车辆超高超限激光预警系统方案

基于激光测距的车辆宽高检测系统设计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ARM Cortex-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。

目标物体的轮廓线由所接收刭的一系列脉冲序列来确定。

LMS 激光传感器的扫描频率是25 Hz／50 Hz，角度频率是0．25°／0．5°，扫描角度范围是0°～270°，最。

不停车超限检测系统设计方案方案综述不停车超限检测系统是浙江润鑫公司根据多年来在高速公路、国道及源头治超的经验，并综合公路管理部门对超限运输管理的具体要求进行开发设计的。

系统主要由双台面动态轴重计量系统，汽车长宽高外廓尺寸测量系统，车牌自动抓拍系统，信息提示系统及超限控制软件组成。

不停车超限检测系统主要特点如下：全自动检测，实时信息提示，减轻路面治超检测人员的工作强度，提高执法效率。

系统具有稳定性强，数据准确度高，及防作弊功能。

不停车检测，提高了公路的通行率。

不停车超限检测系统的检测流程：1.车辆进入系统检测区域，首先触发车辆检测器（地感线圈），智能车牌识别系统开始启动，抓拍车牌信息。

2.当车辆触发光幕后，计重系统启动，识别车辆轴重和轴数。

3.触发光幕的同时开始启动车辆长宽高外廓测量系统，对车辆进行雷达扫描。

4.当光幕分离后，车辆脱离计重系统，计重控制卡根据轴数，轴重和轴型计算出整车重量。

5.光幕分离的同时，车辆长宽高测量仪的雷达停止扫描，根据扫描数据计算出最终的车辆长宽高。

6.计重信息和车辆长宽高数据上传至上位机。

7.上位机超限检测软件汇总和收集所有信息（包括车牌，轴数，轴重，整车重量，车长，车宽和车高等），存入数据库。

8.在LED情报板上显示车辆信息，包括车牌，轴数，总重，超重率，车长，车宽和车高。

显示绿色表正常，红色表超限。

9.语音提示车辆是否超限。

（不停车超限检测整体实例图）一．不停车超限检测系统组成不停车超限检测系统主要由双台面动态轴重计量系统，汽车长宽高外廓尺寸测量系统，车牌自动抓拍系统，信息提示系统及超限控制软件组成。

3.1双台面动态轴重计量系统由承重检测台，红外车辆分离器，车辆检测器（地感线圈），数据采集系统,通讯传输系统及供电系统等组成。

➢双台面动态轴重计量系统各组成部分的基本功能：承重检测台由双台面组成，负责车辆的称重工作，获取车辆的轴数，轴重及整车的重量。

红外车辆分离器安装在第一块称台中轴两侧，用于车辆分离，或车辆的收尾工作。

一、背景卡车运输不仅生产成本比重大，而且在生产过程中存在的安全隐患大，是露天矿安全生产管理的重点环节。

卡车的运行状况由于受到装载质量、道路质量、道路坡度、运距、物料性质、环境气候、以及操作技术水平等多因素的影响，安全管理难度大。

因此，卡车的安全运行一直是矿山设备管理的难点和重点。

其中，由于来自生产任务压力或个体利益的驱动，同时因对卡车超载的危害认识不足，露天矿卡车超载的现象经常出现，由此造成的灾害事故时有发生，给企业造成了很大损失。

因此，计划研发一套基于激光雷达的装载卡车轮廓超限智能检测系统，利用该系统达到提高卡车运输效率、降低卡车综合运输成本、确保安全运行的目的。

二、系统概述基于激光雷达的装载卡车轮廓超限智能检测系统主要由激光雷达、车牌识别摄像机、边缘处理器、声光报警器以及后台管理系统软件组成。

该系统采用高速、高精度扫描激光雷达作为主传感器，有效解决了以往检测设备对车辆车型尺寸检测的数据不精确的问题。

三、系统框架整套系统以高速高精度扫描激光雷达为基础，由前端数据采集、后端信息发布、大数据比对以及多系统联动等模块组成。

激光雷达可在自由流通行状态下同时获取多车道同时通行的车辆点云数据，有效检测距离达300米。

边缘处理器通过点云分析检测算法对多帧点云数据拼接、合并处理获取到高精度的车辆三维（长宽高）信息。

当车辆到达车牌识别区域即触发车牌抓拍，再经图像与点云统合算法，将抓拍车辆的车牌信息与尺寸信息进行匹配，然后将采集到的车辆信息与系统预设阈值进行比对，一旦发现车辆尺寸超出长宽高预设阈值，则在后台系统中告警并触发声光报警器。

