專利名稱:一種檢測輪式物體通過的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及交通流量監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及ー種檢測輪式物體通過的方法及裝置。
背景技術(shù):
目前,在交通流量監(jiān)測、輪式物體流量檢測等領(lǐng)域中,例如在統(tǒng)計各種道路上運行的汽車流量,或軌道上運行的機車流量,或其他采用輪式運動方式的場景下,常規(guī)的檢測方法一般是由人工或射頻卡(RFID)實現(xiàn),檢測準確率不高,往往無法實際應(yīng)用。例如在火車編組出入站的場景下,這種方式若由人工進行,那么人工計數(shù)出現(xiàn)錯誤率高,現(xiàn)場操作危險性也高。而且射頻卡RFID技術(shù)所需要的硬件設(shè)備結(jié)構(gòu)通常比較復(fù)雜,對傳感器的選取也有嚴格的限制,整體成本也較高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種檢測輪式物體通過的方法及裝置,能夠?qū)崿F(xiàn)在無人有源的情況下,對輪式物體通過情況進行檢測,且實現(xiàn)方案靈活方便,可維護性和可擴展性強,可廣泛應(yīng)用于各種輪式物體通過檢測的場景下。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的,ー種檢測輪式物體通過的方法,所述方法包括通過傳感器采集輪式物體通過時的信號,當所述輪式物體的車輪通過所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器輸出相應(yīng)的高低電平信號,并將所述高低電平信號傳送到單處
理器;所述單處理器根據(jù)所收到的高低電平信號,計算所述輪式物體的車輪通過所述檢測區(qū)域的時間,井根據(jù)檢測區(qū)域的距離和所述車輪通過檢測區(qū)域的時間來計算所述輪式物體的移動速度。所述當所述輪式物體的車輪通過所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器輸出相應(yīng)的高低電平信號,具體包括當所述輪式物體的車輪進入所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器產(chǎn)生負脈沖,并輸出低電平;當所述輪式物體的車輪離開所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器信號置于高位,并輸出高電平。所述單處理器根據(jù)所收到的高低電平信號,計算所述輪式物體的車輪通過所述檢測區(qū)域的時間,具體包括所述單處理器中的計數(shù)器在收到所述傳感器傳來的下降延信號后,進行所述計數(shù)器的計數(shù)準備操作,具體包括清空中斷標志位,以及清空該計數(shù)器內(nèi)的高低計數(shù)位;并在收到所述傳感器傳來的上升沿信號后,進行所述計數(shù)器的開關(guān)操作;通過所述計數(shù)器的開與關(guān),得到所述輪式物體的車輪通過所述檢測區(qū)域的時間。所述方法還包括若所述輪式物體為列車,則根據(jù)所述輪式物體的移動速度對照列車標準車輛種類列表,進ー步判定所述列車通過的方向、類型,并記錄該方向上通過列車的總數(shù)量。ー種檢測輪式物體通過的裝置,所述裝置包括傳感器和單處理器,其中所述傳感器通過光耦連接到所述單處理器的中斷接ロ,當輪式物體的車輪通過所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器輸出相應(yīng)的高低電平信號,并將所述高低電平信號傳送到所述單處理器;所述單處理器,用于根據(jù)所收到的高低電平信號,計算所述輪式物體的車輪通過所述檢測區(qū)域的時間,井根據(jù)檢測區(qū)域的距離和所述車輪通過檢測區(qū)域的時間來計算所述輪式物體的移動速度。所述裝置還包括用來顯示工作狀態(tài)或者標示特殊狀態(tài)的LED指示燈,該LED指示燈與所述單處理器的輸出端相連;
用來讀取檢測結(jié)果的上位機,該上位機通過串ロ與所述單處理器相連。所述單處理器為單片機,井根據(jù)實際交通狀況選用不同型號的單片機。 由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出,本方法通過傳感器采集輪式物體通過時的信號,當所述輪式物體的車輪通過所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器輸出相應(yīng)的高低電平信號,并將所述高低電平信號傳送到單處理器;所述單處理器根據(jù)所收到的高低電平信號,計算所述輪式物體的車輪通過所述檢測區(qū)域的時間,井根據(jù)檢測區(qū)域的距離和所述車輪通過檢測區(qū)域的時間來計算所述輪式物體的移動速度。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)在無人有源的情況下,對輪式物體通過情況進行檢測,且實現(xiàn)方案靈活方便,可維護性和可擴展性強,可廣泛應(yīng)用于各種輪式物體通過檢測的場景下。
