[0001] 本申请涉车道信息采集设备，更具体地说，涉及一种车道信息采集装置。

[0002] 在我国各地，每天都有大量的车辆要进出口岸。所有车辆在进出口岸时需要接受多个查验单位(例如海关、国检、边检)进行查验。

[0003] 在查验过程中需要对车道上行驶车辆的司机信息进行采集查验，现有的一些查验设备一般固定设置在车道的固定位置，查验设备的采集模块无法自动驱动至车辆处，故而
当需采集查验司机的人脸和体温等待验证信息时，司机往往需要下车进行查验完成后再上
车，这样的查验方式影响司机的体验感且也带来不便，并且影响通关效率。故而，需设计一
种在司机不用下车情况下也进行信息采集的查验设备，能够实现查验设备的采集模块自动
驱动至车辆目标处以便于司机车内进行信息采集；并且由于采集模块为自驱方式，在采集
模块靠近车辆过程中或者进行采集信息过程，需感应检测车辆是否突开车门情况，以防撞
击而造成设备损坏。

[0020] 为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅
用以解释本申请，并不用于限定本申请。

[0021] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

[0022] 需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

[0023] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0024] 现结合附图对本申请的车道信息采集装置及信息采集过程中运动控制方法及进行具体说明。

[0025] 请一并参照图1和图2，本申请实施例提供的车道信息采集装置100且其设置于所述车道安全岛上且正对停靠于车道预设位置上的车辆的车窗区域，且用于车辆的驾驶员进
行信息采集。所述车道信息采集装置100包括主体10、可沿所述主体10上下滑动且可相对于
所述主体10前伸或回退的支撑板20、设置于所述主体10上第一驱动装置30、设置于所述主
体10上的第二驱动装置40、设置于所述支撑板20上的用于信息采集的采集模块50以及上下
设置于所述采集模块50同一侧的第一检测元件51和第二检测元件52。

[0026] 具体地；所述第一检测元件51和所述第二检测元件52在所述采集模块50上的位置依序按照所述支撑板20向下滑动方向分布。在一实施例中，第一检测元件51可设置于采集
模块50的最上方，第二检测元件52可设置于采集模块50的中部；如此当第一检测元件51能
够感应到车辆目标时，由于第二检测元件52在第一检测元件51的下方，此时第二检测元件
52必定能感应到车辆目标；进一步地，在设置有第一检测元件51和第二检测元件52的采集
模块50的那一侧面上，设置第二检测元件52的部位较其他部分更接近前方待检测车辆，如
此使得第二检测元件52检测的距离更加准确能够反映出车辆目标至采集模块50距离，也更
加有利于防止采集模块50被撞击。

[0027] 具体地，所述第一检测元件51用于在所述支撑板20下滑过程中扫描感应车辆目标，所述第一驱动装置30用于驱动所述支撑板20下滑以带动所述采集模块50下滑至所述第
一检测元件51感应到车辆目标的位置处；所述第二驱动装置40用于驱动所述支撑板20相对
主体10前伸或回退以带动所述采集模块50前伸或后退；所述采集模块用于在所述第二检测
元件感应到预定采集距离的位置处进行信息采集；所述第二检测元件52用于在所述采集模
块50前伸或信息采集过程中扫描感应车辆目标至所述采集模块50的距离以防撞击。前伸或
后退方向与上下滑动方向相交或相互垂直，车道信息采集装置100使用时，涉及的上下方向
相对于地面而言。

[0028] 值得说明的是，在通关车道对来往车辆的驾驶员进行信息采集时，一般会提前部署好车道和在部署好的车道的安全岛上设置好车道信息采集装置100。通常会在车道上规
划好车辆停靠区域和停靠线，车辆按照车道指示停靠在车辆停靠区域内的停靠线上，可以
理解地，车辆停靠时车辆的车头前侧靠近停靠线；车辆的预设位置即为停靠区域的停靠线
位置。按照常规经验，设置在车道的安全岛上的车道信息采集装置100的主体10会大致与停
靠在预设位置上的车辆窗口区域正对；例如对于货车车道，按照以往的对货车尺寸，当货车
停靠在预设位置时，大致能获知货车车窗距离停靠线的距离，故而提前将车道信息采集装
置100部署在能大致正对货车车窗区域；又如对于私家车车道，按照以往私家车尺寸，当私
家车停靠在预设位置时，大致能获知私家车车窗距离停靠线的距离，故而提前将车道信息
采集装置100部署在能大致正对私家车车窗区域。

