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概述

上海捷崇科技有限公司自主研发的超限车辆长宽高检测系统，采用先进的高科技测量手段，通过非接触式激光扫描方式完成车辆长宽高尺寸测量功能；可与任意类型车辆称重系统配合使用，完成车辆的非现场治超系统；同时本产品还提供公路交通信息调查功能，兼容交通部交调技术协议；是一种全新的公路车辆外形信息采集系统。

方案描述

系统特点

1. 采用先进的激光测量技术，测量精度高，鲁棒性好，可全天候工作。
2. 采用先进的激光点云AI识别算法，车辆长宽高测量精准。
3. 具备车辆车型判别能力，可分辨摩托车、中小客、大客、小货、中货、大货、集装箱等车型。
4. 具备一类固定式交通调查设备功能要求，可输出交通量、地点车速、车头时距、跟车百分比、车头间距、时间占有率检测功能。
5. 具备交通部一类交调设备入网认证。
6. 设备提供专用外壳护罩，便于安装维护。
7. 设备提供二次开发接口，后期拓展灵活。

实现方案（一）

本方案采用双激光传感器对单一车道经过的车辆进行车高车宽扫描，可配合辅助测速装置（如测速雷达，测速线圈等）实现车长的二次测量。本方案设备结构简单，性价比突出。可直接输出车高车宽数据，间接输出车长数据。设备顶装在单车道中央，覆盖整个车道，对来往车辆进行激光扫描。

本方案系统示意图下图1所示：

1)  功能说明

以下为治超预检车辆长宽高检测系统的功能：

• 能够检测经过治超预检卡口车辆的车长（需配合辅助测速设备）
• 能够检测经过治超预检卡口车辆的车宽
• 能够检测经过治超预检卡口车辆的车高
• 提供二次开发SDK接口

2)  系统性能指标

系统各类指标参数如下：

检测范围	车长：100 ～ 3000 cm 车宽：100 ～ 500  cm 车高：100 ～ 600  cm
车长检测误差	≤±50cm（需配合辅助测速设备）
车宽检测误差	≤±10cm
车高检测误差	≤±5 cm
车辆处理速度	≤ 500毫秒/辆
通讯协议	LAN
工作电压	AC220V / 50Hz
功率	≤ 100W（单向两车道）
护罩材料	不锈钢（0Cr18Ni9）
防护等级	IP66
温度范围	-55℃ ~70℃
湿度	0～98% （不凝结）
平均无故障时间	≥ 20000小时

实现方案（二）

本方案采用三激光传感器数据融合测量方案，可覆盖同向两车道。对过往车辆进行完整外形轮廓扫描。可直接输出车辆长宽高数据，同时兼容固定式交通信息调查系统功能，已通过交通部入网认证，可直接接入交调平台。设备顶装于两车道中心分割线上，对过往车辆进行外形轮廓扫描，并可测量来车车速。

本方案系统示意图下图2所示：

1)  功能说明

以下为治超预检车辆长宽高检测系统的功能：

• 能够检测经过治超预检卡口车辆的车长
• 能够检测经过治超预检卡口车辆的车宽
• 能够检测经过治超预检卡口车辆的车高
• 能够检测经过治超预检卡口车辆的车速
• 能够识别经过治超预检卡口车辆的车型
• 提供二次开发SDK接口
• 提供固定式交通调查数据接口

2)  系统性能指标

系统各类指标参数如下：

检测范围	车长：100 ～ 3000 cm 车宽：100 ～ 500  cm 车高：100 ～ 600  cm
车长检测误差	≤±50cm
车宽检测误差	≤±10cm
车高检测误差	≤±5 cm
车速检测范围	0～120KM
车速测量精度	≥ 95%
车型识别范围	摩托车、中小客、大客、小货、中货、大货、集装箱
车型识别率	≥ 95%
车辆处理速度	≤ 500毫秒/辆
通讯协议	LAN
工作电压	AC220V / 50Hz
功率	≤ 100W（单向两车道）
护罩材料	不锈钢（0Cr18Ni9）
防护等级	IP66
温度范围	-55℃ ~70℃
湿度	0～98% （不凝结）
平均无故障时间	≥ 20000小时