四、系统优势（1）采用高精密传感器结合深度学习算法，可准确有效地自动分离车辆，防止跟车，提高车辆轮廓数据采集的精度。

（2）自动检测出车辆的长、宽、高、栏板高度、轴距和销轴距等参数，自动剔除反光镜等不计入车辆的轮廓的部件，全程无需人工调整。

（3）一体化设计，可实现检测、预警、处置的智能化操作。

引言随着我国家积极财政政策的实施，交通基础设施建设速度加快，城市交通发展越来越快，但交通事故的发生也越来越频繁，特别是超高货车卡桥，交通部门多数采用增设限高标志的措施进行防范，但是由于司机的侥幸心理，没有限高意识，夜间光线不足等多方面的原因，此类交通事故依然时有发生，所以对车辆高度监控是城市交通管理中必不可少的环节，目前我国交通城市管理机构主要采取传统检测技术检验载货车的几何尺寸参数，如采用钢卷尺、高度尺、角度尺、离地间隙仪等进行手工测量，这种人工手动接触性测量的方法劳动强度大，测量时间长，测量精度低并容易出现认为误差，已不适应于现代自动化检测的需要，因此设计一种能够自动检测出车辆高度信息的超高检测示警系统就是显得迫在眉睫，系统建成后将为评判车辆能否在该道路上正常行驶提供依据，为城市交通管路提供科学依据，对超高车辆实行有效的管理，达到避免超高车辆对交通设施产生实际危害的目的。

系统设计应用意义采用激光发射和接收传感器来设计车辆超高检测系统，降低了成本且适合我国国情，此系统可以智能化地检测出车辆的超高高度，减少货车卡桥、撞桥交通事故、维护桥梁、隧道的安全，减少不必要的损失，具有切实的应用价值，适用于公路、高架桥、人行天桥、铁路的桥梁、隧道等。

发展概况现目前对车辆超高检测的研究主要集中在激光方面，激光车辆超高检测系统通常由激光发射机，激光接收机等部分构成，激光发射机发出激光束并被激光接收机接收，当有超过限制高度的车辆通过时激光束被阻断，接收机立即发出报警信号，同时还可以启动其他报警或控制设备，在桥梁、隧道口或其他有高度限定的地方前一定距离处安装激光车辆超高检测器，当超高车辆进入时，检测器报警，输出报警信号，超高控制报警主机，由超高报警主机触发报警警号，对超高车辆报警，警告其停止前进。

车辆超高检测示警系统总体设计较之其他的检测手段，激光超高车辆检测无疑是一种更为精准可靠的检测手段。

当有车辆高度超过预先设定好的高度时，激光检测设备立即发出指令让前方的示警LED显示屏提示司机车辆超高警示（声光报警）并提供出安全行车路线诱导车辆绕行通过，如果超高车辆继续前进，该系统触发视频抓拍系统抓拍超高车辆图片或触发视频录像机进行录像，然后把图片或视频无线传送至监控中心值班计算机，监控人员可以从图片或视频录像里看清车牌号码，以利于管理部门进行违章取证。

高速公路出入口车辆超限检测系统高速公路出入口车辆超限检测系统随着高速公路的迅速发展，高速公路养护和运营安全显得越来越重要。

如果非法超限车辆在行驶过程过中发生事故，将加速高速公路设施、桥梁、涵洞与路面的损坏，甚至造成人员伤亡，这已经变成了影响交通行业发展的障碍。

如果能从高速出入口处对超限车辆进行有效检测，将会大大降低高速公路事故的发生。

目前的高速公路出入口，只对过往车辆进行重量自动检测，而车辆的超限却因为技术原因没有进行检测。

如果把这些车辆放行，超限车辆很容易变成一枚“定时炸弹”，对高速公路安全造成威胁。

有的收费站入口前安装了用钢材制作的龙门式“防撞架”，悬挂限高标志，为了醒目，将限高门架漆成黄黑相间的条纹，即便如此，但由于司机对车载货物高度估计有误或存侥幸心理，就会撞上限高架。

由于车辆惯性作用撞向收费设施，轻则导致司机、车辆、防撞架及设施受损伤，重则防撞架报废，造成交通拥堵。

事实证明，防撞架并不能从源头上解决车辆超高带来的隐患。

为避免此类情况的发生，有的采用人工检测，一方面浪费人力也容易造成疏漏，另一方面检测数据并不可靠，个别超限车辆可能会成为漏网之鱼，得不到有效控制和劝返，这样就给交通安全事故埋下了隐患。

为此，飞天激光研发设计了一套超限车辆检测报警系统，该系统采用激光检测装置在车辆通过时准确检测是否超限，一旦发现超限车辆，检测设备会向控制设备发出语音报警和声光报警，提醒外勤人员及时处理，同时将报警信息通过GSM短信模块发送到稽查手机号码上，有效避免超高车辆进入高速公路，消除交通安全隐患。

本系统前端测量部分主要由一组飞天激光IT-B50激光超高检测器、太阳能单晶硅电池板、免维护硅能胶体蓄电池、电源管理控制器组成，后端由信号控制器、超限记录单元和无线语音提示器组成，激光超高检测器发射端和接收端分别安放在道路两侧对过往车辆进行检测。

当有车辆高度超过预先设定好的高度时，IT系列激光超高检测器向控制设备发出车辆超高的信号，语音提示器响起“出/入口超限”，警铃响起和警灯频闪，提醒工作人员处理，同时通过超限单元单元中GSM短信模块向预先设置的多组手机号码发送报警信息。