一種基于接觸式與非接觸式技術相結合的交通檢測系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種交通檢測系統，特別涉及一種接觸式與非接觸式相結合的交 通檢測系統。
【背景技術】
[0002] 隨著人類社會的發展和城市化進程的加速，公路建設進入了一個高速增長期。據 交通運輸部公布的《2013年公路水路交通運輸行業發展統計公報》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，汽車工業的飛速發展以及人們收入 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（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節。現有傳統檢測技術如磁頻檢測、波頻車輛檢測及視 頻檢測存在工作壽命、使用環境及可靠性等問題，且單一技術只能提供少量信息，而這些 技術之間存在諸多值得挖掘的緊密聯系，其合理的組合應用能夠實現功能互補，擴大檢測 數據種類，提高檢測數據精度。
[0004] 在交通檢測領域，車輛稱重主要基于接觸式技術，研發成功的稱重系統能夠獲取 大部分車輛特征數據，但是僅利用該技術其獲取的特征數據并不全面。同時，經過長期的研 宄與實驗表明車輛稱重自有的時序性、穩定性、信息量還可與其它技術結合應用發揮更大 功效。
[0005] 激光掃描檢測技術具有良好的方向性和準直性，在勘察、道路檢測、考古、環境工 程、軍事應用等領域都有廣泛應用，針對交通檢測的應用，它可以較準確獲取其它接觸式技 術難以獲取的車輛輪廓數據。 【實用新型內容】
[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相結合的 交通檢測系統，采用稱重技術與激光掃描檢測技術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方案：
[0008] -種基于接觸式與非接觸式技術相結合的交通檢測系統，該系統包括兩塊安裝在 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 龍門架和設置在路側的智能稱重儀；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 稱重數據與激光掃描數據，處理計算所采集的數據，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 術相結合的交通檢測系統，該系統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與激光掃描檢測技術，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據。
【附圖說明】
[0011] 為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用 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進行交通檢測的流程圖；
[0013] 圖2為本實用新型所述系統的原理圖；
[0014] 圖3為稱重傳感器信號與車輛輪廓信號關系圖；
[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] 下面將結合附圖，對本實用新型的優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進行交通檢測的流程圖，以下步驟：
[0018] (1)當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，產生車輛進入信號通知智能稱重儀進入稱重工作狀態；
[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射信 號區，產生變化的輸出信號；
[0020] (3)車輛輪軸繼續前行駛過鋪設在車道路面中的稱重設備傳感器，傳感器產生瞬 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處理后，再將處理后的信號傳送至智能稱重儀；
[0022] (5)當車輛尾部離開稱重區時，線圈車輛檢測器信號發生高低變化，產生車輛結束 信號；
[0023] (6)智能稱重儀綜合處理來自稱重區的車輛稱重信號、車輛輪廓信號和車輛結束 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 現象，最后形成稱重信息；
[0024] (7)智能稱重儀通過數據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相結合的交通檢測系統的原理圖，該系統 主要由稱重傳感器、激光掃描儀和智能稱重儀組成，并根據實際情況安裝車輛分離器和線 圈檢測器等輔助設備。
[0026] 其中，稱重傳感器選用能夠產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的核心控制器，主要用于采集稱重數據與激光掃描數據，并經過 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、加速度等交通數據。
[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垂直于車行方向。
[0028] 當車輛輪胎駛過稱重傳感器時，稱重傳感器受力形變被轉換為電壓信號，同時，激 光掃描儀快速連續掃描車輛經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 過不同通道被放大器放大后，由硬件濾除車輛經過時的高頻噪聲，再由A/D轉換模塊對信 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處理，最終產生整個過程 的結果一一車輛特征數據。
[0029] 根據系統基本組成原理，車輛輪廓信號與稱重傳感信號具有一定的時間同步關 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根據實際車輛跟車距離進行確定和調整，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，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范圍內的信號波形還可以通過軟件算法進一步優化處理。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系計算。設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生的信號；12和1 4是兩軸車后輪壓過稱 重傳感器時產生的信號，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]
【主權項】
1. 一種基于接觸式與非接觸式技術相結合的交通檢測系統，其特征在于：該系統包括 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置在路側的智能稱重儀；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 儀用于采集稱重數據與激光掃描數據，處理計算所采集的數據，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. 根據權利要求1所述的一種基于接觸式與非接觸式技術相結合的交通檢測系統，其 特征在于：所述系統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相結合的交通檢測系統，該系統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與激光掃描檢測技術，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據。
【IPC分類】G08G1-01
【公開號】CN204270507
【申請號】CN201420845004
【發明人】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