背景

公路运输是当前我国交通运输体系中的一个重要组成部分，其具有点多面广、迅速灵活、能实现“门到门”运输等特点，还可以承担其他运输方式的集散任务。地方公路作为公路运输网络中的一个重要组成部门，更是在带动地方经济发展、乃至促进整个国民经济发张中起着至关重要的作用。自建国以来，我国公路建设和公路运输发展取得了巨大成就。据统计，截止2016年底，公路建设里程达到469.63万公里，较建国初期的8万公里增长了近59倍。公路运输在综合运输体系中页占有重要比重。

随着公路交通事业的不断发展，与之密切相关的公路交通情况调查工作也变得越来越重要。其主要表现在以下两个方面：

第一：观察地方经济发展，评价现有道路的规划与建设等方面，交通情况调查数据是重要的参考依据。

第二：虽然我国公路密度大，但存在高等级公路比例较低，路网分布不均匀，在一定程度上仍不能满足地方经济飞速发张的需求。因此，不断完善地方公路网规划，对公路建设项目进行可行性研究和经济分析，进而进行科学的选择和评价，依轻重缓急，做出正确的决策显得十分重要。这也就要求我们交通部门必须掌握准确的现有交通资料并进行远景交通预测，也就是说要做好交通量调查工作。

我司研发的全新一代激光非接触固定式交通情况设备就是以解决道路交通情况调查智慧化为目标，实现交通情况调查的自动化、精确化和智慧化，为道路交通的规划建设提供准确可靠的信息基础。

激光交调简介

在交通运输规划研究院发布的“推荐质量合格公路交通情况调查设备”前几批名单中，公路交通情况调查设备监测方式多数采用线圈、压电、微波、超声波、视频等。其中，线圈检测方式是在公路下方铺设线圈，通过线圈中的电流变化来检测车辆，这种检测方式只能检测车辆数量等有限信息，并且使用寿命较短，施工需要破坏路面，安装不便。压电称重检测方式采用压电膜、线圈组合的布局方式，具有成本低、车型分类精度高、不受气候影响等优势，缺点依然是破坏路面。超声波、微波检测方式利用反射回波原理，属于非接触式检测，不需破坏路面，而且使用寿命长，架设方便。其不足之处在于检测范围呈锥形，当有车辆遮挡和行人时反射信号不稳定，同时其精度也易受环境如大风、暴雨等自然条件的影响，容易造成误检。视频检测方式通过对视频图像的分析处理提取出车辆信息，目前这种技术还很不成熟，特别是在夜晚以及其他环境干扰的情况下，检测能力较低。

因此，在车型分类日趋复杂、检测精度要求日益提高的情况下，上述类型的设备已无法满足当今交通情况调查的要求。而激光扫描技术具有测量精度高，抗干扰性强等特点，同时在工作原理上可以弥补线圈、压电、超声波、微波、地磁、视频等传感器的不足。所以，我司采用激光雷达作为主要传感器的公路交通情况调查系统。

我司的全新一代激光非接触固定式公路交通情况调查设备采用业界领先的激光传感技术及三重复合式扫描方案，实时获取过往车辆的精准三维轮廓数据，配合自主研发的智能车型识别算法，可高效、准确地识别过往车辆的车型，进一步配合数据拟合算法完成公路交通信息调查任务。 本设备已通过交通部权威鉴定，符合交通部交通调查设备行业标准，获准进入交通运输部规划研究院“推荐质量合格公路交通情况调查设备”名单，各项性能指标均超过最新标准JT/T 1008.1 2015中规定的I级交调设备要求，可以实现8种机动车型自动分型、流量统计、地点车速检测、车头时距、跟车百分比、车头间距、时间占有率等功能，并保证实时交通数据传输满足公路交通情况调查工作要求。

系统原理

我司研发的激光非接触固定式公路交通情况调查设备采用激光扫描测距的基本技术原理，当车辆经过安装有我司设备的交通情况调查监测点时，激光雷达会通过动态扫描横截面的方式对车辆进行全方位扫描，获取车辆的三维数据。并将扫描数据传输给激光交调智能处理主机，对数据进行滤波及特征提取。最后智能识别算法将根据提取得到的车辆特征进行车型判断、车速计算等，并将结果传输至路网中心交调平台。

