[发明专利]一种机动车尾气监测系统

说明书

技术领域

本发明属于环境技术领域，具体地说，涉及一种机动车尾气监测系统。

背景技术

机动车尾气遥测技术采用长光程吸收光谱法，即光源发射器将光源直接发射到道路对面的反光镜，再反射到检测器中，当车辆通过光束时，排放尾气对特定波长光谱具有吸收作用，光源检测器通过分析接收光的光谱变化计算通过车辆瞬时的排放浓度。由于机动车尾气管排出的污染物自排出时刻起就会迅速扩散到周围空气中，尾气浓度会持续稀释且不断变化；然而对于同一尾气烟羽来说，各污染物组分的相对体积比数在扩散过程中是基本恒定的。因此遥测技术并不直接测量各污染物的浓度，而是作为参比气体，直接进行对浓度比率的测量，进而利用燃烧化学方程计算得到各污染物排放的浓度值。该方法的缺点是：无法对机动车尾气管进行定位；道路中行驶的机动车尾气管高低不一，如果尾气管不在遥感监测的光路范围，遥感监测设备则无法监测；现实中，城市道路多为双车道或多车道，当道路中为多车并行或旁边车道车辆遮挡光路均无法监测；路边的监测设备需要占用道路空间；路边的光学监测设备容易受到道路震动、尘埃和雨水侵蚀等影响。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种可以准确定位机动车尾气管、多车道监测的机动车尾气监测系统。

技术方案：一种机动车尾气监测系统，包括工业网络摄像机、红外摄像仪、尾气遥感设备、电动云台和工控机：所述工控机安装在道路旁边，分别与所述工业网络摄像机、红外摄像仪、尾气遥感设备和电动云台相连接；所述工业网络摄像机，用于车辆视频的采集进行车辆速度测量和车牌照识别；所述红外摄像仪用于测量车辆尾气管温度对车辆的尾气管进行定位；所述尾气遥感设备安装在所述电动云台上，与所述电动云台联动，所述电动云台根据接收到来自所述工控机的尾气定位信号自动实时调整方位以用来控制所述尾气遥感设备的方位，尾气遥感设备准确捕获尾气团，发射并接收遥感信号，从而实现所述尾气遥感设备对车辆尾气的准确监测。

所述工业网络摄像机和红外摄像仪均设置在道路的上方，根据所选择的安装位置和角度，使其拍摄到车道的路面以及行驶车辆的图像，所述红外摄像仪根据红外热能成像技术，对道路行驶的机动车尾气管进行定位。

所述电动云台设置在道路的上方，所述尾气遥感设备对机动车尾气管进行靶向定位，由上而下发射光谱，根尾气对光谱的吸收值计算尾气中各种气体的浓度。

所述工控机接收到所述工业网络摄像机的视频之后，以道路的一边为坐标轴，在视野方位内选定坐标原点，沿着坐标轴，顺着车辆运动的方向，使用激光测距仪，每隔L米设定一个坐标点，以对车辆实际行驶距离做标定，当车辆行驶过来之后，以车辆牌照高度中心位置为运动测试点，每当该点通过道路与路边坐标点垂直线的时候，记录当前时刻t，将两个坐标点之间的距离相减，除以通过两个坐标点的时间，就得到了车辆通过两个坐标点的速度，多个速度取平均值即得到车辆的平均速度；

所述工控机接收到所述工业网络摄像机的视频之后，安装在工控机里的牌照抓拍处理和识别模块对工业网络摄像机拍摄的车辆图片进行处理，获取车辆的车牌信息。

由于行驶中的机动车发动机都处于做功状态，刚从发动机排除的气体温度大都在400℃-800℃之间，通过尾气处理装置（包含三元催化器、颗粒物捕集器、消声器等尾气处理装置）尾气管排出的尾气温度可达到30℃-60℃之间，高于环境温度10℃-40℃，红外摄像技术是通过物体自身散发的温度成像，不同温度成像特征十分明显，现有红外技术可以在10m以内距离识别2℃以上的温差，由于同一时间内道路环境及车体温度基本一致，唯有机动车尾气管部位温度较高，因此采用红外摄像技术定位道路行驶的机动车尾气管位置较为准确，在开放的道路环境下该定位可为机动车尾气遥感监测提供指向和定点。

图2是本发明的工作流程图，机动车尾气监测系统的工作流程如下：所述工业网络摄像机对车辆进行实时拍摄并进行牌照识别，所述红外摄像仪根据热能成像技术对车辆尾气管进行定位，然后所述工控机对红外摄像仪采集的视频数据进行处理，并向电动云台以及尾气遥感设备发出指令信息，所述电动云台根据指令自动调整方位控制所述尾气遥感设备的方位，所述尾气遥感设备对准车辆尾气管部位进行发射并接收遥感信号，接收信号传输至所述工控机通过计算分析得出该车尾气排放数据，最后所述工控机将收集到车牌照信息、尾气排放数据以及车辆速度信息，进行数据存储，数据传输至数据中心。

有益效果：