《一種多車道機動車尾氣檢測系統》是中國科學技術大學和安徽寶龍環保科技有限公司於2010年11月30日申請的專利，該專利的申請號為2010105682013，公布號為CN102128802A，授權公布日為2011年7月20日，發明人是康宇、洪順坤、胡勇、胡峰。
《一種多車道機動車尾氣檢測系統》包括監測點處理機和設定於各車道的檢測子系統；檢測子系統包括車輛檢測裝置、尾氣檢測裝置、牌照檢測裝置和反射帶；尾氣檢測裝置包括成組設定於反射帶上方的紅外發光器和紅外接收器、紅外信號處理單元、成組設定於反射帶上方的紫外發光器和紫外接收器、紫外信號處理單元；尾氣檢測裝置包括雲台和圖像獲取裝置；車輛檢測裝置包括成組設定於反射帶上方的光發射器和光接收器、控制單元。在《一種多車道機動車尾氣檢測系統》公開的系統中，由於任一車道中的紅外光線和紫外光線在近似垂直方向傳播，所以同時對多車道的機動車進行尾氣污染物濃度檢測時不會產生相互干擾，可同時準確檢測行進於多車道的機動車的尾氣污染物濃度。
2016年12月7日，《一種多車道機動車尾氣檢測系統》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種多車道機動車尾氣檢測系統》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種多車道機動車尾氣檢測系統
- 公布號：CN102128802A
- 授權日：2011年7月20日
- 申請號：2010105682013
- 申請日：2010年11月30日
- 申請人：中國科學技術大學、安徽寶龍環保科技有限公司
- 地址：安徽省合肥市金寨路96號
- 發明人：康宇、洪順坤、胡勇、胡峰
- Int.Cl.：G01N21/33(2006.01)I；G01N21/35(2006.01)I；G01N21/17(2006.01)I；H04N5/225(2006.01)I；G08G1/017(2006.01)I
- 代理機構：北京集佳智慧財產權代理有限公司
- 代理人：逯長明
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
隨著社會經濟的快速發展與人民生活水平的提高，機動車的數量逐年增加，機動車尾氣對城市大氣環境的負面影響也越來越大，主要表現有引發人類呼吸系統疾病，地表臭氧含量過高，城市熱島效應加重以及產生光化學煙霧等。因此，對機動車尾氣污染物濃度進行檢測的重要性日趨顯現。
截至2010年11月，中國國內外對機動車尾氣的檢測最常用的方法有：無負荷測試方法(包括怠速法、怠速/高怠速法、雙怠速法和自由加速測試法)、穩態測試方法、瞬態測試方法和遠距離遙感檢測方法。
前三種檢測方法都是在特定地點進行，並且檢測時間過長，對於快速篩選城市高污染排放車輛顯得無能為力。遠距離遙感檢測方法利用紅外雷射技術和非分散紅外分析法(Non-DispersiveInfra-Red，NDIR)技術，可以在道路上完成機動車尾氣污染成分的快速檢測。
申請號為200910241681.X的申請檔案公開了一種多車道機動車尾氣遙測裝置。該裝置中的紅外發射器安裝在道路的一側，紅外接收器安裝在道路的另一側，或者紅外發射器和紅外接收器安裝在道路的同一側，反射器安裝在道路的另一側，紅外發射器發射的紅外光線橫穿道路，經機動車尾氣吸收後的紅外光線由紅外接收器接收，實現對尾氣中CO和CO2的檢測；紫外發射器安裝在道路的一側，紫外接收器安裝在道路的另一側，或者紫外發射器和紫外接收器安裝在道路的同一側，反射器安裝在道路的另一側，紫外發射器發射的紫外光線橫穿道路，經機動車尾氣吸收後的紫外光線由紫外接收器接收，實現對尾氣中烴類化合物和氮氧化合物的檢測。