系统组成

我司生产的激光非接触固定式公路交通情况调查设备主要由激光检测探头、交调智能处理主机、连接线缆及安装支架等组成：

具体设备清单如下：

1	激光检测传感器
2	交调智能处理主机
3	雷达数据线
4	设备电源线
5	网络连接线
6	安装支架

系统特点

我司生产的激光非接触固定式公路交通情况调查系统由于采用业内领先的激光雷达布局方案及性能优异的进口激光雷达，因此具备以下特点：

测速精确
系统采用的高速激光传感器会在车辆行驶断面上形成多道高密度激光光幕，车辆行驶过后通过多次速度补偿迭代算法，从而精确测定车的行驶速度。

判型准确
系统采用多激光线性扫描算法及曲面补偿算法，对车辆进行三维几何重构，提取该车辆各类轮廓尺寸特征进行车型判别，从而得到高精度的车辆判型结果。

运行稳定
系统采用先进的激光扫描技术，相较于传统感方式，具备精度高，寿命长，鲁棒性好，不收雨、雪、大雾等恶劣天气影响，安装完成后免维护。

设备轻便
系统采用全铝合金打造，坚固可靠，体积小巧轻便，整体重量约3.5公斤，除了龙门架外，还可安装于L杆上，或于道路中央的绿化带设一立杆，抱装在立杆上，可大量节约基础建设费用。

高度集成
系统控制主机采用一体式集成而成，体积小巧轻便，易于安装，对控制柜空间需求小。

系统优势

安装维护方便
我司研发的激光非接触固定式公路交通情况调查系统在安装维护是无需破坏路面埋设线圈、压电条等传感器，且在安装维护过程中无需封道，因此安装部署方便、全寿命费用低。

抗环境干扰性强
我司研发的激光非接触固定式公路交通情况调查系统采用主动视觉激光雷达，不受光照等外部环境影响，同时也不像地感线圈、压电板等一样受车辆重量影响，因此系统稳定可靠，抗环境干扰性强。

检测精度高
相较于其他形式的交通情况调查系统，我司研发的激光非接触固定式公路交通情况调查系统能够获取更多车辆的特征信息，如车辆长宽高、轴组轴型等信息，从而保证了极高的检测精度。

系统参数

设备各类指标参数如下：

识别精度	车型综合识别精度：≥90% 交通流量统计精度：≥98% 平均速度检测精度：≥96% 车头时距采集精度：≥90% 车头间距采集精度：≥90%
速度检测范围	0—200km/h
车道类型	单台设备可覆盖双向六车道
单车识别时间	≤500ms
数据存储时间	≥30天
通讯接口	LAN（符合交调通讯协议）
工作电压	AC220V / 50Hz
功率	≤100W
防护等级	IP66
温度范围	-55℃ ～70℃
湿度	0 – 98% （不凝结）
平均无故障时间	≥20000小时

系统型号

LUT-J01-E系列交调设备根据可检测的车道情况分为2个子型号，分别为：单激光检测探头LUT-J01-E1；双激光检测探头LUT-J01-E2；

• LUT-J01-E1 LUT-J01-E1单激光检测探头产品适用于单向车道、双向两车道、双向四车道、双向六车道等道路场景；
• LUT-J01-E2 LUT-J01-E2双激光检测探头产品适用于双向六车道、双向八车道等道路场景。