[0029] 在本实施例中，所述第一检测元件51为单点激光传感器或单点超声波传感器。

[0030] 所述第二检测元件52为线阵激光传感器或线阵超声波传感器。

[0031] 可以理解地，由于第一驱动装置30驱动支撑板20自上而下滑动，从而带动采集模块50自上而下滑动，采集模块50滑动起始位置在主体10顶部，采集模块50开始向下滑动时
第一检测元件51扫描未遇到车辆目标，此时第一检测元件51反馈的距离比较大，当下滑过
程中首次遇到车辆目标时第一检测元件51反馈距离相对之前的距离发生突变，此时表明刚
好到了车辆车顶位置；可以理解的，车窗一般靠近车顶位置，由于车道信息采集装置100设
置时是正对预设位置处的车辆的车窗区域，故而此时可以认为车道信息采集装置100的采
集模块50下降至正对车窗区域，由于第二检测元件52在第一检测元件51的下方，当第一检
测元件51可以扫描到车辆目标时表明下方的第二检测元件52也可扫描到车辆目标。至此，
再利用第二驱动装置40驱动支撑板20前伸以带动采集前伸，并利用第二检测元件52在支撑
板20前伸过程中扫描感应车辆目标至所述采集模块50的距离，以防采集模块50被撞击。

[0032] 在一实施例中，第一驱动装置30包括电机31、与所述电机31连接的主动轮32、从动轮33以及与主动轮32和从动轮33传动连接的同步带34，支撑板20连接于同步带34上；电机
31用于驱动从动轮33转动以带动同步带34周转，从而带动同步带34上的支撑板20上下运
动。第二驱动装置40包括电缸41和电缸41连接的伸缩杆42，支撑板20连接伸缩杆42；电缸41
用于驱动伸缩杆42相对于电缸41本体伸缩从而带动支撑杆相对于主体10前伸或回退。

[0033] 结合参照图1至图3，所述车道信息采集模块50还包括设置于支撑板20上的三维力传感器和与所述三维力传感器连接的四路变送器；所述采集模块50设置于所述三维力传感
器且所述三维力传感器用于感应所述采集模块50对所述三维力传感器的压力；所述四路变
送器用于对所述三维力传感器的感应的信号进行转换。

[0034] 进一步地，所述车道信息采集模块50还包括主控板和与所述主控板通信连接的采集板，所述四路变送器、主控板和所述采集板可设置于所述主体10上。所述第一驱动装置
30、所述第二驱动装置40和所述三维力传感器均与所述主控板连接，具体地，电机31和电缸
41连接主控板；所述第一检测元件51和所述第二检测元件52与所述采集板连接。在一具体
实施例中，采集板和主控板均为MCU芯片，四路变送器可为型号为BSQ‑JN‑P4的四路变送器。

[0035] 在一实施例中，采集模块50上设置有证件阅读器、人脸摄像头、虹膜摄像头、读卡器以及测温模块，证件阅读器可为OCR阅读器且用于获取司机的纸质证件信息，读卡器可为
IC卡或磁卡读卡器，人脸摄像头用于采集司机的人脸信息并对人脸进行识别，虹膜摄像头
用于采集司机的虹膜信息并对虹膜进行识别，测温模块为红外热成像测温以用于检测司机
体温。

[0036] 请参照图4，本申请实施例提供上述实施例的车道信息采集装置在信息采集过程中的运动控制方法，其包括：

[0037] 步骤S1：启动所述第一驱动装置驱动所述支撑板自所述主体上的起始位置自上而下滑动，滑动过程中启动第一检测元件自上而下扫描前方目标；

[0038] 步骤S2：判断所述第一检测元件反馈的距离信息D1是否突变，若是，执行步骤S3，否者返回执行步骤S1；

[0039] 步骤S3：暂停所述第一驱动装置工作并记录所述采集模块的前伸起始位，并启动所述第二检测元件对前方车辆目标进行扫描检测以获取前伸初始距离；

[0040] 步骤S4：启动所述第二驱动装置驱动所述支撑板进行前伸运动，

[0041] 步骤S5：判断第二检测元件反馈的距离信息D2是否达到预定采集距离；若是依次执行步骤S51和步骤S53，否者执行步骤S52；

[0042] 步骤S51：停止第二驱动装置工作，再利用采集装置进行信息采集；

[0043] 步骤S52：在所述第二驱动装置驱动所述支撑板进行前伸运动直至所述第二检测元件感应到预定采集距离的位置处的过程中，利用所述第二检测元件反馈的距离判定突开
车门的情况并控制所述支撑板上的所述采集模块运动以防撞击。

[0044] 步骤S53：在所述采集模块进行信息采集过程中，利用所述第二检测元件反馈的距离判定突开车门的情况并控制所述支撑板上的所述采集模块运动以防撞击。

[0045] 值得说明的是，对于货车车道或者私家车车道而已，车道规划的停靠区域和停靠线或许有所区域，但是对于车道信息采集装置的信息采集过程中的运动控制方法是同样适
用的。

