[發(fā)明專利]一種道路車輛行駛速度垂向測(cè)速儀及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410479670.6
• 申請(qǐng)日: 2014-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104267205B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海波;謝林華;蔡銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): G01P3/36
• 分類號(hào): G01P3/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及速度測(cè)量領(lǐng)域中的垂向測(cè)速儀，更具體地，涉及一種道路車輛行駛速度垂向測(cè)速儀及方法。

背景技術(shù)

目前機(jī)動(dòng)車測(cè)速系統(tǒng)大致分為線圈測(cè)速、激光測(cè)速、雷達(dá)測(cè)速、視頻測(cè)速等方式。

線圈測(cè)速一般要用到兩個(gè)線圈，當(dāng)機(jī)動(dòng)車進(jìn)入第一個(gè)線圈時(shí)會(huì)在電路中產(chǎn)生電磁感應(yīng)，同時(shí)觸發(fā)計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)；走出第二個(gè)線圈后，計(jì)時(shí)結(jié)束，根據(jù)兩個(gè)線圈之間的距離和產(chǎn)生感應(yīng)的時(shí)間差，算出車輛通過(guò)監(jiān)測(cè)區(qū)域時(shí)的平均速度。線圈測(cè)速原理簡(jiǎn)單，設(shè)備成本較低，能獲得比較高的準(zhǔn)確率。其不足之處是安裝施工時(shí)會(huì)破壞路面，影響路面壽命，且線圈在地下容易受環(huán)境影響和重型車輛擠壓而產(chǎn)生形變，需要經(jīng)常更換和維護(hù)。

激光測(cè)速的原理是建立在光波測(cè)距的基礎(chǔ)之上，利用對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的多次測(cè)距與時(shí)間之比得出其運(yùn)動(dòng)速度。雷達(dá)測(cè)速的原理是利用多普勒效應(yīng)計(jì)算速度，多普勒效應(yīng)是指當(dāng)發(fā)射源和接收者之間有相對(duì)徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收到的信號(hào)頻率將發(fā)生變化。激光測(cè)速系統(tǒng)和雷達(dá)測(cè)速系統(tǒng)對(duì)于測(cè)速的角度要求非常高，測(cè)速系統(tǒng)應(yīng)與車輛的運(yùn)動(dòng)方向保持在同一條直線上。在車輛處于高速行駛時(shí)，這種測(cè)量方法存在諸多不便并有安全隱患。

視頻測(cè)速的原理本質(zhì)是虛擬線圈測(cè)速，即在視頻圖像中的車道上，相距30-50m處設(shè)兩個(gè)虛擬線圈，由于攝像機(jī)拍攝的幀率是一定的，通過(guò)計(jì)算視頻的幀數(shù)可得到車輛經(jīng)過(guò)的時(shí)間，利用車輛通過(guò)兩個(gè)虛擬線圈的時(shí)間差，就可得出車輛速度。其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便、不破壞路面。但其缺點(diǎn)是測(cè)速誤差大，容易受到光照等因素的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明首先提出一種測(cè)量誤差小，且使用方便的道路車輛行駛速度垂向測(cè)速儀。

本發(fā)明的又一目的是提出一種道路車輛行駛速度垂向測(cè)量方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種道路車輛行駛速度垂向測(cè)速儀，包括第一光學(xué)干涉儀、激光測(cè)距儀、第二光學(xué)干涉儀、計(jì)時(shí)器和控制裝置；所述第一光學(xué)干涉儀與第二光學(xué)干涉儀水平放置，其夾角為θ；激光測(cè)距儀處于該夾角的角平分線上；第一光學(xué)干涉儀、激光測(cè)距儀、第二光學(xué)干涉儀及計(jì)時(shí)器分別與控制裝置連接。

更進(jìn)一步的，所述垂向測(cè)速儀還包括裝設(shè)有啟動(dòng)按鍵。

更進(jìn)一步的，所述垂向測(cè)速儀還包括與控制裝置連接的顯示裝置。

更進(jìn)一步的，所述垂向測(cè)速儀還包括可拆卸的支架，垂向測(cè)速儀的測(cè)量主體部分安裝在支架上，且該支架是可拆卸的，方便運(yùn)輸存放。

為了提高計(jì)時(shí)器的精度，單片機(jī)采用晶振值大于24MHz的單片機(jī)。

一種道路車輛行駛速度垂向測(cè)量方法，包括：

當(dāng)車輛頭部行駛至第一光學(xué)干涉儀的檢測(cè)線上，第一光學(xué)干涉儀檢測(cè)到行駛車輛的反射光信號(hào)時(shí)，控制裝置控制啟動(dòng)計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，并觸發(fā)激光測(cè)距儀進(jìn)行測(cè)距；當(dāng)車輛頭部行駛至第二光學(xué)干涉儀的檢測(cè)線上，第二光學(xué)干涉儀監(jiān)測(cè)到車輛的反射光信號(hào)，控制裝置控制計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，激光測(cè)距儀停止測(cè)距；激光測(cè)距儀將所測(cè)距離發(fā)送到控制裝置，控制裝置選取距離最小值作為車輛到被測(cè)車輛與垂向測(cè)速儀之間的距離l；

根據(jù)第一光學(xué)干涉儀、第二光學(xué)干涉儀間的探測(cè)光束之間的夾角值θ以及車輛到被測(cè)車輛與垂向測(cè)速儀之間的距離l，計(jì)算車輛在測(cè)量時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)距離，再根據(jù)計(jì)時(shí)器測(cè)得的時(shí)間值，計(jì)算所述車輛的行駛速度。

在實(shí)際使用過(guò)程，垂向測(cè)速儀啟動(dòng)方式有兩種形式：第一種方式是當(dāng)車輛接近測(cè)量點(diǎn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員按下啟動(dòng)按鍵，當(dāng)車輛離開(kāi)測(cè)量點(diǎn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員松開(kāi)按鍵，則完成一次測(cè)量；第二種方式是測(cè)速儀進(jìn)行持續(xù)測(cè)量，當(dāng)啟動(dòng)測(cè)速儀，測(cè)速儀連續(xù)工作，不斷測(cè)量車輛速度，并按一定格式記錄在內(nèi)存中。

第一光學(xué)干涉儀與第二光學(xué)干涉儀采用干涉檢測(cè)技術(shù)，利用激光光源，檢測(cè)信噪比高，能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)經(jīng)過(guò)車輛，其測(cè)量范圍為0-20m，可在路旁檢測(cè)到不同車道出車輛經(jīng)過(guò)的信號(hào)。

更進(jìn)一步的，所述激光測(cè)距儀由第一光學(xué)干涉儀觸發(fā)啟動(dòng)后，間隔固定時(shí)間持續(xù)發(fā)射測(cè)量信號(hào)，獲取被測(cè)車輛與垂向測(cè)速儀間的距離發(fā)送至控制裝置。

垂向測(cè)速儀內(nèi)部放置兩個(gè)光學(xué)干涉儀和一個(gè)激光測(cè)距儀，兩光學(xué)干涉儀以一定的夾角放置，激光測(cè)距儀處于該夾角的角平分線上。兩光學(xué)干涉儀可檢測(cè)到來(lái)自行駛車輛的反射光信號(hào)，激光測(cè)距儀可測(cè)量車輛測(cè)量點(diǎn)的距離。