當多車道只有一輛機動車通過時，紅外接收器接收的紅外光線和紫外接收器接收的紫外光線僅經過該機動車尾氣吸收，可以準確獲取該機動車的尾氣污染物濃度。當多車道均有機動車通過時，紅外接收器接收的紅外光線和紫外接收器接收的紫外光線經過多輛機動車的尾氣吸收，因此只能對多輛機動車的尾氣污染物濃度之和進行檢測，實現對多輛機動車尾氣污染物濃度的初步分析，而無法對各機動車的尾氣污染物濃度進行準確檢測。由此可見，上述多車道機動車尾氣遙測裝置存在以下缺點：在多車道上只有一輛機動車通過的情況下可以準確檢測機動車的尾氣污染物濃度，當多車道均有機動車通過時，無法分別對多輛機動車的尾氣污染物濃度進行檢測。
發明內容
專利目的
《一種多車道機動車尾氣檢測系統》的目的在於提供一種多車道機動車尾氣檢測系統，可以分別對行進於多車道的機動車的尾氣污染物濃度進行準確檢測。
技術方案
《一種多車道機動車尾氣檢測系統》包括監測點處理機和設定於各車道的檢測子系統；所述檢測子系統包括車輛檢測裝置、尾氣檢測裝置、牌照檢測裝置和鋪設於路面的反射帶；所述尾氣檢測裝置包括成組設定於所述反射帶上方的紅外發光器和紅外接收器、與所述紅外接收器連線的紅外信號處理單元、成組設定於所述反射帶上方的紫外發光器和紫外接收器、以及與所述紫外接收器連線的紫外信號處理單元；所述牌照檢測裝置包括設定於所述反射帶上方的雲台、以及設定於所述雲台的圖像獲取裝置；所述車輛檢測裝置包括成組設定於所述反射帶上方的光發射器和光接收器、以及分別與所述紅外信號處理單元、紫外信號處理單元、圖像獲取裝置、光接收器和監測點處理機連線的控制單元。
優選的，在上述系統中，所述檢測子系統進一步包括煙度檢測裝置；所述煙度檢測裝置包括成組設定於所述反射帶上方的雷射光源和雷射接收器、以及分別與所述雷射接收器和所述控制單元連線的雷射信號處理單元。
優選的，在上述系統中，所述尾氣檢測裝置包括兩組紅外發光器和紅外接收器，所述兩組紅外發光器和紅外接收器分別設定於所述車道的兩側；和/或所述尾氣檢測裝置包括兩組紫外發光器和紫外接收器，所述兩組紫外發光器和紫外接收器分別設定於所述車道的兩側；和/或所述煙度檢測裝置包括兩組雷射光源和雷射接收器，所述兩組雷射光源和雷射接收器分別設定於所述車道的兩側。
優選的，在上述系統中，所述車輛檢測裝置包括在所述車輛的行進方向上呈前後排列的兩組光發射器和光接收器，所述車輛先經過的光發射器和光接收器為第一組光發射器和光接收器，另一組光發射器和光接收器為第二組光發射器和光接收器。
優選的，在上述系統中，所述圖像獲取裝置的鏡頭指向所述車輛駛來的方向，當所述第一組光發射器和光接收器中的光接收器未接收到光線時，所述控制單元向所述圖像獲取裝置發出控制指令。
優選的，在上述系統中，所述圖像獲取裝置的鏡頭指向所述車輛行進的方向，當所述第二組光發射器和光接收器中的光接收器重新接收到光線時，所述控制單元向所述圖像獲取裝置發出控制指令。
優選的，在上述系統中，所述牌照檢測裝置進一步包括圖像處理裝置；所述圖像獲取裝置通過圖像處理裝置與所述控制單元連線，所述圖像處理裝置可對所述圖像獲取裝置獲得的圖像進行編碼和壓縮。
優選的，在上述系統中，所述紅外發光器為紅外二極體雷射器，所述紅外接收器為光敏管。
優選的，在上述系統中，所述紫外發光器為氘燈，所述紫外接收器為光譜儀。
