一種基于接觸式與非接觸式技術(shù)相結(jié)合的交通檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種交通檢測系統(tǒng)，特別涉及一種接觸式與非接觸式相結(jié)合的交 通檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人類社會的發(fā)展和城市化進程的加速，公路建設(shè)進入了一個高速增長期。據(jù) 交通運輸部公布的《2013年公路水路交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，截止2013年末，全 國公路總里程達435. 62萬公里，上年末增加11. 87萬公里；全國高速公路里程達10. 44萬 公里，比上年末增加0. 82萬公里，位居世界第一。同時，汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們收入 和消費水平的日益提升，使得汽車消費成為一種新時尚，不論是公車還是私家車都在大幅 增長。
[0003] 四通八達的公路運輸網(wǎng)及汽車化社會帶來的交通阻塞、事故增多、能源浪費等社 會問題日趨嚴重。為緩解這些問題，智能交通系統(tǒng)（ITS)于20世紀90年代迅速崛起，其中 交通信息檢測是極其重要的一個環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有傳統(tǒng)檢測技術(shù)如磁頻檢測、波頻車輛檢測及視 頻檢測存在工作壽命、使用環(huán)境及可靠性等問題，且單一技術(shù)只能提供少量信息，而這些 技術(shù)之間存在諸多值得挖掘的緊密聯(lián)系，其合理的組合應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)功能互補，擴大檢測 數(shù)據(jù)種類，提高檢測數(shù)據(jù)精度。
[0004] 在交通檢測領(lǐng)域，車輛稱重主要基于接觸式技術(shù)，研發(fā)成功的稱重系統(tǒng)能夠獲取 大部分車輛特征數(shù)據(jù)，但是僅利用該技術(shù)其獲取的特征數(shù)據(jù)并不全面。同時，經(jīng)過長期的研 宄與實驗表明車輛稱重自有的時序性、穩(wěn)定性、信息量還可與其它技術(shù)結(jié)合應(yīng)用發(fā)揮更大 功效。
[0005] 激光掃描檢測技術(shù)具有良好的方向性和準直性，在勘察、道路檢測、考古、環(huán)境工 程、軍事應(yīng)用等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，針對交通檢測的應(yīng)用，它可以較準確獲取其它接觸式技 術(shù)難以獲取的車輛輪廓數(shù)據(jù)。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種基于接觸式與非接觸式技術(shù)相結(jié)合的 交通檢測系統(tǒng)，采用稱重技術(shù)與激光掃描檢測技術(shù)快速準確的獲取車輛信息。
[0007] 為達到上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：
[0008] -種基于接觸式與非接觸式技術(shù)相結(jié)合的交通檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括兩塊安裝在 檢測車道左右兩邊的稱重傳感器I和稱重傳感器II、位于稱重傳感器I正上方橫跨車道的 龍門架和設(shè)置在路側(cè)的智能稱重儀；所述兩塊稱重傳感器相平行，垂直于車行方向，兩塊稱 重傳感器之間有一定距離；所述龍門架上安裝有位于車道中間的激光掃描儀，激光掃描儀 的掃描區(qū)垂直于車行方向；所述稱重傳感器的寬度小于車輛輪胎直徑，長度大于車輛承重 軸長度；所述稱重傳感器是能夠產(chǎn)生正弦半波的傳感器，所述激光掃描儀用于檢測車輛輪 廓；稱重傳感器和激光掃描儀將獲取的信號傳輸至智能稱重儀；所述智能稱重儀用于采集 稱重數(shù)據(jù)與激光掃描數(shù)據(jù)，處理計算所采集的數(shù)據(jù)，獲取車輛的輪重、軸重、軸組重、總重、 軸距、車長、車高、車頭高、車輛輪廓、通行時間、速度、加速度信息。
[0009] 進一步，所述系統(tǒng)還包括車輛分離器和線圈檢測器；所述車輛分離器用于檢測車 輛的進入，所述線圈檢測器用于檢測車輛的離開。
