汽车外形尺寸检测技术综述

王芳芳 马梨 封志佼

摘要：汽车外形尺寸检测技术是一种大尺寸检测技术。通过获得汽车的外形尺寸信息能自动辨别汽车是否存在超限超载和非法改装等问题，进而为汽车整车尺寸参数检测、汽车车型智能分类、在用汽车变形检测等提供重要的研究依据。本文通过对汽车外形尺寸检测技术领域的专利检索、标引，分析了该技术领域的申请量、主要申请国、技术发展演进，以便深入了解汽车外形尺寸检测技术的发展状况以及该领域的研究热点。

关键词：汽车；外形；尺寸；检测技术

中图分类号：U462 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）12-0057-03

Review of Size Measurement Technology of Vehicle Profile

WANG Fangfang1 MA Li1 FENG Zhijiao2

（1.Patent Examination Cooperation Sichuan Center，State Intellectual Property Office， Chengdu Sichuan 610213；

2.Kunming University of Science and Technology，Kunming Yunnan 650504）

Abstract： Size measurement technology of vehicle profile is a kind of large size measurement technology.By getting the size of the vehicle can identify whether the vehicle is overloading and illegal modification. Then it provides important research basis for size parameters of vehicle measurement，vehicle intelligent classification，deformation detection， ect.By searching and indexing the patent of size measurement technology of vehicle profile，we analyze the patent applications， the main applicant and technology development so that we can make a good knowledge of the technology development of size measurement technology of vehicle profile，and research focus.

Key words： vehicle； profile； size； measurement technology

汽车外形尺寸的测量是汽车管理的一部分，一方面汽车外形尺寸的测量是机动车办理注册登记和年检时的重要项目，另一方面通过对汽车外形尺寸的测量还可识别超高超限的改装汽车，从而限制违法汽车的出行，避免带来交通安全隐患。因此，汽车外形尺寸的测量技术对于汽车管理来说起到了重要作用。本文基于汽车外形尺寸检测技术的专利申请作为分析对象，重点分析全球范围内关于汽车外形尺寸检测技术的申请量、技术来源国、技术发展状况等。

1 汽车外形尺寸检测

汽车的外形尺寸主要有长、宽、高、轴距、轮距、前后悬、离地间隙等。对汽车外形尺寸的测量是指对汽车的外形尺寸进行检测，以判断其是否符合相应的标准。传统的检测汽车尺寸的方法为使用卷尺、直尺等工具进行人工检测，且多为接触式测量，该检测方法检测精度不高、费时、费力，不能达到快速和自动检测的目的。因此，针对大尺寸的检测，出现了多种自动化程度高、检测精度好的大尺寸检测技术。通常对于汽车外形尺寸的测量手段有两种，一种是车辆动，测量仪不动；另一种是车辆不动，测量仪移动。无论使用哪种测量手段，其主要特点是：对车辆外廓尺寸数据进行采集，将测量的数据与原始数据或标准尺寸进行比较，判断出该汽车外形尺寸是否超出规定要求[1-2]。

2 汽车外形尺寸检测技术专利分析

通过对检索获得的汽车外形尺寸检测技术的专利进行统计与分析，对汽车外形尺寸检测技術所涉及的技术进行分解：机器视觉检测[3]、基于光幕的检测、基于激光测距的检测[4]、基于其他测距原理的检测、基于尺子的检测、接触式三坐标测量机的检测。对汽车外形尺寸检测技术进行检索，对检索结果进行降噪，再进行人工筛选，最终确定的涉及汽车外形尺寸检测技术的全球专利申请共计1 318项，其来自30多个国家和地区。

2.1 申请量年度分布

图1为汽车外形尺寸检测技术申请量的年度分布图。从图1中看出，在全球范围内，汽车外形尺寸检测技术专利申请量总体呈上升趋势。主要包括3个阶段：早在1968年就出现了第一项关于汽车外形检测技术的专利，直到1992年，全球申请量才开始逐渐上升，因此，第一阶段为1968—1992年，该阶段的专利申请量及申请量变化都较小，属于汽车外形尺寸检测技术领域的起步期。第二阶段是1993—2001年，该阶段的专利申请量进入小幅度的增长时期，属于该领域逐步增长的阶段。第三阶段是2002—2015年，该阶段专利申请量处于快速增长阶段，这是由于全球汽车保有量的不断增大，使得对于汽车外形尺寸的检测技术的需求量也随之增大的缘故。这充分说明汽车保有量的增大将会对汽车外形尺寸检测技术带来更大的需要，同时也带来新的要求和挑战。汽车行业的发展、汽车管理部分的需求、各国对于知识产权的重视程度等各因素都将是推动汽车外形尺寸检测技术发展的重要因素，这也将影响着汽车外形检测技术的专利申请态势的走向。而对于中国国内的专利申请，国内的相关研究起步较晚，直到1996年才出现关于汽车外形尺寸检测技术的相关专利，但在2005年之后中国国内申请量迅速增长，且越来越与国际申请量接近。这说明我国对于汽车外形尺寸检测技术的需求量越来越大，且国内的企业及研究机构越来越重视汽车外形尺寸检测技术的研究。