由此可見，在《一種多車道機動車尾氣檢測系統》公開的多車道機動車尾氣檢測系統中，包括多個設定於各車道的檢測子系統，檢測子系統中的尾氣檢測裝置設定於路面的上方，在尾氣檢測裝置檢測尾氣污染物濃度的過程中，紅外發光器向位於其下方的反射帶發射紅外光線，紅外接收器接收經反射帶反射的紅外光線，實現對尾氣中CO和CO2濃度的檢測，紫外發光器向位於其下方的反射帶發射紫外光線，紫外接收器接收經反射帶反射的紫外光線，實現對烴類化合物和氮氧化合物濃度的檢測。由於任一車道中的紅外光線和紫外光線是在近似垂直方向傳播，所以任一車道中的紅外接收器不會接收到相鄰車道中紅外發光器發射的紅外光線、任一車道中的紫外接收器不會接收到相鄰車道中紫外發光器發射的紫外光線，即便同時對多個車道上的機動車進行尾氣污染物濃度檢測也不會產生相互之間的干擾，可以同時準確檢測行進於多車道的機動車的尾氣污染物濃度。
附圖說明
圖1為《一種多車道機動車尾氣檢測系統》實施例一公開的多車道機動車尾氣檢測系統的結構示意圖；
圖2為圖1所示多車道機動車尾氣檢測系統的空間結構示意圖；
圖3為該發明實施例二公開的多車道機動車尾氣檢測系統中檢測子系統的結構示意圖；
圖4為該發明實施例三公開的多車道機動車尾氣檢測系統中檢測子系統的結構示意圖；
圖5為圖4所示檢測子系統中車輛檢測裝置的空間結構示意圖。
技術領域
《一種多車道機動車尾氣檢測系統》涉及環境檢測技術領域，尤其涉及一種多車道機動車尾氣檢測系統。
權利要求
1.《一種多車道機動車尾氣檢測系統》特徵在於，包括監測點處理機和設定於各車道的檢測子系統；所述檢測子系統包括車輛檢測裝置、尾氣檢測裝置、牌照檢測裝置和鋪設於路面的反射帶；所述尾氣檢測裝置包括成組設定於所述反射帶上方的紅外發光器和紅外接收器、與所述紅外接收器連線的紅外信號處理單元、成組設定於所述反射帶上方的紫外發光器和紫外接收器、以及與所述紫外接收器連線的紫外信號處理單元；所述牌照檢測裝置包括設定於所述反射帶上方的雲台、以及設定於所述雲台的圖像獲取裝置；所述車輛檢測裝置包括成組設定於所述反射帶上方的光發射器和光接收器、以及分別與所述紅外信號處理單元、紫外信號處理單元、圖像獲取裝置、光接收器和監測點處理機連線的控制單元。
2.根據權利要求1所述的多車道機動車尾氣檢測系統，其特徵在於：所述檢測子系統進一步包括煙度檢測裝置；所述煙度檢測裝置包括成組設定於所述反射帶上方的雷射光源和雷射接收器、以及分別與所述雷射接收器和所述控制單元連線的雷射信號處理單元。
3.根據權利要求2所述的多車道機動車尾氣檢測系統，其特徵在於：所述尾氣檢測裝置包括兩組紅外發光器和紅外接收器，所述兩組紅外發光器和紅外接收器分別設定於所述車道的兩側；和/或所述尾氣檢測裝置包括兩組紫外發光器和紫外接收器，所述兩組紫外發光器和紫外接收器分別設定於所述車道的兩側；和/或所述煙度檢測裝置包括兩組雷射光源和雷射接收器，所述兩組雷射光源和雷射接收器分別設定於所述車道的兩側。
4.根據權利要求1所述的多車道機動車尾氣檢測系統，其特徵在於：所述車輛檢測裝置包括在所述車輛的行進方向上呈前後排列的兩組光發射器和光接收器，所述車輛先經過的光發射器和光接收器為第一組光發射器和光接收器，另一組光發射器和光接收器為第二組光發射器和光接收器。
5.根據權利要求4所述的多車道機動車尾氣檢測系統，其特徵在於：所述雲台和圖像獲取裝置與所述第一組光發射器和光接收器保持一定距離，設定於機動車行進方向的下遊方向，所述圖像獲取裝置的鏡頭指向所述車輛駛來的方向，當所述第一組光發射器和光接收器中的光接收器未接收到光線時，所述控制單元向所述圖像獲取裝置發出控制指令，控制所述圖像獲取裝置對所述機動車的前牌照進行拍攝。
