CN109856018A - 烟度检测设备及烟度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟度检测设备，用于检测机动车尾气的烟度，包括：测量激光发射模块，适于发射绿光，以便检测机动车尾气的烟度；激光测距模块，适于发射红光至测量区域，以便测量与机动车之间的距离，并判断车尾是否经过测量区域，并在确定车尾经过所述测量区域时，触发所述测量激光发射模块；以及合束模块，适于将所述绿光与红光合束为激光束，以便所述绿光的检测位置与所述红光的测距位置一致。此外，本发明还公开了一种烟度检测方法。本发明的烟度检测设备和方法，能保证绿光对机动车尾气的检测位置十分准确可靠，从而提高对烟度检测的准确性，而且还能降低对交通的干扰。

Description

烟度检测设备及烟度检测方法

技术领域

本发明涉及机动车尾气的烟度检测技术领域，尤其涉及一种烟度检测设备及烟度检测方法。

背景技术

随着环保部门对机动车尾气的超标排放现象越来越重视，通常需要对路面上的机动车排放的尾气进行烟度检测。

现有技术中，对机动车尾气的烟度检测是采用激光(绿光)常亮的方法，当有机动车经过测量点时，根据光强的变化来触发烟度测量，但，这种方法对车尾的捕捉会有一定的误差，例如货车、挂车等机动车在车头与车尾的连接处具有缝隙，从而在连接处会引起光强的变化，导致对车尾的捕捉位置不准确，从而造成一定的烟度检测误差。此外，上述方法所采用的绿光常亮的方法，绿光不仅会对司机驾驶造成一定的干扰，而且，绿光激光器的使用寿命有限，普遍在一万小时以下，而检测设备又通常是安装在龙门架或者L形杆上，若采用这种绿光常亮的方法会导致绿光激光器很容易损坏，从而产生高昂的设备维护费用。

发明内容

为此，本发明提供了一种烟度检测设备，以解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种烟度检测设备，用于检测机动车尾气的烟度，包括：测量激光发射模块，适于发射绿光，以便检测机动车尾气的烟度；激光测距模块，适于发射红光至测量区域，以便测量与机动车之间的距离，并判断车尾是否经过测量区域，并在确定车尾经过所述测量区域时，触发所述测量激光发射模块；以及合束模块，适于将所述绿光与红光合束为激光束，以便所述绿光的检测位置与所述红光的测距位置一致。

可选地，在根据本发明的烟度检测设备中，所述激光测距模块适于根据测得的距离确定机动车的轮廓，并根据机动车的轮廓确定车尾位置，以便判断车尾是否经过所述测量区域。

可选地，在根据本发明的烟度检测设备中，还包括：反射模块，适于对所述激光束进行漫反射；探测器模块，适于接收经所述反射模块漫反射后形成的光信号；以及数据处理模块，适于对所述光信号进行分析计算，以便计算得出所述尾气的烟度。

可选地，在根据本发明的烟度检测设备中，还包括：凸透镜，布置在所述探测器模块的上方，所述凸透镜适于对所述反射模块漫反射后的光斑聚焦，以便形成所述光信号。

可选地，在根据本发明的烟度检测设备中，所述红光适于穿过所述合束模块；所述绿光适于经所述合束模块反射后与所述红光合束。

可选地，在根据本发明的烟度检测设备中，所述红光适于沿竖直方向穿过所述合束模块；所述绿光经所述合束模块反射90°后与所述红光合束。

可选地，在根据本发明的烟度检测设备中，所述合束模块为平面镜，所述平面镜与水平方向的夹角为45°。

可选地，在根据本发明的烟度检测设备中，还包括校准模块，所述校准模块包括：第一烟度片，具有第一烟度值；第二烟度片，具有第二烟度值，且所述第二烟度值与所述第一烟度值不同；在校准状态时，所述校准模块适于相对所述探测器模块转动，并适于转动至使所述第一烟度片或第二烟度片位于所述探测器模块的正上方，通过所述数据处理模块计算得出对应所述第一烟度片的第一测量值以及对应所述第二烟度片的第二测量值，并将所述第一测量值与所述第一烟度值对比、将所述第二测量值与所述第二烟度值对比，以便通过计算公式对所述数据处理模块进行校准。