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖I為本發(fā)明實施例所述檢測輪式物體通過方法的流程示意圖;圖2為本發(fā)明實施例所提供檢測輪式物體通過的裝置結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為本發(fā)明實施例所舉出實例的整體示意圖;圖4為本發(fā)明實施例所舉實例中傳感器的信號時序圖。
具體實施例方式下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明實施例通過ー組傳感器采集輪式物體通過時的信號,傳送給單處理器,由單處理器對信號進行處理,實現(xiàn)對輪式物體通過的速度、方向、計數(shù)、停車等監(jiān)測,并可返回統(tǒng)計數(shù)據(jù)為報表,從而實現(xiàn)無人有源情況下,對輪式物體的檢測,這里的輪式物體適用于各種道路上運行的汽車,或軌道上運行的列車,以及其他采用輪式運動方式的場景;同時本發(fā)明實施例可根據(jù)客戶現(xiàn)場需求的不同對算法加以優(yōu)化和調(diào)整,并根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的不同選擇多種類型的傳感器設(shè)備,對于一般已知結(jié)構(gòu)物體的通過檢測都可適用。下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進ー步地詳細描述,如圖I所示為本發(fā)明實施例所述檢測輪式物體通過的方法流程示意圖,所述方法包括步驟11 :通過傳感器采集輪式物體通過時的信號。具體來說,在步驟中通過傳感器來采集輪式物體通過時的信號,當輪式物體的車輪通過所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器就輸出相應(yīng)的高低電平信號,并將所述高低電平信號傳送到單處理器。在具體實現(xiàn)過程中,傳感器輸出相應(yīng)的高低電平信號的具體過程為
當輪式物體的車輪進入所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器產(chǎn)生負脈沖,并輸出低電平;當所述輪式物體的車輪離開所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器信號置于高位,并輸出高電平。上述輪式物體可以是各種道路上運行的汽車,或是軌道上運行的列車。步驟12 :單處理器根據(jù)所收到的高低電平信號,計算所述輪式物體的車輪通過所述檢測區(qū)域的時間。在該步驟中,具體檢測過程為所述單處理器中的計數(shù)器在收到所述傳感器傳來的下降延信號后,進行所述計數(shù)器的計數(shù)準備操作,具體包括清空中斷標志位,以及清空該計數(shù)器內(nèi)的高低計數(shù)位;并在收到所述傳感器傳來的上升沿信號后,進行所述計數(shù)器的開關(guān)操作;通過所述計數(shù)器的開與關(guān),得到所述輪式物體的車輪通過所述檢測區(qū)域的時間。另外,具體實現(xiàn)中,還可以對單處理器中的計數(shù)器使用方法進行特殊的約定。舉例來說,單處理器例如單片機中TMOD寄存器的構(gòu)成如下
GATE I C/T 「Mi I MO [GATE I C/T [Ml I MO計數(shù)器/定時器I計數(shù)器/定時器0其中,C/T是選擇計數(shù)器還是定時器模式。C/T=0 :定時器;C/T=l :計數(shù)器模式,被計數(shù)脈沖送入TLx和THx。當TLx溢出時向THx進位;當THx溢出時,將TFx置I,向單片機申請計數(shù)器/定時器X溢出中斷,(x=0 or I)。Ml、MO為計數(shù)器/定時器位寬選擇。本發(fā)明選擇16位全部參加計數(shù)的模式I(Ml=0;M0=l)o這種技術(shù)模式位寬最大,如果選擇11. 0592MHz的晶振,計一次溢出可以計到71. Illms0GATE是控制外部輸入脈沖對計數(shù)器/定時器的標志位,當GATE標志為I吋,當且僅當INTx=I且軟件使TRx置1,才能啟動計數(shù)器/定時器;本實施例利用這個特性對兩個傳感器收到信號的時間間隔進行計數(shù),測量時延。在本發(fā)明實施例中,TMOD寄存器設(shè)為0x99,即啟用門控的模式I定時器,為提高計算精度,本發(fā)明實施例在計算時間的算式中,將THx和TLx的值也代入計算,并使用float型變量,使計算精度達到15us級。