6.根據權利要求4所述的多車道機動車尾氣檢測系統，其特徵在於：所述圖像獲取裝置的鏡頭指向所述車輛行進的方向，當所述第二組光發射器和光接收器中的光接收器重新接收到光線時，所述控制單元向所述圖像獲取裝置發出控制指令，控制所述圖像獲取裝置對所述機動車的後牌照進行拍攝。
7.根據權利要求1所述的多車道機動車尾氣檢測系統，其特徵在於：所述牌照檢測裝置進一步包括圖像處理裝置；所述圖像獲取裝置通過所述圖像處理裝置與所述控制單元連線，所述圖像處理裝置可對所述圖像獲取裝置獲得的圖像進行編碼和壓縮。
8.根據權利要求1所述的多車道機動車尾氣檢測系統，其特徵在於：所述紅外發光器為紅外二極體雷射器，所述紅外接收器為光敏管。
9.根據權利要求1所述的多車道機動車尾氣檢測系統，其特徵在於：所述紫外發光器為氘燈，所述紫外接收器為光譜儀。
實施方式
《一種多車道機動車尾氣檢測系統》公開了一種多車道機動車尾氣檢測系統，可以同時準確檢測行進於多車道的機動車的尾氣污染物濃度。
- 實施例一
參見圖1和圖2，圖1為《一種多車道機動車尾氣檢測系統》實施例一公開的多車道機動車尾氣檢測系統的結構示意圖，圖2為圖1所示多車道機動車尾氣檢測系統的空間結構示意圖。
該系統包括：監測點處理機1和設定於各車道的檢測子系統2。
其中，檢測子系統2包括：車輛檢測裝置21、尾氣檢測裝置22、牌照檢測裝置23和鋪設於車道路面上的反射帶24。
車輛檢測裝置21包括：光發射器211、光接收器212和控制單元213。光發射器211和光接收器212成組設定於反射帶24的上方，光發射器211發出的光線傳輸至反射帶24，並由反射帶24進行反射，光接收器212可以接收經反射帶24反射的光線，控制單元213分別與光接收器212和監測點處理機1連線。
尾氣檢測裝置22包括：紅外發光器221、紅外接收器222、紅外信號處理單元223、紫外發光器224、紫外接收器225和紫外信號處理單元226。紅外發光器221和紅外接收器222成組設定於反射帶24的上方，紅外發光器221發出的紅外光線傳輸至反射帶24，並由反射帶24進行反射，紅外接收器222可以接收經反射帶24反射的紅外光線，紅外信號處理單元223分別與紅外接收器222和控制單元213連線，紫外發光器224和紫外接收器225成組設定於反射帶24的上方，紫外發光器224發出的紫外光線傳輸至反射帶24，並由反射帶24進行反射，紫外接收器225可以接收經反射帶24反射的紫外光線，紫外信號處理單元226分別與紫外接收器225和控制單元213連線。
牌照檢測裝置23用於拍攝經過監測點的機動車的牌照，包括：雲台231和圖像獲取裝置232。雲台231設定於反射帶24的上方；圖像獲取裝置232設定於雲台231上，並且與控制單元213連線，可接收控制單元213發出的控制信號並在控制信號的作用下進行拍攝，之後將拍攝的圖像通過控制單元213傳輸至監測點處理機1中。通過控制雲台231可以調整圖像獲取裝置232的鏡頭方向和角度，圖像獲取裝置232可以對機動車前牌照或者後牌照進行拍攝。
下面對實施例一公開的多車道機動車尾氣檢測系統的工作過程進行說明。
車輛檢測裝置21中的光發射器211持續向反射帶24發射光線，當沒有機動車通過鋪設有反射帶24的車道時，光線由反射帶24進行發射，並由光接收器212接收，當光接收器212無法接收到光線時，說明此刻有機動車經過，車輛阻擋了光線的傳播，此時控制單元213分別向牌照檢測裝置23中的圖像獲取裝置232以及尾氣檢測裝置22中的紅外信號處理單元223和紫外信號處理單元226傳送控制信號。