可选地，在根据本发明的烟度检测设备中，所述第一烟度值为25％，所述第二烟度值为75％。

可选地，在根据本发明的烟度检测设备中，在检测状态时，所述校准模块适于转动至避开所述探测器模块，以便所述探测器模块接收所述光信号，并通过数据处理模块对所述光信号进行分析计算。

可选地，在根据本发明的烟度检测设备中，所述测量激光发射模块在发射绿光时适于持续预定时长。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种烟度检测方法，包括步骤：发射红光至测量区域，以便测量与机动车之间的距离，并判断车尾是否经过测量区域；以及当确定车尾经过所述测量区域时，触发测量激光发射模块发射绿光，以便通过所述绿光检测机动车排放的尾气的烟度；其中，所述绿光通过合束模块与红光合束为激光束，以便所述绿光的检测位置与所述红光的测距位置一致。

可选地，在根据本发明的烟度检测方法中，判断车尾是否经过所述测量区域包括：根据测得的距离确定机动车的轮廓；以及根据机动车的轮廓确定车尾位置，以便判断车尾是否经过所述测量区域。

可选地，在根据本发明的烟度检测方法中，还包括：对所述激光束进行漫反射；接收激光束经漫反射后形成的光信号；以及对所述光信号进行分析计算，以便计算得出所述尾气的烟度。

可选地，在根据本发明的烟度检测方法中，对所述激光束进行漫反射后还包括：对激光束漫反射后的光斑聚焦形成光信号。

可选地，在根据本发明的烟度检测方法中，所述红光适于穿过所述合束模块；所述绿光适于经所述合束模块反射后与所述红光合束。

可选地，在根据本发明的烟度检测方法中，在所述发射红光至测量区域之前，还对烟度检测设备进行校准，包括步骤：转动校准模块，以便校准模块的第一烟度片转动至所述探测器模块的正上方；计算得出对应第一烟度片的第一测量值；转动校准模块，以便校准模块的第二烟度片转动至所述探测器模块的正上方；计算得出对应第二烟度片的第二测量值；以及将所述第一测量值与所述第一烟度值对比，并将所述第二测量值与所述第二烟度值对比，以便通过计算公式对烟度检测设备的数据处理模块进行校准。

根据本发明的技术方案，提供了一种烟度检测设备及烟度检测方法，通过激光测距模块发射红光至测量区域，根据测得的距离确定机动车的轮廓，从而根据机动车的轮廓确定车尾位置，从而对车尾位置的捕捉更准确。此外，本发明还通过合束模块将绿光与红光合束为激光束，使绿光的检测位置与红光的测距位置一致，能保证绿光对机动车尾气的检测位置十分准确可靠，从而大大提高对烟度检测的准确性。进一步地，本发明仅在确定机动车的车尾经过测量区域时，才触发测量激光发射模块发射绿光，绿光在持续预定时长后就停止发射，可见，本发明中发射绿光并不是连续发射状态，从而能降低由绿光造成的对交通的干扰，并能延长测量激光发射模块的使用寿命。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

图1示出了根据本发明一个实施例的烟度检测设备的结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例中的校准模块与探测器模块在检测状态时的配合结构示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例中的校准模块与探测器模块在校准状态时的配合结构示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的烟度检测方法的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如前文所述，现有技术中用于检测机动车尾气的烟度检测设备，在使用过程中或多或少存在一定的功能缺陷，因此本发明提出了一种性能更优化的烟度检测设备100，适于检测机动车尾气的烟度。图1示出了本发明的烟度检测设备100的结构示意图。

根据一个实施例，如图1所示，本发明中的烟度检测设备100包括测量激光发射模块110、激光测距模块120、合束模块130、反射模块140、探测器模块150以及数据处理模块160。

其中，测量激光发射模块110适于发射绿光，该绿光适于检测机动车排放的尾气的烟度。激光测距模块120适于发射红光至测量区域，烟度检测设备100根据红光测量与机动车之间的距离，并根据测得的距离能确定机动车的轮廓，进而，根据机动车的轮廓确定车尾位置，从而根据车尾位置判断车尾是否经过测量区域。当烟度检测设备100确定车尾经过测量区域时，才会触发测量激光发射模块110，使测量激光发射模块110发射绿光，从而通过绿光对机动车尾气的烟度进行检测。这里，每触发一次测量激光发射模块110，测量激光发射模块110在发射绿光时仅持续预定时长，而且该预定预定时长不超过1秒，换言之，本发明在发射绿光对机动车尾气进行烟度检测时，并不是采用绿光常亮的方式，而是仅在检测到机动车的车尾经过测量区域时，才触发测量激光发射模块110发射一次绿光，绿光在持续预定时长后就停止发射。可见，本发明中发射绿光并不是连续发射状态，从而能降低由绿光造成的对交通的干扰，并能延长测量激光发射模块110的使用寿命。

