖形及尺寸數據，并可以通過軟件去除如倒車鏡等不能計算車身尺寸的部件，得出車輛的外廓尺寸數據。

光幕式原理簡單：（1）在日常檢測使用上，操作簡單方便引車員和操作員使用，對引車員技術要求不高，采用“不停車”的“通過式”測量方式，測量過程中被測車輛改變車速或者短時間停車、倒車不影響測量數據，檢測的工作效率較高；（2）因為采用對射式光幕測量方法，測量原理是物體投影方法，對被測車輛的車身顏色、車身表面和測量環境等條件沒太大要求，系統穩定可靠，測量數據的準確度高；（3）安裝比較嚴格，安裝周期比較長，標定簡單，故障率低，維護也簡單方便，對維修人員要求不高；（4）由于采用紅外光電收發對管，太陽光不能直射到紅外光電管上，此類產品只適合安裝到室內或半室外的場合。

車輛外廓尺寸測量儀的技術性能指標應滿足計量法規、技術標準和實際使用的要求，見表1。

參考文獻

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[2]GB7258-2012，機動車運行安全技術條件[S]．

[3]GB21861-2014，機動車安全技術檢測項目和方法[S]．

[4]GA801-2014，機動車查驗工作規程[S]．[5]DB35/T1485-2014，汽車外廓尺寸測量儀通用技術要求[S]．

[6]GB/T3730．3，汽車和掛車的術語及其定義車輛尺寸[S]．

中圖分類號：U495

文獻標識碼：A