一种车辆通道圆轨迹测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种车辆通道圆轨迹测试系统及方法，用于测试汽车、挂车及汽车列车的通道圆通过性。设置一可旋转的立柱，在立柱上固定角度传感器、测距传感器、图像采集器，与计算机相连；在待测车辆上设置图像和/或距离采集标记，记录测距传感器标记位置或车轮轴头与通道圆上车轮边缘的初始距离，用于计算机软件数据修正。测试时让待测车辆沿着通道圆的圆周行走，图像采集器循环多次采集车上的标记，并每次同步测量该标记的角度和距离，然后拟合所有的角度和距离数据，形成该标记的轨迹，并测算出通道圆直径。本发明专利技术操作简便，误差小，且轨迹形成于计算机中，采集过程中不会对环境产生污染。

【技术实现步骤摘要】
一种车辆通道圆轨迹测试系统及方法
本专利技术属于汽车或汽车列车性能测试技术，尤其涉及对汽车或汽车列车在圆形通道上通过性的测试评价系统及方法。
技术介绍
我国于2016年7月发布实施了《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》(GB1589-2016)，其中对车辆通过性(通道圆)的测试标准进行了再次明确定义，规定行驶的路线以及测试要求。但标准中只提及测试要求、指标，不对具体测试设备和方法进行指导或规定。目前传统的汽车或汽车列车通道圆的通过性测试方法主要包括地面标记法(洒水、喷油漆、画线)和GPS定位法。随着我国中置轴挂车列车上路行驶政策的实施以及车辆管理观念的加强，将对中置轴牵引车辆与中置轴挂车实行列车性能匹配，以确保其通过性符合国家标准要求。目前，现有的几种方法在多轴汽车列车(6轴或未来6轴以上)中存在一定的不足，容易出现车辆前后轮胎行驶轨迹互相碾压、对路面造成污染、设备安装复杂，或者误差较大。因此，迫切需要开发新的便捷设备和新的方法对车轮行驶轨迹进行测量，从而更好的为车辆通道圆的通过性进行评价。
技术实现思路
本专利技术为了获得汽车或汽车列车的通过性能，提出一种对汽车或汽车列车车辆通道圆轨迹测试系统及方法。该系统具有设计简单、结构合理、安装方便、便于操作等特点，利用该系统实施的测试方法、测试手段可快速、准确地实现对汽车或汽车列车的通道圆轨迹进行测试，得出其通过性是否满足国家标准的要求。本专利技术为解决以上技术问题所采取的技术方案如下：本专利技术提供一种车辆通道圆轨迹测试系统，包括一可旋转的立柱，在所述立柱上固定有角度传感器、测距传感器、图像采集器；所述角度传感器、测距传感器、图像采集器与立柱同轴同步旋转；所述立柱位于半径为12.5m的通道圆的圆心处，待测车辆位于所述通道圆的弧线上；所述角度传感器、测距传感器、图像采集器均与一计算机相连，向计算机传送数据。进一步地，所述立柱垂直于所述通道圆平面，旋转时保证与通道圆平面垂直不倾斜，才能使得测试数据准确。进一步地，所述立柱底部设置一驱动机构，所述驱动机构驱动所述立柱旋转。进一步地，所述角度传感器包括固定端和旋转端，固定端与一固定物固定，旋转端固定在所述立柱上，与所述立柱同轴心旋转。进一步地，所述测距传感器的测量中心点与车辆轴头中心高度保持一致。本专利技术还提供一种利用所述系统进行车辆通道圆轨迹测试的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在车辆上设置有图像和/或距离采集标记，待测车辆沿着所述通道圆的圆周低速行走；2)在待测车辆行走的过程中，所述图像采集器不断循环采集车辆上的标记，将信号传送给计算机，并在每一次采集时，角度传感器、测距传感器同步采集所述标记的角度和距离，传送给计算机；3)以角度和距离建立二维坐标系，拟合在所有次采集到的所述标记的角度和距离数据，形成一曲线，即为该标记的通道圆轨迹。进一步地，所述图像和/或距离采集标记在车辆转动轴上的车轮上设置。进一步地，所述图像和/或距离采集标记在靠轨道内侧的车轮上设置。进一步地，具体方法是：设有n个车轮做了标记，n≥1，标记位分别记为N1、N2、N3……Nn；测试时所述立柱持续旋转，车辆进入通道圆的位置A时，图像采集器依次采集各标记位的图像，角度传感器、测距传感器同时记录相应的角度和距离，分别记为N1：Aα1和AR1，N2：Aα2和AR2，……Nn：Aαn和ARn；当车辆进入通道圆的位置B时，图像采集器再依次采集各标记位的图像，角度传感器、测距传感器同时记录相应的角度和距离，分别记为N1：Bα1和BR1，N2：Bα2和BR2，……Nn：Bαn和BRn；伴随车辆的不断行进，图像采集器依次在不同位置采集，角度传感器、测距传感器也同时测量，所有数据都传送给计算机；计算机分别统计各标记位的所有次测量的角度和距离，并在角度和距离的二维坐标系中，分别拟合形成n条曲线，根据这些曲线确定待测车辆的最小通道圆半径。与现有技术相比，本专利技术显著的有益效果体现在：1.本专利技术设计的测试系统，结构简便，可扩展性好。只需要携带少数的几个传感器(测距、测角)，在通道圆圆心点上以及车辆轴头上进行快速安装，便可完成试验准备工作。此外，该设备可在现有一车一挂时开展测试工作，也可在未来一车双挂的环境下继续使用。2.本专利技术测量精度高，对环境无损害。相关测试无需破坏试验场的路面，也不需要进行洒水、地面绘制轨迹、喷漆等，便可实现测试。此外，随着传感器技术的发展，测距传感器能够有更高的测量精度，测试系统测得的测量点数量、采集效率与以往系统相比，优势明显。