需要说明的是，由于本发明是根据机动车的轮廓确定车尾位置，从而对车尾位置的捕捉更准确，能大大提高对烟度检测的准确性。

另外，本发明还通过合束模块130将绿光与红光合束为激光束，这样能保证绿光的检测位置与红光的测距位置一致。

具体地，如图1所示，合束模块130为平面镜，且该平面镜与水平方向的夹角为45°。激光测距模块120在竖直方向发射红光，且红光沿竖直方向穿过平面镜。测量激光发射模块110在水平方向发射绿光，且绿光沿水平方向入射到平面镜的反光镜面上，并经平面镜的反光镜面反射90°后与红光合束。这里，绿光在经平面镜反射之前是沿着与车道垂直的方向发射，从而能实现对路面的多个平行的车道进行机动车尾气的烟度检测。

通过上述设置，当通过发射红光检测到机动车的车尾经过测量区域时，触发测量激光发射模块110发射绿光，并通过合束模块130将绿光与红光合束，能保证绿光发射到测量区域的位置与红光发射到测量区域的位置相一致。换言之，绿光对尾气烟度的检测位置与红光的测距位置一致，而触发绿光发射时，红光的测距位置即是机动车的车尾经过的位置，从而能保证绿光对机动车尾气的检测位置十分准确可靠。

根据一个实施例，本发明还通过反射模块140对绿光与红光合束后的激光束进行漫反射。反射模块140布置在地面上。也就是说，当激光束穿过启动车的尾气后，继续发射到反射模块140上，反射模块140对激光束进行漫反射。进一步地，探测器模块150的上方设有凸透镜170，激光束经过反射模块140反射后的光斑会通过凸透镜170聚焦，从而形成光信号发送到探测器模块150。探测器模块150接收到经反射模块140漫反射、并经凸透镜170聚焦形成的光信号后，再通过数据处理模块160对该光信号进行分析计算，从而计算得出绿光所穿过的机动车尾气的烟度，实现对机动车尾气的烟度检测。

此外，如图1至图3所示，烟度检测设备100还设有校准模块180，通过校准模块180能校准烟度检测设备100的测量误差。具体地，校准模块180包括两个具有不同烟度值的烟度片(一种对光有衰减作用的玻璃片)，分别为第一烟度片181和第二烟度片182。其中，第一烟度片181具有第一烟度值，第二烟度片182具有第二烟度值，且第一烟度值与第二烟度值不同，从而第一烟度值与第二烟度值具有确定的差值。

如图3所示，当需要对烟度检测设备100进行校准时，通过操作校准模块180相对探测器模块150转动，并转动至使第一烟度片181位于探测器模块150的正上方，再通过数据处理模块160计算得出对应第一烟度片181的第一测量值；进而，再次操作校准模块180相对探测器模块150转动，并转动至使第二烟度片181位于探测器模块150的正上方，再通过数据处理模块160计算得出对应第二烟度片182的第二测量值。由于第一测量值与第一烟度片181相关，第二测量值与第二烟度片相关，从而第一测量值也不同于第二测量值。

应当指出，由于第一烟度片181和第二烟度片182分别具有确定的第一烟度值和第二烟度值，从而，当转动校准模块180，使第一烟度片181或第二烟度片182位于探测器模块150的正上方时，由于探测器接收的是具有确定烟度值的烟度片对光衰减的信号，烟度检测设备100处于标定状态。在两次标定状态中，由于两个烟度片的烟度值(第一烟度值与第二烟度值)具有确定的差值，这样，通过将第一测量值与第一烟度值对比、将第二测量值与第二烟度值对比，再通过相应的计算公式便能对数据处理模块160进行校准。可选地，第一烟度值为25％，所述第二烟度值为75％。

根据一种实施方式，烟度检测设备100包括支架190，上述测量激光发射模块110、激光测距模块120、合束模块130、反射模块140、探测器模块150、数据处理模块160、凸透镜170以及校准模块180均安装在支架190上。其中，校准模块180通过转轮185与支架190可转动地连接，从而能操作校准模块180相对探测器模块150转动。