[0046] 在信息采集过程中的运动控制方法中，通过第一驱动装置和第一检测元件配合将支撑板上的采集模块自上而下驱动至车辆目标处；通过第二驱动装置将支撑板上的采集模
块前伸至适合车内驾驶员适合采集的位置处，且通过第二检测元件在所述采集模块前伸或
信息采集过程中扫描感应车辆目标至所述采集模块的距离以防撞击。

[0047] 在一实施例中，在暂停第一驱动装置工作和启动第二驱动装置工作之前，即在执行步骤S3之后和执行步骤S4之前，所述运动控制方法还包括：继续控制所述第一驱动装置
驱动所述支撑板再下降补偿预设值。在此实施例中，补偿预设值的范围为30cm‑50cm。

[0048] 在一实施例中，参照图4，对于步骤S53，在所述采集模块进行信息采集过程中，利用所述第二检测元件反馈的距离判定突开车门的情况并控制所述支撑板上的所述采集模
块运动以防撞击的步骤包括：

[0049] 步骤S531：启动第二检测元件对车辆进行扫描检测；

[0050] 步骤S532：判断第二检测元件反馈的距离信息D2是否突变，若是执行依次执行步骤S533和步骤S534，否者回执执行步骤S531；

[0051] 步骤S533：启动第二驱动装置控制支撑板回退使采集模块回至前伸起始位；

[0052] 步骤S534：继续判断第二检测元件反馈的距离信息D2是否恢复至前伸初始距离，若是则执行步骤S535，否者回执执行步骤S533，即保持采集模块位于前伸起始位；

[0053] 步骤S535：启动所述第二驱动装置驱动所述支撑板前伸至所述采集装置上的所述第二检测元件可感应预定采集距离的位置处，并且执行完S353之后回执执行步骤S51。

[0054] 在一实施例中，参照图4，对于步骤S52，在所述第二驱动装置驱动所述支撑板进行前伸运动直至所述第二检测元件感应到预定采集距离的位置处的过程中，用所述第二检测
元件反馈的距离判定突开车门的情况并控制所述支撑板上的所述采集模块运动以防撞击，
其包括：

[0055] 步骤S521：启动所述第二检测元件对车辆进行扫描检测，并判断第二检测元件反馈距离信息D2突变；若是依序执行步骤S522和步骤S523，否者回执执行上述步骤S4；

[0056] 步骤S522急停第二驱动装置工作，记录急停前一刻第二检测元件的感应的距离D3，

[0057] 步骤S523：判断第二检测元件反馈的距离信息D2是否恢复至距离D3，若是执行前述步骤S4，否者回执执行步骤S522，即保持第二装置急停的状态。

[0058] 值得说明的是，前伸起始位可以理解为：根据第一检测元件感应的结果，第一驱动装置驱动采集模块下滑最终位置，也即启动第二驱动装置开始驱动采集模块前伸时的位
置；前伸初始距离可以理解为：采集模块在前伸起始位时第二检测元件感应的距离；预定采
集距离可以理解：设定的采集模块进行信息采集是距离车辆的合适的采集距离，在一实施
例中，预定采集距离为8cm。可以理解地，在实际运动控制过程中，前伸起始位和前伸初始距离根据不同车型和不同高度的车辆情况有所不同。

[0059] 值得说明的是，第一驱动装置驱动采集模块上下滑动时平稳匀速的，第二驱动装置驱动采集模块前伸或后退也是平稳匀速的，故而采集模块前伸或后退过程中其上第二检
测元件反馈的相邻两次的距离变化值是大致相同的，前述第一检测元件和第二检测元件反
馈的距离突变是指此时刻反馈的距离相对之前时刻不是均匀变化的，而是发生了差别大的
突变。

[0060] 可以理解地，通过上述步骤S5、步骤S51、步骤S52和步骤S53可知：

[0061] 一方面，在获取前伸初始距离后，启动所述第二驱动装置驱动所述支撑板进行前伸运动直至所述第二检测元件感应到预定采集距离的位置处时，才会停止第二驱动装置工
作并且此时利用采集模块进行信息采集；并且在采集过程中一直判断是否存在突开车门现
象，当在预定采集距离的模块上的第二检测元件反馈的距离相对之前时刻突变时，意味着
车门被意味打开而导致第二检测元件感应的距离发生突变，此时通过第二驱动装置控制支
撑板回退使得采集模块回至前伸起始位。故而该控制方法有利于防止采集模块在采集过程
中被意外撞击的风险，从而能有效保护采集模块设备被损坏的风险；

