[发明专利]一种集成汽车轮轴识别功能的激光扫描分车器及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通领域，具体涉及到一种集成汽车轮轴识别功能的激光扫描分车器及实现方法。

背景技术

近年来我国经济飞速发展，交通行业作为经济交流的纽带也随之显现出愈加重要的影响。与此同时各类相关问题也屡出不穷，尤其是超载问题，不仅对道路、桥梁造成损毁而且影响交通安全。为治理超载问题，高速称重变得尤为重要，而分车，测车轴类型，是称重系统的重要依托。

目前高速称重系统中使用的车辆分离器主要为光栅式分离器，采用对射式原理，需要发射端和接收端分别安装在道路两侧对准后形成闭合光路。由于现场环境复杂，对准困难，体积较大容易倾倒倾斜，或有其他非影响性障碍物都会使设备造成误判；且线路较多，对施工和维护造成诸多不便。

目前高速称重系统中使用轮轴检测设备多采用轮轴识别器。此类产品均属于接触式检测，导致设备容易损坏，使用年限低，而且安装时需破开路面或秤体，施工和安装过程复杂，后期维护成本高，费时费力。

目前的分车、测车轴的相关设备多为单功能设备，使用过程中需要两种设备配合使用，增加设备数量的同时提高了设备故障率，且增加了成本投入。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种集成轮轴识别功能的激光扫描分车器及实现方法。该分车器通过电脉冲信号诱发激光发射器发出测距用的脉冲激光束，再经由旋转反射装置转化成激光光束阵列的基本形式，实现对经过光束阵列的物体进行三维图像还原，再经由分析单元对图像进行分析处理，从而实现分车，并在此基础上得到车轴信息。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种集成汽车轮轴识别功能的激光扫描分车器，其特征在于：包括安装壳体的支架及安装在壳体内的旋转反射模块、测距模块、图像处理分析模块、主控模块和电源模块；所述旋转反射模块包括第一驱动电路和旋转反射机构；测距模块包括激光脉冲产生电路、激光发射单元、激光接收单元、放大整形电路、距离计算单元和第二驱动电路；所述图像处理分析模块包括三维图像存储单元、三维图像分析单元和串行通信接口；三维图像存储单元采用FLASH芯片，三维图像分析单元采用第一单片机，所述主控模块包括第二单片机、开关量输出单元和以太网通信接口；所述电源模块为主控模块、旋转发射模块、测距模块、图像处理分析模块提供工作电压；其中：主控模块的第二单片机分别与开关量输出单元和以太网通信接口连接；主控模块的第二单片机连接旋转反射模块的第一驱动电路，第一驱动电路连接旋转反射机构，旋转反射机构连接到主控模块的第二单片机；主控模块的第二单片机连接测距模块的第二驱动电路，第二驱动电路分别连接激光发射单元、距离计算单元，激光接收单元连接放大整形电路，放大整形电路连接距离计算单元，距离计算单元连接到主控模块的第二单片机；主控模块的第二单片机分别连接图像处理分析模块的FLASH芯片、第一单片机和串行通信接口，FLASH芯片与第一单片机连接，第一单片机连接串行通信接口。

所述激光发射单元包括激光发射二极管、发射透镜、激光准直机构；发射透镜放置在激光发射二极管的前面，激光准直机构放置在发射透镜前方；所述激光接收单元包括激光接收二极管、接收滤光片、接收透镜、激光接收反射镜；接收滤光片和接收透镜放置在激光接收二极管前面，激光接收反射镜放在接收透镜后面，并且均和激光接收二极管垂直，激光发射二极管和激光接收二极管并排放置。

所述旋转反射机构包括上旋转架、棱镜固定架、多边形棱镜、码盘、盘齿轮、直齿轮、直流电机、下定位座；其中：上旋转架上端与壳体骨架通过轴承连接，下端与镜片固定架进行固定连接；大反射镜粘接在镜片固定架的镜片安装面上；码盘、盘齿轮按照排列顺序依次通过螺丝固定在镜片固定架的底部；下定位座上端固定镜片固定架，下端固定在壳体上，上旋转架、镜片固定架、大反射镜、码盘、盘齿轮、下定位座纵向同轴安装；直齿轮与盘齿轮进行啮合，二者旋转轴互相垂直；直流电机转子与直齿轮同轴连接，直流电机底部固定在壳体上；码盘用于为主控模块提供旋转角度位置信息。