当通过烟度检测设备100对机动车尾气进行烟度检测时，需操作校准模块180使其转动至避开探测器模块150，从而探测器模块150能接收经反射模块140漫反射、并经凸透镜170聚焦形成的光信号，并通过数据处理模块160对光信号进行分析计算，实现对尾气烟度的检测。

图4示出了一种烟度检测方法400，由烟度检测设备100执行，通过该方法400能对路面上的机动车尾气的烟度进行检测。

根据一个实施例，方法400始于步骤S410。在步骤S410中，通过激光测距模块120发射红光至测量区域，判断车尾是否经过测量区域。具体地，烟度检测设备100根据红光测量与机动车之间的距离，并根据测得的距离能确定机动车的轮廓，进而，根据机动车的轮廓确定车尾位置，从而根据车尾位置判断车尾是否经过测量区域。

在步骤S420中，当烟度检测设备100确定车尾经过测量区域时，触发测量激光发射模块110发射绿光，以便通过绿光检测机动车排放的尾气的烟度。其中，绿光通过合束模块130与红光合束为激光束，从而保证绿光的检测位置与红光的测距位置一致。合束模块130可以为平面镜，且该平面镜与水平方向的夹角为45°。具体地，红光沿竖直方向穿过合束模块130。绿光沿水平方向入射到平面镜的反光镜面上，并经平面镜的反光镜面反射90°后与红光合束。这里，绿光在经平面镜反射之前是沿着与车道垂直的方向发射，从而能实现对路面的多个平行的车道进行机动车尾气的烟度检测。

需要说明的是，由于本发明的烟度检测方法是根据根据机动车的轮廓确定车尾位置，从而对车尾位置的捕捉更准确，能大大提高对烟度检测的准确性。此外，通过合束模块130将绿光与红光合束，能保证绿光对尾气烟度的检测位置与红光的测距位置一致，由于触发绿光发射时，红光的测距位置即是机动车的车尾经过的位置，从而能保证绿光对机动车尾气的检测位置十分准确可靠。

进而，执行步骤S430，通过地面上的反射模块140对绿光与红光合束后的激光束进行漫反射，并通过凸透镜170对反射模块140漫反射后的光斑聚焦形成光信号。具体地，当激光束穿过启动车的尾气后，继续发射到反射模块140上，反射模块140对激光束进行漫反射。激光束经过反射模块140反射后的光斑会通过凸透镜170聚焦，从而形成光信号。

接着，在步骤S440中，探测器模块150接收经反射模块140漫反射、并经凸透镜170聚焦后形成的光信号。

最后，执行步骤S450，通过数据处理模块160对光信号进行分析计算，从而计算得出绿光所穿过的机动车尾气的烟度，实现对机动车尾气的烟度检测。

根据一个实施例，在检测机动车尾气的烟度之前，也就是在发射红光至测量区域之前，还对烟度检测设备100进行校准，具体步骤如下：首先，转动校准模块180，以便校准模块180的第一烟度片181转动至位于探测器模块150的正上方；并通过数据处理模块160计算得出对应第一烟度片181的第一测量值。进而，再次转动校准模块180，以便校准模块180的第二烟度片182转动至位于探测器模块150的正上方；并通过数据处理模块160计算得出对应第二烟度片182的第二测量值。

在上述两次标定状态中，由于两个烟度片的烟度值(第一烟度值与第二烟度值)具有确定的差值，这样，通过将第一测量值与第一烟度值对比，并将第二测量值与第二烟度值对比，从而能通过相应的计算公式对烟度检测设备100的数据处理模块160进行校准。

需要说明的是，对烟度检测设备100进行校准后，需要对机动车尾气进行烟度检测时，需操作校准模块180使其转动至避开探测器模块150，从而探测器模块150能接收经反射模块140漫反射、并经凸透镜170聚焦形成的光信号，并通过数据处理模块160对光信号进行分析计算，实现对尾气烟度的检测。

A7、如A6所述的烟度检测设备，其中，所述合束模块为平面镜，所述平面镜与水平方向的夹角为45°。A9、如A8所述的烟度检测设备，其中，所述第一烟度值为25％，所述第二烟度值为75％。A10、如A8或A9所述的烟度检测设备，其中，在检测状态时，所述校准模块适于转动至避开所述探测器模块，以便所述探测器模块接收所述光信号，并通过数据处理模块对所述光信号进行分析计算。A11、如A1-A10任一项所述的烟度检测设备，其中，所述测量激光发射模块在发射绿光时适于持续预定时长。