[0062] 另一方面，在支撑板进行前伸运动未至第二检测元件感应到预定采集距离的位置处时，第二驱动装置会一直驱动支撑板前伸，且前伸过程中不断通过第二检测元件反馈的
距离判定驾驶员是否突开车门；当采集模块前伸过程中，当驾驶员突开车门，此时第二检测
元件的反馈距离相对之前时刻发现突变，需急停采集模块的前伸运动并记录前一刻第二检
测元件的感应的距离D3，如此有利于防止采集模块突发情况下继续前伸而导致被撞击的风
险。

[0063] 值得说明的是，采集模块自上而下滑动过程，当第一检测元件反馈的距离突变时表明采集模块下降至车辆车顶位置，虽然车窗靠近车顶，可以认为距离突变时刻表明采集
模块下降至车窗位置，但是车窗还是距离车顶有一定距离，为了更加精确的定位到车窗位
置以及为了更加方便车内驾驶员在车窗位置进行信息采集，可以将采集模块再次下降补偿
预设值，补偿预设值的大小可以根据车辆的类型进行具体调整。

[0064] 在一实施例中，所述采集模块自第一位置处移动至第二位置处的运动的控制步骤为：设定采集模块每移动单位距离对应的脉冲数目T0；设定每一脉冲数目对应的第二驱动
装置的运动的步数B0；计算第一位置处至第二位置处的相对距离；根据相对距离计算自第
一位置处运动至第二位置处的脉冲数目T，根据脉冲数目计算第一位置处至第二位置处的
第二驱动装置的运动的步数B。其中，单位距离可为1cm。

[0065] 值得说明的是，第一位置处可为步骤S532中的第二检测元件反馈的距离S2发现突变时的采集模块的位置，第二位置处可步骤S533中提及的前伸起始位。第一位置处可为步
骤S534提及的第二检测元件反馈的距离为前伸初始距离时的采集模块的位置，第二位置处
可为步骤S535提及的采集模块上的所述第二检测元件可感应预定采集距离的位置处。

[0066] 在一实施例中，当所述车道信息采集装置还包括设置于所述支撑板上的三维力传感器，所述采集模块设置于所述三维力传感器且所述三维力传感器用于感应所述采集模块
对所述三维力传感器的压力；所述自动定位方法还包括：在所述采集模块前伸过程中且在
所述采集模块进行信息采集过程，对所述采集模块进行发生撞击的判断及撞击时的运动控
制，其具体包括：

[0067] (1)建立关于所述三维力传感器感应的压力的三维力坐标系：以所述三维力传感器和所述采集模块的接触的中心点为三维力坐标系原点，以所述采集模块上下滑动方向为
Z轴，以所述采集模块前伸回退方向为X轴，与X轴和Z轴垂直的方向为Y轴；

[0068] (2)将所述三维力传感器前后两次感应的X轴、Y轴和Z轴方向的压力差值与设定的阈值进行判断；

[0069] (3)若压力差值的绝对值大于阈值时，则判定所述采集模块被外力撞击，通过所述第二驱动装置驱动所述支撑板以带动所述采集模块回退至前伸起始位。

[0070] 在一实施例中，对于前述步骤(2)，将所述三维力传感器前后两次感应的X轴、Y轴和Z轴方向的压力差值与设定的阈值进行判断的步骤包括：

[0071] 将所述三维力传感器每次感应的X轴、Y轴和Z轴方向的压力值均转变成重量值；

[0072] 设定X轴、Y轴和Z轴方向的重量阈值分别为TX、TY和TZ，且TZ＞TY＞TX；

[0073] 当三个条件：X轴上前后两次重量差值的绝对值≥TX，Y轴上前后两次重量差值的绝对值≥TY，Z轴上前后两次重量差值的绝对值≥TZ中，至少一个满足时，则判定所述采集模块被撞击。

[0074] 在一实施例中，TX、TY和TZ分别为70g(克)、150g和800g。

[0075] 值得说明的是，由于采集模块是前伸的，车辆目标在采集模块的前方，车辆开门对采集模块的撞击力大部分来自于前方，即主要来自X轴和Y轴，故而相对于Z轴，X轴和Y轴阈
值减小，以提高主要撞击方向感应的灵敏度。

[0076] 在一实施例中，在前述步骤(1)中，每一毫秒采集所述三维力传感器感应X轴、Y轴和Z轴的结果，以每m毫秒内每一轴上感应结果的均值作为所述三维力传感器一次感应过程
中该轴上的压力值；可以理解地，三维力传感器在三轴方向上感应的压力值为m毫秒内感应
的结果的均值，其中，m可取值10。

[0077] 值得说明的是，利用三维力传感器从多方向感知采集模块被撞击，有利于提高感知的灵敏度；同时通过阈值和均值滤波方式，可以有效避免采集模块因为运动的惯性力而
导致误判现象；故而该运动控制方法能有效保证感应撞击的灵敏度的同时抑制惯性运动对
感应撞击过程的影响。

[0078] 以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。