紅外發光器221持續向其下方的反射帶24發射紅外光線，該紅外光線穿越機動車排放的尾氣後經反射帶24發射，再次穿越尾氣之後由紅外接收器222接收，紅外接收器222將接收到的紅外信號轉換成電信號，當紅外信號處理單元223接收到控制單元213的控制信號時，從紅外接收器222中讀取電信號並將該電信號轉換為數位訊號表示的紅外吸收譜線，之後對當前紅外吸收譜線與未有機動車通過時測得的紅外吸收譜線進行比較，利用可調諧紅外半導體雷射光譜技術檢測尾氣中的CO和CO2濃度，通過控制單元213將尾氣中CO和CO2的濃度信息傳輸至監測點處理機1。
紫外發光器224持續向其下方的反射帶24發射紫外光線，該紫外光線穿越機動車排放的尾氣後經反射帶24發射，再次穿越尾氣之後由紫外接收器225接收，紫外接收器225將接收到的紫外信號轉換成光譜數據，當紫外信號處理單元226接收到控制單元213的控制信號時，從紫外接收器225讀取光譜數據，並對當前光譜數據與未有機動車通過時測得的光譜數據進行比較，利用紫外差分吸收光譜法檢測尾氣中的烴類化合物和氮氧化合物的濃度，之後通過控制單元213將尾氣中烴類化合物和氮氧化合物的濃度信息傳輸至監測點處理機1。
需要指出的是，檢測機動車尾氣中污染物濃度的過程還可以為：紅外信號處理單元223接收到控制單元213的控制信號後，從紅外接收器222中讀取電信號，並將其轉換成數位訊號表示的紅外吸收譜線，之後通過控制單元213將當前紅外吸收譜線傳輸至監測點處理機1，由監測點處理機1對接收到的當前紅外吸收譜線與未有機動車通過時測得的紅外吸收譜線進行比較，利用可調諧紅外半導體雷射光譜技術檢測尾氣中的CO和CO2濃度。同樣的，紫外信號處理單元226接收到控制單元213的控制信號後，從紫外接收器225讀取光譜數據，之後通過控制單元213將當前光譜數據傳輸至監測點處理機1，由監測點處理機1對接收到的當前光譜數據與未有機動車通過時測得的光譜數據進行比較，利用紫外差分吸收光譜法檢測尾氣中的烴類化合物和氮氧化合物的濃度。
牌照檢測裝置23中的圖像獲取裝置232與控制單元213連線，控制單元213在有機動車經過時向圖像獲取裝置232傳送控制信號，圖像獲取裝置232在接收到控制信號之後進行拍攝。圖像獲取裝置232的鏡頭指向機動車駛來方向時，可以獲取機動車的前牌照圖像；圖像獲取裝置232的鏡頭指向機動車的行進方向時，可以獲取機動車的後牌照圖像。考慮到控制單元213與圖像獲取裝置232之間的數據傳輸具有一定的時延，而機動車具有較高的速度，為了獲得完整的機動車前牌照圖像，以機動車的行進方法為參考基準，雲台231和圖像獲取裝置232應與車輛檢測裝置21保持一定距離，設定於機動車行進方向的下遊方向。之後，圖像獲取裝置232通過控制單元213將獲得的機動車的牌照圖像傳輸至監測點處理機1。
監測點處理機1同時獲取到機動車的牌照圖像，以及機動車尾氣中的CO和CO2濃度、烴類化合物和氮氧化合物濃度，並將機動車牌照信息與尾氣污染物濃度信息進行匹配和存儲。
在《一種多車道機動車尾氣檢測系統》公開的多車道機動車尾氣檢測系統中，包括多個設定於各車道的檢測子系統2，檢測子系統2中的尾氣檢測裝置22設定於路面的上方，在尾氣檢測裝置22檢測尾氣中污染物濃度的過程中，紅外發光器221向位於其下方的反射帶24發射紅外光線，紅外接收器222接收經反射帶24反射的紅外光線，實現對CO和CO2濃度的檢測，紫外發光器224向位於其下方的反射帶24發射紫外光線，紫外接收器225接收經反射帶24反射的紫外光線，實現對烴類化合物和氮氧化合物濃度的檢測。由於車道中的紅外光線和紫外光線是在近似垂直方向傳輸，所以任一車道中的紅外接收器222不會接收到相鄰車道中紅外發光器221發射的紅外光線、任一車道中的紫外接收器225不會接收到相鄰車道中紫外發光器224發射的紫外光線，即便同時對多個車道上的機動車進行尾氣檢測也不會造成相互之間的干擾，因此可以同時對行進於多車道的機動車的尾氣污染物濃度進行準確檢測。
