[發明專利]一種基于加速度傳感器和光敏元件的車輛檢測裝置

有效

• 申請號: 201410173171.4
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103927884A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 王華;張瞫;楊亞鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G08G1/04
• 分類號: G08G1/04;G08G1/065
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及道路交通檢測技術，尤其是涉及一種基于加速度傳感器和光敏元件的車輛檢測裝置。

背景技術

按照交通檢測器所使用的檢測傳感器種類分類，可以將其分為壓力、加速度、磁場、電感、超聲波、頻率、光電、圖像傳感等。它們通過感知、轉換和傳輸相關物理量檢測出某一界面車輛通過的時間、外形尺寸或者圖像，并將其傳輸給計算機。計算機將這些傳輸過來的物理量轉換為車輛要素值，如軸數、軸距、尺寸等。目前應用較廣泛的檢測器有環形線圈檢測器、地磁檢測器、超聲波檢測器及視頻檢測器。

環形線圈檢測器可測參數較多，其感應靈敏度可調，使用的適應性較大，安裝不太復雜，所以在國內外得到廣泛的應用。缺點是線圈易受路面變形(沉降、裂縫、搓移等)影響，因此其使用效果及壽命受路面質量的影響很大。路面質量較差時，線圈檢測器的使用壽命一般僅有2年左右。另外環境的變化和環形線圈的正常老化對檢測器的工作性能有較大的影響。

地磁檢測器具有安裝容易，不易損壞，價格便宜等優點。缺點是對慢速車輛不能檢測，有時會出現誤檢，且材料容易老化，靈敏度會逐年衰減。

超聲波檢測器探頭可安裝在行車道中間上方，也可以安裝在路側。由于超聲波檢測器采用懸掛式安裝，這與路面埋設式檢測器(如環形線圈)相比有許多優點。首先是不需破壞路面，也不受路面變形的影響；其次是使用壽命長，可移動、架設方便。不足之處是其檢測范圍呈錐形，受車型、車高變化的影響，檢測精度較差，特別是車流嚴重擁擠的情況下；另外檢測精度易受環境的影響，尤其是大風、暴雨等的影響；探頭下方通過的人或物也會產生反射波，造成誤檢。

基于視頻圖像處理的交通檢測技術是近年來逐步發展起來的一種新型的車輛檢測方法，它具有無線、可一次檢測多參數和檢測范圍較大的特點，使用靈活。另外視頻檢測系統裝卸方便、不須破壞路面，不影響交通，在很多場合可以代替現有的環形線圈檢測器。雖然視頻檢測器有著諸多優點，但仍然存在許多需要解決的問題：首先是視頻檢測器的檢測精度是隨著光照情況的變化而變化的，當光照良好時，如正午時，檢測效果較好，反之如傍晚、雨雪天氣則較差；其次是陰影問題，陰影是造成視頻檢測算法誤檢測的主要原因；再次是車輛在道路場景中的相互遮擋，也是必須考慮的問題。

此外，傳統車輛檢測技術大多采用測量某一種信號來得到檢測結果，這就導致了錯檢和漏檢等問題的存在，如超聲波檢測器，在大型車遮擋的情況下，就會發生漏檢的情況，同時，單一信號檢測也使得車輛檢測受到周邊環境的諸多限制，能夠適應不同道路環境的車輛檢測技術難以實現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于加速度傳感器和光敏元件的車輛檢測裝置，該裝置安裝于道路表面，并能夠實現對于車輛自動檢測，利用行駛中的車輛通過輪胎對路面產生連續激勵及在路面產生陰影的客觀事實，利用加速度傳感器和光敏元件實現對車輛的檢測，得到車輛計數數據。

本發明的目的是這樣實現的：一種基于加速度檢測單元和光敏檢測單元的車輛檢測裝置，包括加速度檢測單元、光敏檢測單元、加速度信號調理電路、光敏檢測信號調理電路、數據采集電路、微處理器、存儲單元、無線發射模塊，加速度檢測單元與加速度信號調理電路電信號連接，光敏檢測單元與光敏檢測信號調理電路電信號連接，數據采集電路分別與加速度信號調理電路、光敏檢測信號調理電路電信號連接，數據采集電路與微處理器電信號連接，微處理器分別與存儲單元、無線發射模塊電信號連接，加速度檢測單元、光敏檢測單元安裝在車道中央或車道一側的道路表面，車輛行駛經過檢測裝置時，加速度檢測單元采集路面震動信號并將信號通過加速度信號調理電路進行處理；同時，光敏檢測單元感應光照變化產生光電信號并將信號通過光敏檢測信號調理電路處理；數據采集單元將經過加速度信號調理電路和光敏檢測信號調理電路處理的信號輸入微處理器，由微處理器對數據進行分析計算，進行如下步驟：

步驟一，首先微處理器分析光電信號，初步判斷是否有車輛經過；當光敏檢測單元發出的信號出現符合車輛經過的判斷條件，則此步驟判斷結果為“是”，進入步驟三；如果光敏檢測單元發出的信號沒有出現符合車輛經過的判斷條件，則此步驟判斷結果為“否”，則需要進入步驟二，進一步檢驗是否有車輛經過，以免由于環境光照強度過低造成的漏檢；

步驟二，當步驟一判斷結果為“否”時，微處理器需要根據加速度檢測單元發出的加速度信號進一步判斷是否有車輛經過；微處理器中存有車輛造成路面震動信號的相應特征信息，包括震動信號強度和頻率分布范圍，通過對比分析采集到的信號特征信息，判斷是否有車輛經過，若判斷結果為有車輛經過則進入步驟三；