[0010] 本實用新型的有益效果在于：本實用新型提供的一種基于接觸式與非接觸式技 術(shù)相結(jié)合的交通檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括稱重傳感器、激光掃描儀和智能稱重儀，該交通 檢測方法采用稱重技術(shù)與激光掃描檢測技術(shù)，能夠快速準確的獲取車輛的輪重、軸重、軸組 重、總重、軸距、車長、車高、車頭高、車輛輪廓、通行時間、速度、加速度信息等交通數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0011] 為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實用 新型作進一步的詳細描述，其中：
[0012] 圖1為利用本實用新型所述系統(tǒng)進行交通檢測的流程圖；
[0013] 圖2為本實用新型所述系統(tǒng)的原理圖；
[0014] 圖3為稱重傳感器信號與車輛輪廓信號關(guān)系圖；
[0015] 圖4為兩軸車通過稱重傳感器時的信號圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面將結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
[0017] 圖1為利用本實用新型所述系統(tǒng)進行交通檢測的流程圖，以下步驟：
[0018] (1)當(dāng)車輛進入已安裝有稱重傳感器及激光掃描儀的檢測車道時，車輛分離器檢 測到車輛到達，產(chǎn)生車輛進入信號通知智能稱重儀進入稱重工作狀態(tài)；
[0019] (2)車輛保持安全間距依次進入檢測車道，車輛頭部首先進入激光掃描儀發(fā)射信 號區(qū)，產(chǎn)生變化的輸出信號；
[0020] (3)車輛輪軸繼續(xù)前行駛過鋪設(shè)在車道路面中的稱重設(shè)備傳感器，傳感器產(chǎn)生瞬 間的不平衡輸出信號；
[0021] (4)激光掃描儀和稱重傳感器產(chǎn)生的輸出信號通過信號線纜傳向稱重接線盒，稱 重接線盒將稱重傳感器信號并聯(lián)處理后，再將處理后的信號傳送至智能稱重儀；
[0022] (5)當(dāng)車輛尾部離開稱重區(qū)時，線圈車輛檢測器信號發(fā)生高低變化，產(chǎn)生車輛結(jié)束 信號；
[0023] (6)智能稱重儀綜合處理來自稱重區(qū)的車輛稱重信號、車輛輪廓信號和車輛結(jié)束 信號，同時由獨特的邏輯算法同步車輛稱重信號和車輛輪廓信號，判斷處理車輛異常行駛 現(xiàn)象，最后形成稱重信息；
[0024] (7)智能稱重儀通過數(shù)據(jù)接口將稱重信息上傳，完成對一輛車的稱重過程，等待下 一輛車稱重。
[0025] 圖2為一種基于接觸式與非接觸式技術(shù)相結(jié)合的交通檢測系統(tǒng)的原理圖，該系統(tǒng) 主要由稱重傳感器、激光掃描儀和智能稱重儀組成，并根據(jù)實際情況安裝車輛分離器和線 圈檢測器等輔助設(shè)備。
[0026] 其中，稱重傳感器選用能夠產(chǎn)生正弦半波的傳感器，其類型不局限于彎板式、石英 式、電容式等。激光掃描儀采用相位式測距原理設(shè)計，通過與稱重信號同步，檢測車輛輪 廓。智能稱重儀是檢測系統(tǒng)的核心控制器，主要用于采集稱重數(shù)據(jù)與激光掃描數(shù)據(jù)，并經(jīng)過 處理計算，獲取輪重、軸重、軸組重、總重、軸距、車長、車高、車頭高、車輛輪廓、通行時間、速 度、加速度等交通數(shù)據(jù)。
[0027] 稱重傳感器的寬度小于車輛輪胎直徑，保證同一時刻只有車輛的一個承重軸作用 于傳感器；長度大于車輛承重軸長度，保證同一時刻車輛的一個承重軸完全作用于傳感器 之上；并且，每車道左右平行安裝兩塊稱重傳感器。激光掃描儀安裝于能夠匹配車道尺寸的 龍門架上，進一步，為了與稱重傳感器信號同步，激光掃描儀設(shè)置在稱重傳感器1正上方， 正對車輛前進方向，位于車道的中心位置，激光掃描儀的掃描區(qū)垂直于車行方向。
[0028] 當(dāng)車輛輪胎駛過稱重傳感器時，稱重傳感器受力形變被轉(zhuǎn)換為電壓信號，同時，激 光掃描儀快速連續(xù)掃描車輛經(jīng)過時的輪廓變化信號。稱重電壓信號和激光掃描檢測信號經(jīng) 過不同通道被放大器放大后，由硬件濾除車輛經(jīng)過時的高頻噪聲，再由A/D轉(zhuǎn)換模塊對信 號采樣，得到離散信號。智能稱重儀對離散信號進行各種分析與預(yù)處理，最終產(chǎn)生整個過程 的結(jié)果一一車輛特征數(shù)據(jù)。