- 實施例二
參見圖3，圖3為《一種多車道機動車尾氣檢測系統》實施例二公開的多車道機動車尾氣檢測系統中檢測子系統的結構示意圖。
該檢測子系統2包括：車輛檢測裝置21、尾氣檢測裝置22、牌照檢測裝置23、鋪設於車道路面上的反射帶(圖中未示出)和煙度檢測裝置25。其中車輛檢測裝置21、尾氣檢測裝置22、牌照檢測裝置23和反射帶的結構與實施例一中相應裝置的結構一致，在此不再贅述。
煙度檢測裝置25包括：雷射光源251、雷射接收器252和雷射信號處理單元253。雷射光源251和雷射接收器252成組設定於反射帶的上方，雷射光源241發出的雷射傳輸至反射帶，並由反射帶進行反射，雷射接收器242可以接收經反射帶反射的雷射，雷射信號處理單元253分別與雷射接收器252和控制單元213連線。
下面對煙度檢測裝置25的工作過程進行說明。
車輛檢測裝置21中的光發射器211持續向反射帶發射光線，當沒有機動車通過鋪設有反射帶的車道時，光線由反射帶進行發射，並由光接收器212接收，當光接收器212無法接收到光線時，說明此刻有機動車經過，機動車阻擋了光線的傳播，此時控制單元213向煙度檢測裝置25中的雷射信號處理單元253傳送控制信號。
雷射光源251持續向其下方的反射帶發射雷射，雷射穿越機動車排放的尾氣後經反射帶反射，再次穿越尾氣之後由雷射接收器252接收，雷射接收器252將接收到的雷射信號轉換為表征光強的電信號，當雷射信號處理單元253接收到控制單元213傳送的控制信號時，從雷射接收器252讀取表征當前光強的電信號並將該電信號轉換為數位訊號，之後對當前光強與未有機動車通過時測得的光強進行比較，獲取機動車尾氣的不透光度，通過控制單元213將尾氣的不透光度信息傳輸至監測點處理機。
需要指出的是，實現機動車尾氣不透光度檢測的過程還可以為：雷射信號處理單元253接收到控制單元213的控制信號後，從雷射接收器252中讀取表征光強的電信號，並將其轉換成表征光強的數位訊號，之後通過控制單元213將表征光強的數位訊號傳輸至監測點處理機，由監測點處理機對當前光強與未有機動車通過時測得的光強進行比較，獲取機動車尾氣的不透光度。
在《一種多車道機動車尾氣檢測系統》實施例二公開的多車道機動車尾氣檢測系統中，在檢測子系統中進一步設定了煙度檢測裝置25，在檢測機動車尾氣中污染物濃度的同時可以進一步檢測尾氣的不透光度，尾氣的不透光度是表征尾氣中固體顆粒物濃度的重要指標。
在《一種多車道機動車尾氣檢測系統》實施例一和實施例二公開的多車道機動車尾氣檢測系統中，尾氣檢測裝置中可以設定一組紅外發光器和紅外接收器，設定一組紫外發光器和紫外接收器，煙度檢測裝置中可以設定一組雷射光源和雷射接收器，由於絕大部分機動車的排氣管都設定於車體的右側，所以為了提高檢測精度，上述紅外發光器和紅外接收器、紫外發光器和紫外接收器、以及雷射光源和雷射接收器優選設定於車道行駛方向的右側。
可以理解的是，當紅外發光器和紅外接收器、紫外發光器和紫外接收器、以及雷射光源和雷射接收器設定數量較多時，可以提高尾氣檢測的準確度，但這會導致成本的提高。在實施中，綜合考慮系統的成本和尾氣檢測準確度，優選的在系統中設定兩組紅外發光器和紅外接收器、兩組紫外發光器和紫外接收器、以及兩組雷射光源和雷射接收器，並分別設定於車道的兩側，在檢測所得的兩組CO和CO2濃度、兩組烴類化合物和氮氧化合物濃度、以及兩組尾氣不透光度中選取數值較大的一組為最終結果。