系统安装

双向两车道安装示意

双向两车道激光扫描模块安装于车道中线正上方的龙门架或L型杆上，门架高度6.5米为宜，车道中线绿化带宽度不大于2米。如图所示：

双向四车道安装示意

双向四车道激光扫描模块安装于车道中线正上方的龙门架或L型杆上，门架高度6.5米为宜，车道中线绿化带宽度不大于2米。如图所示：

双向六车道安装示意 双向六车道激光扫描模块安装于车道中线正上方的龙门架或L型杆上，门架高度6.5米为宜，车道中线绿化带宽度不大于1.5米。如图所示：

双向八车道安装示意 双向八车道需两套激光探头交调设备，分别将激光扫描模块安装于单向车道中线正上方的龙门架或L型杆上，门架高度6.5米为宜。如图所示：

车辆全信息分析系统，是我司针对当前国内智能交通行业车辆信息识别分析数据单一准确度低的问题，采用了先进的人工智能技术对卡口过车数据进行实时采集识别系统。可获取除车牌号码以外的车辆全部外特征信息，诸如车辆品牌、款式、车型、颜色、尺寸等信息。具有识别精度高，安装调试方便，后期可升级扩展等特点。是整个ITS行业革命性的产品升级，通过车辆信息的深度特征处理与价值挖掘，联网共享车辆信息，提高整个产业车辆信息智能化综合应用的能力和水平。

核心技术概述

车辆前脸分析技术

车辆前脸分析技术，基于人工智能深度学习研究方法，通过车辆前拍图片精细化识别车辆全方位信息，识别车辆号牌、品牌、款式、车型、颜色等车辆信息，具有非常高的准确率。我司通过对大数据及深度学习技术深入研究，提炼出符合ITS行业的深度学习框架和训练模型，采用优化的深度学习方法，建立了一套完整的车辆数据特征训练模型，学习了千万级海量的车辆特征信息，从整车、车前脸、车后尾，到车牌、车标、车型、车身颜色、车灯、挡风玻璃等车辆特征，最终实现让计算机识别出图片中的车辆信息。

车辆三维建模技术

车辆三维建模技术，是一种利用激光测距等技术原理获得车辆外轮廓数据的新型技术，采用非接触式高速激光扫描方法，获取车辆的几何数据及影像资料，通过激光扫描获取几何数据，提取车辆的外形数据，过滤无用的干扰信息，采用独有的激光建模算法，建立车辆3D模型，获得车辆长、宽、高数值及车辆类型数据。同时，结合时间维度数据，精确计算出车辆的实时行驶速度。该技术具有高精度、高可靠性、高分辨率、非接触式以及优良的兼容性等特点。

产品简介

车辆全信息分析系统，是一套基于车辆应用的新型智能图像分析系统。系统采用我司自主研发的基于深度学习研究方法的智能图像分析技术及先进的激光三维扫描技术，为客户提供集车辆特征信息采集、智能分析、多样性可视化展现等于一体的智能化产品，高效采集目标车辆的车牌号码、车辆类型、品牌系列、车身颜色、车辆轮廓尺寸、车速等车辆关键信息。全系统主要由抓拍相机、激光扫描雷达、智能图像分析单元（服务器），补光设备组成。结构示意图如下图；根据路面场景的不同设备的数量会有相应的增减。抓拍相机安装方式为标准卡口形式，激光雷达吊装于龙门架上根据车辆覆盖范围确定雷达数量，智能图像分析单元可根据现场网络情况置于前端或后端。

产品功能介绍

• 车辆轮廓3D建模
  采用先进的红外激光扫描技术，获取目标车辆轮廓激光扫描数据，构建车辆三维轮廓，展示实时过车的轮廓模型。

• 车身尺寸扫描
  采用先进的红外激光扫描技术，扫描目标车辆的外部轮廓，精确获取车辆长宽高尺寸数据，扫描精度达到95%以上。

• 车前脸识别
  系统采用深度学习技术，基于车辆车前脸图像库训练，对智能图像分析单元采集的车前脸图像进行分析和识别，提取和分析车辆的车前脸隔珊、大灯、车标等特征信息，实现车辆车前脸的精细化识别。

• 品牌型号识别
  采用智能图像分析技术，实现车辆品牌型号识别，能够识别市面常见车辆品牌及系列，综合识别准确率达95%以上。

• 车辆类型识别
  结合先进的激光扫描技术，通过扫描获取目标车辆的长宽高等数据进行分析计算，识别出目标车辆的具体类型，目前可识别出11种车辆类型，包括：中小客车、大客车、小货车、大货车、轿车、SUV、MPV、面包车、皮卡、警车、出租车等，综合识别准确率达90%以上。

• 车辆颜色识别
  采用车辆精细化识别技术，实现目标车辆车身颜色自动识别功能，可识别出10种常见车身颜色，包括：白、灰、黄、粉、红、紫、绿、蓝、棕、黑，准确度可达90%。