[0029] 根據(jù)系統(tǒng)基本組成原理，車輛輪廓信號與稱重傳感信號具有一定的時間同步關(guān) 系，以兩軸車為例，如圖3所示。
[0030] 由圖3可知，將車輛輪軸壓在第一塊稱重傳感器產(chǎn)生的起始波形時刻tbegin向前擴 展Tlimitl的時間范圍，車輛輪軸壓在第二塊彎板傳感器產(chǎn)生的最后波形時刻t ^向后擴展 Tlimit2的時間范圍，T limitl和T limit2根據(jù)實際車輛跟車距離進行確定和調(diào)整，擴展后的整個時 間范圍T可以將車輛輪廓信號完全包含在內(nèi)，其中T表示為公式（1)。
[0031] T - Tlimitl+tend-tbegin+T limit2 (I)
[0032] 即使由于激光掃描檢測受車輛顏色波長、天氣等因素影響不能完全接收車輛輪廓 信號，在時間T范圍內(nèi)的信號波形還可以通過軟件算法進一步優(yōu)化處理。獲得車輛輪廓信 號后，取第一塊稱重傳感器波形起始時刻t begin作為車輛車頭高度計算基本位置，從已計算 的車頭高度位置處開始，向后取一定數(shù)量點的平均值計算車輛高度，最后由公式（2)計算 車輛長度L_ h，其中t_h為車輛通過激光掃描檢測時間，V為車輛通過速度。
[0033] Lvech= tvechX V ⑵
[0034] 其中，車輛速度V可由稱重傳感信號的關(guān)系計算。設(shè)兩塊稱重傳感器間距為L。，以 兩軸車通過彎板傳感器時為例，可獲得濾波后的信號組如圖4所示。
[0035] ^和13是兩軸車前輪壓過稱重傳感器時產(chǎn)生的信號；12和1 4是兩軸車后輪壓過稱 重傳感器時產(chǎn)生的信號，利用已知的傳感器間距為L。和時間差可以計算車速V和軸距L a， 如公式3和4。
[0036]
【主權(quán)項】
1. 一種基于接觸式與非接觸式技術(shù)相結(jié)合的交通檢測系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)包括 兩塊安裝在檢測車道左右兩邊的稱重傳感器I和稱重傳感器II、位于稱重傳感器I正上方 橫跨車道的龍門架和設(shè)置在路側(cè)的智能稱重儀；所述兩塊稱重傳感器相平行，垂直于車行 方向，兩塊稱重傳感器之間有一定距離；所述龍門架上安裝有位于車道中間的激光掃描儀， 激光掃描儀的掃描區(qū)垂直于車行方向；所述稱重傳感器的寬度小于車輛輪胎直徑，長度大 于車輛承重軸長度；所述稱重傳感器是能夠產(chǎn)生正弦半波的傳感器，所述激光掃描儀用于 檢測車輛輪廓；稱重傳感器和激光掃描儀將獲取的信號傳輸至智能稱重儀；所述智能稱重 儀用于采集稱重數(shù)據(jù)與激光掃描數(shù)據(jù)，處理計算所采集的數(shù)據(jù)，獲取車輛的輪重、軸重、軸 組重、總重、軸距、車長、車高、車頭高、車輛輪廓、通行時間、速度、加速度信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于接觸式與非接觸式技術(shù)相結(jié)合的交通檢測系統(tǒng)，其 特征在于：所述系統(tǒng)還包括車輛分離器和線圈檢測器；所述車輛分離器用于檢測車輛的進 入，所述線圈檢測器用于檢測車輛的離開。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于接觸式與非接觸式技術(shù)相結(jié)合的交通檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括稱重傳感器、激光掃描儀和智能稱重儀，還包括車輛分離器和線圈檢測器，該交通檢測方法通過稱重技術(shù)與激光掃描檢測技術(shù)，能夠快速準確的獲取車輛的輪重、軸重、軸組重、總重、軸距、車長、車高、車頭高、車輛輪廓、通行時間、速度、加速度信息等交通數(shù)據(jù)。
【IPC分類】G08G1-01
【公開號】CN204270507
【申請?zhí)枴緾N201420845004
【發(fā)明人】雷榮富, 杜長東, 唐練, 黃丹, 張洪明, 班釗, 熊山山, 朱世宇, 何春虎, 徐先春, 李雪
【申請人】重慶市華馳交通科技有限公司
【公開日】2015年4月15日
【申請日】2014年12月26日