步驟13 :根據(jù)檢測區(qū)域的距離和所述車輪通過檢測區(qū)域的時間來計算所述輪式物體的移動速度。具體來說,就是根據(jù)車輪通過檢測區(qū)域的時間,以及檢測區(qū)域的距離,利用速度計算公式得出輪式物體的移動速度。另外,若所述輪式物體為列車,則根據(jù)所述輪式物體的移動速度對照列車標準車輛種類列表,進ー步判定所述列車通過的方向、類型,并記錄該方向上通過列車的總數(shù)量。在上述方法實施例的基礎(chǔ)上,本發(fā)明實施例還提供了ー種檢測輪式物體通過的裝置,如圖2所示為本實施例所提供檢測輪式物體通過的裝置結(jié)構(gòu)示意圖,所述裝置主要包括傳感器和單處理器,其中所述傳感器通過光耦連接到所述單處理器的中斷接ロ,當輪式物體的車輪通過所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器輸出相應(yīng)的高低電平信號,并將所述高低電平信號傳送到所述單處理器;所述單處理器,用于根據(jù)所收到的高低電平信號,計算所述輪式物體的車輪通過所述檢測區(qū)域的時間,井根據(jù)檢測區(qū)域的距離和所述車輪通過檢測區(qū)域的時間來計算所述 輪式物體的移動速度。另外,所述裝置還可包括用來顯示工作狀態(tài)或者標示特殊狀態(tài)的LED指示燈,該LED指示燈與所述單處理器的輸出端相連,例如可以用來顯示通過物體的速度、方向、數(shù)量等信息。用來讀取檢測結(jié)果的上位機,該上位機通過串ロ與所述單處理器相連。在實際應(yīng)用中,所有算法均可由單處理器在下位機實現(xiàn),上位機負責(zé)用戶界面訪問,適當分析下位機上報的結(jié)果,例如通過RS232/422/485串ロ通信,連接上位機,上報通過物體速度、方向、數(shù)量等信息。另外,圖2中的單處理器可以為單片機,井根據(jù)實際交通狀況選用不同型號的單片機,同時對于單片機的其他使用方式,還可以按照實際場景需要,提供豐富的接口和外設(shè)。下面以具體的實例來對本發(fā)明所述方法進行詳細說明,以兩軸轉(zhuǎn)向架列車為例,如圖3所示為本發(fā)明實施例所舉出實例的整體示意圖列車由左向右行駛,①、②、③、④4個輪子分別通過傳感器a和b ;傳感器a、b之間距離為L,為檢測區(qū)域,且兩傳感器分別與單片機控制板電連接;列車單ー轉(zhuǎn)向架兩輪之間距離為軸距(D),列車兩轉(zhuǎn)向架之間距離為定距(C)。具體實現(xiàn)過程中,在鐵軌上的磁鋼有效觸發(fā)面積內(nèi),當列車的金屬車輪壓上磁鋼時,傳感器產(chǎn)生負脈沖;當金屬車輪離開檢測區(qū)域后,傳感器信號置高,無金屬車輪通過時,傳感器默認輸出為高電平。單片機提供了兩個計數(shù)器,這里兩個計數(shù)器稱為計數(shù)器I和計數(shù)器2,且規(guī)定計數(shù)器I用來計算同一個輪子軋過不同兩個磁鋼的時間;計數(shù)器2用來計算同一個磁鋼經(jīng)過兩個不同輪子的時間;計數(shù)器開關(guān)原則為磁鋼下降沿到達時,進行計數(shù)器準備;磁鋼上升沿到達時,進行開關(guān)計數(shù)器的操作。如圖4所示為本發(fā)明實施例所舉實例中傳感器的信號時序圖,其中al_bl表示第一個車輪①壓過傳感器組產(chǎn)生的脈沖;a2_b2為第二個車輪②壓過傳感器組產(chǎn)生的脈沖;a3-b3表示第三個車輪③壓過傳感器組產(chǎn)生的脈沖。通過分析兩軸轉(zhuǎn)向架與三軸轉(zhuǎn)向架之間的結(jié)構(gòu)尺寸差異,在本實施例中通過前三個輪子即可計算出該車輛的種類,進而得出車輛移動速度。如上傳感器信號時序圖4,可以得出V1=L/Time_a_l;V2=L/Time_a_2;V3=L/Time_a_3;V4=L/Time_a_4;(L為檢測區(qū)域的距離)
上述,Vl表示第一個輪子通過檢測區(qū)域的速度,V2、V3、V4分別表示第二、三、四個輪子通過檢測區(qū)域的速度。并根據(jù)上述計算出的移動速度結(jié)果,進ー步判斷如果,2〈(int)((Time_b_2+Time_a_2) / (Time_b_l+Time_a_l))則,可得出通過傳感器的是兩軸轉(zhuǎn)向架列車。如果檢測為列車,則可以通過計算定距(C)和軸距(D),進ー步判斷通過火車的類型,具體計算過程為軸距D=V1*(Time_a_l+Time_b_l);定距C=V1*(Time_a_l+Time_b_l)+V2* (Time_a_2+Time_b_2)。另外,若判斷為3軸轉(zhuǎn)向架機車,則定距(C)和軸距(D)的計算過程為軸距D=V1*(Time_a_l+Time_b_l)+V2* (Time_a_2+Time_b_2)定距C=Vl*(Time_a_l+Time_b_l)+V2*(Time_a_2+Time_b_2)+V3*(Time_a_3+Time_b_3)。然后根據(jù)上述計算出D和C的值,對照列車標準車輛種類列表,就可以進一歩判定列車通過的方向、類型,同時可以記錄該方向通過列車總數(shù)量。對于一般輪式物體通過,只要知道其結(jié)構(gòu)特性,即可靈活修改算法,以適應(yīng)該場合的應(yīng)用。