2.2 申请技术来源国

经统计分析得到专利申请的技术主要来源于中国、日本、美国、德国、韩国，该五国的汽车外形尺寸检测技术的专利申请占据了绝大部分的比例，共占据了所有专利申请的89%。由于日本、美国和德国作为世界三大汽車生产国，其对于汽车外形尺寸检测技术的需要量大，致使其在该领域进行相关的研究是毋庸置疑的。而对于我国在汽车外形尺寸检测技术领域的专利申请量占比大的原因在于：第一，我国汽车保有量和汽车产销量都在逐年增加，据统计2011年我国的私家车保有量为5 814万辆，而到2015年已经增长到12 435万辆，而2016年中国国内的汽车产销量均超2 800万辆，因此巨大数量的汽车保有量和汽车产销量使得对于汽车检测技术的需要量也越来越大。第二，我国对于知识产权的重视程度越来越高，鼓励企业、研究机构创新，在“十三五”规划中明确了知识产权工作的发展目标和主要任务，把知识产权工作放在了更加重要的位置。因此，对于汽车检测技术的需求及国家对与知识产权保护的重视有利地促进了汽车外形尺寸检测技术的专利申请。

2.3 专利技术发展演进

图2是通过对汽车外形尺寸检测技术每个发展阶段进行梳理得到的年代演进图。从图2可以看出汽车外形尺寸检测技术在发展初期，主要通过接触式检测技术进行汽车外形尺寸的检测，且检测手段较为单一。1986—1990年这一时期，开始出现基于光幕的非接触式检测技术，使得检测效率得到较大提高，但光幕检测存在测量结果不够直观、设备复杂。1991—1995年出现了基于视觉的非接触式检测技术，但仅仅是基于相机视觉的测量，还没有出现基于主动视觉的测量技术，但此时的机器视觉技术能够解决光幕测量结果不够直观的问题。1996—2000年，这一阶段，汽车外形尺寸检测技术的核心技术在于基于激光测距的检测技术，测量方法简单，测量准确，但是其设备也比较昂贵。2001—2010年这一时期，主要是基于多目视觉检测的时期。传统的单目视觉测量技术采用一个相机进行测量只能获得二维平面信息，而多目视觉能够实现三维信息的获取，根据获取的三维信息能够实现对被测物体的三维重建。2011年以后，随着机器视觉检测技术的发展，汽车外形尺寸检测技术在立体视觉检测方面得到了进一步的发展，研发人员通过采用主动视觉检测技术和立体相机等实现对汽车外形尺寸的立体检测，使得检测精度更高、测量结果的可视化程度更好，更利于三维重建。

3 结论

本文详细梳理了汽车外形尺寸检测技术的分类，对汽车外形尺寸检测技术领域的专利申请量随年度的变化、技术来源国、技术发展趋势进行了分析。从而可知不论是全球还是我国在汽车外形尺寸检测技术领域的专利申请量近年呈现快速增长的趋势。该检测技术在日本、美国、德国等汽车生产大国得到了很好的发展，而我国在汽车外形尺寸检测技术方面起步较晚，但近年发展势头良好。近年汽车外形尺寸检测核心技术为视觉检测技术，我国应在基于视觉的尺寸检测方面加大研究，从而进一步提高汽车外形尺寸检测的智能性、高效性。

参考文献：

[1] 曾志斌，王强兵.漫谈汽车外形尺寸[J].汽车与配件，2005.

[2] 陈玲.汽车外廓尺寸测量仪量值溯源方法研究[J].质量技术监督研究，2014（6）：43-46.

[3] 付志坚.基于双目视觉汽车尺寸测量系统设计及其算法研究[D].石家庄铁道大学，2016.

[4] 禹琳琳.基于激光测距技术的车辆宽高检测系统的设计[J].电子设计工程，2011，19（10）：5.