- 實施例三
參見圖4和圖5，圖4為《一種多車道機動車尾氣檢測系統》實施例三公開的多車道機動車尾氣檢測系統中檢測子系統的結構示意圖，圖5為圖4所示檢測子系統中車輛檢測裝置的空間結構示意圖。圖5中箭頭所示方向為機動車的行進方向。
該檢測子系統包括：車輛檢測裝置21、尾氣檢測裝置22、牌照檢測裝置23、鋪設於車道路面上的反射帶24和煙度檢測裝置25。其中，尾氣檢測裝置22、牌照檢測裝置23、反射帶24和煙度檢測裝置25的結構與實施例二中相應裝置的結構一致，在此不再贅述。
車輛檢測裝置21包括：兩組光發射器和光接收器、以及控制單元213，兩組光發射器和光接收器在機動車行進方向上呈前後排列，車輛先經過的光發射器和光接收器記為第一組光發射器和光接收器，另一組記為第二組光發射器和光接收器。其中，第一組光發射器和光接收器包括光發射器211和光接收器212，第二組光發射器和光接收器包括光發射器214和光接收器215。光接收器212和光接收器215分別與控制單元213連線。
圖4所示檢測子系統可以實現對機動車速度、加速度和車長的檢測，下面對檢測過程進行說明。
機動車沿箭頭所示方向行進，光發射器211和光發射器214持續向反射帶23發射光線；隨著機動車的行進，光發射器211發射的光線首先被機動車阻擋，此時光接收器212無法接收到光線，由控制單元213記錄當前時間並記為第一時間；隨著機動車繼續行進，光發射器214發射的光線被機動車阻擋，此時光接收器215無法接收到光線，由控制單元213記錄當前時間並記為第二時間；隨著機動車的繼續行進，光發射器211發射的光線被釋放，光接收器212重新接收光線，由控制單元213記錄當前時間並記為第三時間；之後，光發射器214發射的光線被釋放，光接收器215重新接收光線，由控制單元213記錄當前時間並記為第四時間。
控制單元213根據記錄的第一時間、第二時間、第三時間和第四時間分別確定從光發射器211發射的光線被阻擋到光發射器214發射的光線被阻擋經歷的時間t1、從光發射器214發射的光線被阻擋到光發射器211發射的光線被釋放經歷的時間t2、以及從光發射器211發射的光線被釋放到光發射器214發射的光線被釋放經歷的時間t3。光發射器211與光發射器214之間的距離恆定，記為L；將機動車駛入光發射器211下方時的速度記為v0；由於機動車通過光發射器211和光發射器214的時間很短，認為機動車的加速度基本不變，記為a；將機動車的車長記為d。通過以下計算公式可以分別確定機動車的速度v0、加速度a和車長d。
解方程組可得：
由於t1、t2、t3和L均為已知量，所以機動車的速度v0、加速度a和車長d可以確定，之後控制單元213將獲取的機動車的速度v0、加速度a和車長d傳輸至監測點處理機。
在《一種多車道機動車尾氣檢測系統》實施例三公開的多車道機動車尾氣檢測系統中，不僅可以對行進於各車道的機動車的尾氣污染物濃度和不透光度進行檢測，而且可以對機動車的速度、加速度和車長進行檢測，便於交管部門對車輛的行駛情況進行統計。
當車輛檢測裝置21中設定兩組光發射器和光接收器時，牌照檢測裝置23獲取機動車前牌照圖像和後牌照圖像的過程略有不同，下面分別對獲取機動車前牌照和後牌照的過程進行說明。