B15、如B14所述的烟度检测方法，其中，对所述激光束进行漫反射后还包括：对激光束漫反射后的光斑聚焦形成光信号。B16、如B12-B15任一项所述的烟度检测方法，其中，所述红光适于穿过所述合束模块；所述绿光适于经所述合束模块反射后与所述红光合束。B17、如B12-B16任一项所述的烟度检测方法，其中，在所述发射红光至测量区域之前，还对烟度检测设备进行校准，包括步骤：转动校准模块，以便校准模块的第一烟度片转动至所述探测器模块的正上方；计算得出对应第一烟度片的第一测量值；转动校准模块，以便校准模块的第二烟度片转动至所述探测器模块的正上方；计算得出对应第二烟度片的第二测量值；以及将所述第一测量值与所述第一烟度值对比，并将所述第二测量值与所述第二烟度值对比，以便通过计算公式对烟度检测设备的数据处理模块进行校准。

本说明书的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解。此外，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

Claims (10)

1.一种烟度检测设备，用于检测机动车尾气的烟度，包括：

测量激光发射模块，适于发射绿光，以便检测机动车尾气的烟度；

激光测距模块，适于发射红光至测量区域，以便测量与机动车之间的距离，并判断车尾是否经过测量区域，并在确定车尾经过所述测量区域时，触发所述测量激光发射模块；以及

合束模块，适于将所述绿光与红光合束为激光束，以便所述绿光的检测位置与所述红光的测距位置一致。

2.如权利要求1所述的烟度检测设备，其中，

所述激光测距模块适于根据测得的距离确定机动车的轮廓，并根据机动车的轮廓确定车尾位置，以便判断车尾是否经过所述测量区域。

3.如权利要求1或2所述的烟度检测设备，其中，还包括：

反射模块，适于对所述激光束进行漫反射；

探测器模块，适于接收经所述反射模块漫反射后形成的光信号；以及

数据处理模块，适于对所述光信号进行分析计算，以便计算得出所述尾气的烟度。

4.如权利要求3所述的烟度检测设备，其中，还包括：

凸透镜，布置在所述探测器模块的上方，所述凸透镜适于对所述反射模块漫反射后的光斑聚焦，以便形成所述光信号。

5.如权利要求1-4任一项所述的烟度检测设备，其中：

所述红光适于穿过所述合束模块；

所述绿光适于经所述合束模块反射后与所述红光合束。

6.如权利要求5所述的烟度检测设备，其中：

所述红光适于沿竖直方向穿过所述合束模块；

所述绿光经所述合束模块反射90°后与所述红光合束。

7.如权利要求3所述的烟度检测设备，其中，还包括校准模块，所述校准模块包括：

第一烟度片，具有第一烟度值；

第二烟度片，具有第二烟度值，且所述第二烟度值与所述第一烟度值不同；

在校准状态时，所述校准模块适于相对所述探测器模块转动，并适于转动至使所述第一烟度片或第二烟度片位于所述探测器模块的正上方，通过所述数据处理模块计算得出对应所述第一烟度片的第一测量值以及对应所述第二烟度片的第二测量值，并将所述第一测量值与所述第一烟度值对比、将所述第二测量值与所述第二烟度值对比，以便通过计算公式对所述数据处理模块进行校准。

8.一种烟度检测方法，用于检测机动车尾气的烟度，包括步骤：

发射红光至测量区域，以便测量与机动车之间的距离，并判断车尾是否经过测量区域；以及

当确定车尾经过所述测量区域时，触发测量激光发射模块发射绿光，以便通过所述绿光检测机动车排放的尾气的烟度；

其中，所述绿光通过合束模块与红光合束为激光束，以便所述绿光的检测位置与所述红光的测距位置一致。

9.如权利要求8所述的烟度检测方法，其中，判断车尾是否经过所述测量区域包括：

根据测得的距离确定机动车的轮廓；以及

根据机动车的轮廓确定车尾位置，以便判断车尾是否经过所述测量区域。

10.如权利要求8或9所述的烟度检测方法，其中，还包括：

对所述激光束进行漫反射；

接收激光束经慢反射后形成的光信号；以及

对所述光信号进行分析计算，以便计算得出所述尾气的烟度。