綜上所述,本發(fā)明實施例能夠?qū)崿F(xiàn)在無人有源的情況下,對輪式物體通過情況進行檢測,且實現(xiàn)方案靈活方便,可維護性和可擴展性強,可廣泛應(yīng)用于各種輪式物體通過檢測的場景下。以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種檢測輪式物體通過的方法,其特征在于,所述方法包括 通過傳感器采集輪式物體通過時的信號,當所述輪式物體的車輪通過所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器輸出相應(yīng)的高低電平信號,并將所述高低電平信號傳送到單處理器; 所述單處理器根據(jù)所收到的高低電平信號,計算所述輪式物體的車輪通過所述檢測區(qū)域的時間,并根據(jù)檢測區(qū)域的距離和所述車輪通過檢測區(qū)域的時間來計算所述輪式物體的移動速度。
2.如權(quán)利要求I所述的檢測輪式物體通過的方法,其特征在于,所述當所述輪式物體的車輪通過所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器輸出相應(yīng)的高低電平信號,具體包括 當所述輪式物體的車輪進入所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器產(chǎn)生負脈沖,并輸出低電平;當所述輪式物體的車輪離開所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器信號置于高位,并輸出高電平。
3.如權(quán)利要求I所述的檢測輪式物體通過的方法,其特征在于,所述單處理器根據(jù)所收到的高低電平信號,計算所述輪式物體的車輪通過所述檢測區(qū)域的時間,具體包括 所述單處理器中的計數(shù)器在收到所述傳感器傳來的下降延信號后,進行所述計數(shù)器的計數(shù)準備操作,具體包括清空中斷標志位,以及清空該計數(shù)器內(nèi)的高低計數(shù)位; 并在收到所述傳感器傳來的上升沿信號后,進行所述計數(shù)器的開關(guān)操作; 通過所述計數(shù)器的開與關(guān),得到所述輪式物體的車輪通過所述檢測區(qū)域的時間。
4.如權(quán)利要求I所述的檢測輪式物體通過的方法,其特征在于,所述方法還包括 若所述輪式物體為列車,則根據(jù)所述輪式物體的移動速度對照列車標準車輛種類列表,進一步判定所述列車通過的方向、類型,并記錄該方向上通過列車的總數(shù)量。
5.一種檢測輪式物體通過的裝置,其特征在于,所述裝置包括傳感器和單處理器,其中 所述傳感器通過光耦連接到所述單處理器的中斷接口,當輪式物體的車輪通過所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器輸出相應(yīng)的高低電平信號,并將所述高低電平信號傳送到所述單處理器; 所述單處理器,用于根據(jù)所收到的高低電平信號,計算所述輪式物體的車輪通過所述檢測區(qū)域的時間,并根據(jù)檢測區(qū)域的距離和所述車輪通過檢測區(qū)域的時間來計算所述輪式物體的移動速度。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置,其特征在于,所述裝置還包括 用來顯示工作狀態(tài)或者標示特殊狀態(tài)的LED指示燈,該LED指示燈與所述單處理器的輸出端相連; 用來讀取檢測結(jié)果的上位機,該上位機通過串口與所述單處理器相連。
7.如權(quán)利要求5所述的裝置,其特征在于,所述單處理器為單片機,并根據(jù)實際交通狀況選用不同型號的單片機。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種檢測輪式物體通過的方法及裝置。本方法通過傳感器采集輪式物體通過時的信號,當所述輪式物體的車輪通過所述傳感器的檢測區(qū)域時,所述傳感器輸出相應(yīng)的高低電平信號,并將所述高低電平信號傳送到單處理器;所述單處理器根據(jù)所收到的高低電平信號,計算所述輪式物體的車輪通過所述檢測區(qū)域的時間,并根據(jù)檢測區(qū)域的距離和所述車輪通過檢測區(qū)域的時間來計算所述輪式物體的移動速度、方向和計數(shù),并可以通過算法實現(xiàn)通過物體的類型進行判斷。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)在無人有源的情況下,對輪式物體通過情況進行檢測,且實現(xiàn)方案靈活方便,可維護性和可擴展性強,可廣泛應(yīng)用于各種輪式物體通過檢測的場景下。
文檔編號B61L23/00GK102765408SQ201210259898
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月25日
發(fā)明者李憬然, 翟宇坤, 貫威 申請人:李憬然, 翟宇坤, 貫威