3.本专利技术采用为数不多的几个器件就可完成测量，且测量结果精确。通过巧妙的在车轴上设置几个拍摄和/或测距标记，同时巧妙地在圆中心点安装旋转立柱，采用传感器旋转循环采样的方式，就可连续实现同一标记点的不同时刻的多次测量，以及不同标记点在几乎是同一时刻下的同步测量。4.本专利技术不仅对环境无污染，而且使用计算机等科学的手段进行测量和计算，没有人为误差。本专利技术的其他优点将在以下实施例中有所展现，或者通过阅读本申请而领会。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为车辆通道圆测试系统布置图；图2为各测量传感器的安装布置图；图3为通过计算机重绘的不同轮胎行驶轨迹图。1-立柱、2-角度传感器、3-测距传感器、4-图像采集器、5-待测车辆、6-固定杆。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述，但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本专利技术技术方案作的唯一限定，凡是在本专利技术技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本专利技术的保护范围。如图1和图2所示，按照GB1589-2016规定，要求在半径为12.5m的通道圆上进行通过性测试，所以，本专利技术提供的一种车辆通道圆轨迹测试系统，围绕半径为12.5m的地面圆设置，该系统包括在地面上半径为12.5m圆的圆心点位置安装的一根可转动的立柱1，以及在立柱上安装的、可以随立柱同步转动的角度传感器2、测距传感器3、图像采集器4。进一步地，立柱1为垂直于地面设置，与地面间仅可进行旋转，可在底端安装一驱动机构，由驱动机构带动其旋转，驱动机构可选能够驱使立柱1持续、稳定、匀速旋转的任何机构。角度传感器2、测距传感器3、图像采集器4三者均固定在立柱1上，当立柱旋转时，角度传感器2、测距传感器3、图像采集器4保持与立柱1同轴心同步旋转。角度传感器2、测距传感器3、图像采集器4三者在立柱1的垂直方向上位置可互换，但需要保证测距传感器3的测量中心点与车辆轴头中心高度保持一致，以便捕捉测量点。角度传感器2的外部固定杆6(如图2)与地面固定用以确定角度传感器的初始位置，角度传感器2的转孔与立柱1配合随立柱1同轴心旋转。还进一步地，对于有相应配件配合测量的测距传感器3，可在车辆轮毂(或轴头)上安装传感器所需的配件(如激光测距仪配套使用的反光板)。除此之外，该系统还需要配置一计算机，角度传感器2、测距传感器3、图像采集器4均与所述计算机上的采集卡相连，向其传输采集到的信息；驱动立柱1旋转的驱动机构也可由所述计算机控制。本专利技术是实现对测试车辆通道圆轨迹的测量，采用本系统的测量原理是：让待测车辆5以立柱1为中心，在半径为12.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆通道圆轨迹测试系统，其特征在于：包括一可旋转的立柱(1)，在所述立柱(1)上固定有角度传感器(2)、测距传感器(3)、图像采集器(4)；所述角度传感器(2)、测距传感器(3)、图像采集器(4)与立柱(1)同轴同步旋转；所述立柱(1)位于半径为12.5m的通道圆的圆心处，待测车辆位于所述通道圆的弧线上；所述角度传感器(2)、测距传感器(3)、图像采集器(4)均与一计算机相连，向计算机传送数据。

【技术特征摘要】
1.一种车辆通道圆轨迹测试系统，其特征在于：包括一可旋转的立柱(1)，在所述立柱(1)上固定有角度传感器(2)、测距传感器(3)、图像采集器(4)；所述角度传感器(2)、测距传感器(3)、图像采集器(4)与立柱(1)同轴同步旋转；所述立柱(1)位于半径为12.5m的通道圆的圆心处，待测车辆位于所述通道圆的弧线上；所述角度传感器(2)、测距传感器(3)、图像采集器(4)均与一计算机相连，向计算机传送数据。2.根据权利要求1所述的车辆通道圆轨迹测试系统，其特征在于：所述立柱(1)垂直于所述通道圆平面。3.根据权利要求1或2所述的车辆通道圆轨迹测试系统，其特征在于：所述立柱(1)底部设置一驱动机构，所述驱动机构驱动所述立柱(1)旋转。4.根据权利要求1所述的车辆通道圆轨迹测试系统，其特征在于：所述角度传感器(2)包括固定端和旋转端，固定端与一固定物固定，旋转端固定在所述立柱(1)上，与所述立柱(1)同轴心旋转。5.根据权利要求1所述的车辆通道圆轨迹测试系统，其特征在于：所述测距传感器(3)的测量中心点与车辆轴头中心高度保持一致。6.一种利用权利要求1-5之一所述系统进行车辆通道圆轨迹测试的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)在待测车辆上设置图像和/或距离采集标记，测试时待测车辆沿着所述通道圆的圆周低速行走；2)在待测车辆行走的过程中，所述图像采集器(4)不断循环采集车辆上的所述标记，将信号传输给计算机，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红卫，宗成强，董金松，张学礼，张浩，区传金，黄超智，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11