圖像獲取裝置232用於拍攝機動車的前牌照時，圖像獲取裝置232的鏡頭指向機動車駛來的方向。當有機動車駛入監測點時，由於車輛檢測裝置21中的第一組光發射器和光接收器設定於機動車行進方向的上遊方向，機動車將首先阻擋光發射器211發射的光線，導致光接收器212無法接收到光線，此時機動車的前端剛進入監測點，控制單元213向圖像獲取裝置232發出控制信號，控制圖像獲取裝置232對機動車的前牌照進行拍攝。考慮到控制單元213與圖像獲取裝置232之間的數據傳輸具有一定的延時，而機動車具有較高的速度，為了獲得完整的機動車前牌照圖像，以機動車的行進方向為參考基準，雲台231和圖像獲取裝置232應與第一組光發射器和光接收器保持一定距離，設定於機動車行進方向的下遊方向。
圖像獲取裝置232用於拍攝機動車的後牌照時，圖像獲取裝置232的鏡頭指向機動車行進的方向。當有機動車駛入監測點時，光發射器211和光發射器214發射的光線先後被機動車阻擋，導致光接收器212和光接收器214無法接收到光線；之後隨著機動車的繼續行進，光接收器212和光接收器215發射的光線先後被釋放，光接收器212和光接收器215先後重新接收到光線。當光接收器215重新接收到光線時，說明機動車即將離開監測點，此時控制單元213向圖像獲取裝置232發出控制信號，控制圖像獲取裝置232對機動車的後牌照進行拍攝。
在拍攝完成之後，圖像獲取裝置232將獲取的機動車牌照圖像通過控制單元213傳輸至監測點處理機中，監測點處理機同時還接收了尾氣檢測裝置22獲取的機動車尾氣污染物濃度信息、煙度檢測裝置24獲取的車輛尾氣不透光度信息、以及車輛檢測裝置21獲取的機動車的速度、加速度和車長信息。監測點處理機1對接收到的各種信息與機動車牌照信息進行匹配，即可獲得車輛全方位的尾氣及行駛狀態信息，便於環保、交通等部門進行車輛管理及控制。
在實施中，可以在牌照檢測裝置23中進一步設定圖像處理裝置(圖中未示出)，該圖像處理裝置分別與圖像獲取裝置232和控制單元213連線，可對圖像獲取裝置232獲得的圖像進行編碼和壓縮，之後將經過編碼、壓縮的圖像通過控制單元213傳輸至監測點處理機。
在實施中，圖像獲取裝置232可以採用數碼攝像機或者數位照相機。
另外，《一種多車道機動車尾氣檢測系統》公開的多車道機動車尾氣檢測系統具有自檢功能。
在無動車通過的空閒時間，各檢測子系統中的紅外發光器向反射帶發射紅外光線，由紅外接收器接收反射後的紅外光線，確定接收的紅外光線的光強，並根據光強判斷紅外發光器和紅外接收器之間的光路是否發生偏移；各檢測子系統中的紫外發光器向反射帶發射紫外光線，由紫外接收器接收反射後的紫外光線，確定接收的紫外光線的光強，並根據光強判斷紫外發光器和紫外接收器之間的光路是否發生偏移；各檢測子系統中的雷射光源向反射帶發射雷射，由雷射接收器接收反射後的雷射，確定接收的雷射的光強，並根據光強判斷雷射光源和雷射接收器之間的光路是否發生偏移；各檢測子系統中的光發射器向反射帶發射光線，由光接收器接收經反射帶反射的光線，確定接收的光線的光強，並根據光強判斷光發射器和光接收器之間的光路是否發生偏移。
多車道機動車尾氣檢測系統進行自檢的時間可以由監測點處理機確定，在無機動車通過時，監測點處理機向車輛檢測裝置中的控制單元傳送自檢信號，控制單元控制車輛檢測裝置、尾氣檢測裝置、煙度檢測裝置和牌照檢測裝置啟動，進行自檢。
在《一種多車道機動車尾氣檢測系統》公開的各實施例中，紅外發光器可採用紅外二極體雷射器，紅外接收器可採用光敏管，紫外發光器可採用氘燈，所述紫外接收器可採用光譜儀。
榮譽表彰
2016年12月7日，《一種多車道機動車尾氣檢測系統》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