• 车牌号码识别
  采用车辆精细化识别技术，实现对目标车辆的车牌号码的识别和存储功能。系统提供的车辆号牌识别功能符合GA/T 833-2009 机动车号牌图像自动识别技术规范要求，综合识别准确率达95%以上。

• 车速检测
  系统提供目标区域车速检测功能，准确检测出目标车辆的实时速度，0~180km时速车辆测量值误差为负偏5%。

• 过车图片抓拍
  系统通过部署的抓拍单元，自动检测、抓拍目标监控区域过往车辆并进行存储和展示。

主要技术指标

车辆全信息分析系统主要技术指标：

系统配置清单

车辆全信息分析系统配置清单列表（单向车道或单向两车道）：

车辆全信息分析系统配置清单列表（单向三车道）：

业务应用

基于车辆全信息分析系统采集的全方位车辆属性信息，结合大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术，进一步拓展了车辆行驶路径识别、超限检测预警、智能视频卡口、智慧服务区、智能交通信息调查等业务应用解决方案，实现与客户实际业务应用需求的无缝对接，助力交通行业的信息化、智能化建设在“十三五”期间设迈上一个新的台阶。

车辆行驶路径识别

在采用车辆全信息识别技术准确获取车辆属性信息的基础上，通过领先智能算法利用多规则匹配对目标车辆进行精准定位和识别，解决只依赖于车辆号牌比对的单一模式，实现目标车辆行驶多信息融合的真实路径识别，并结合GIS地图提供车辆行驶路径的查询和实时展示功能。车辆行驶路径信息数据，一方面可为检测套牌车辆提供数据支持，另一方面通过目标车辆的车牌号码等车辆属性信息通过对部署的视频监控信息进行查询，绘制目标车辆在高速公路上的行驶路径和行驶时间，实现车辆行驶里程精确计算，为收费系统提供数据参考，避免逃费现象的发生。

超限检测预警

在采用车辆全信息识别技术准确获取车辆属性信息的基础上，获取车辆轮廓的长宽高准确尺寸信息，利用智能算法实现对超限车辆的智能检测和分析，快速识别超限车辆。同时，系统支持提供标准接口与第三方系统对接，实现超限超载车辆的全面检测。通过对比管理部门共享的超限车辆申报信息与目标车辆属性信息，实现目标车辆与已申报车辆的身份统一认证，当检测到未申报的超限车时，第一时间向相关执法部门等进行预警，实现超限车辆的智能检测预警。

智能视频卡口

卡口作为城市安全的重要屏障，主要设置在城市的出入口、重点道路、高速公路等重点位置。区别于普通监控以及电子警察，智能视频卡口采用“高清视频+传输网络+智能视频分析单元”的系统架构，并可通过对外标准接口支持激光测量设备的接入，实现车辆全信息（品牌系列、车型分类、车牌号码、车身颜色、车辆计数）采集功能，具有部署更快捷（无需破坏路面、地感线圈、车检器，前后端部署灵活）、更易于运维的优势。

服务区智能管理

在采用车辆精细化识别技术准确获取车辆属性信息的基础上，可实现对服务区进出车辆精细化识别，全方位采集和分析车辆类型、车辆品牌、车身颜色、车牌号码、车速等车辆关键信息，助力提升高速公路服务区智能化、智慧化水平，为服务区管理向智能化和科学化方向发展提供重要的信息支撑，提供服务区进出车辆属性精细化识别及车辆滞留时间统计、车辆滞留超时提醒、服务区拥堵诱导、车辆分类统计查询等功能。

高速交通信息调查

基于车辆全信息智能集分系统，实现对目标路道交通流量24小时连续不间断地采集，可实时自动识别车型、车辆品牌型号识别、车辆颜色识别、判断车速、车头时距、车头间距、道路占用率等交通流量信息。并通过系统提供的标准接口，与第三方系统进行无缝对接，支持实时上传数据和下位机存储数据等待人工定时提取。并支持接入红外激光扫描单元，通过激光高速扫描精确获取车辆轮廓长宽高尺寸和一些局部特征，实现车辆外部轮廓3D重构和可视化展现。