具有车型识别功能的毫米波和超声波双频交通参数检测器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有车型识别功能的毫米波和超声波双频交通参数检测器。该检测器由毫米波测速单元、超声波测高单元、数据处理单元、存储单元和通信单元组成，该毫米波测速单元、超声波测高单元分别与数据处理单元和存储单元连接，该数据处理单元、存储单元和通信单元依次连接。本实用新型专利技术具有很强的分道能力，使用方便；测量得到精确的车速度和车流量；在得到车流量的同时，测量得到精确的车高曲线；具有全天候能力；能够得到车辆的准确类型，解决了现有的交通视频技术在识别车型时受光线干扰严重的缺陷。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于能在公路上实时地测量正在行驶的车辆的车长、车高、车速和车 型的技术，特别是一种具有车型识别功能的毫米波和超声波双频交通参数检测器。
技术介绍
随着改革开放的不断深入，经济的飞速发展使与之相适应的基础设施投资力度越 来越大，交通需求的急速发展，导致交通拥挤、环境污染、事故增多等问题日益严重。 交通流检测器是通过数据采集和设备监控等方式，在道路上实时地检测交通量、车辆 速度、车流密度和时空占有率等各种交通参数，这些智能交通系统中最基础的参数， 是道路状况实时监控、出行者动态信息系统不可缺少的基础数据。检测器检测到的数 据，通过通信系统传送到本地控制器或是直接上传至监控中心计算机，作为监控中心 分析、判断、发出信息和提出控制方案的主要依据。所以，交通流检测器及其检测技 术水平的高低直接影响到道路交通信息系统、控制系统的工作效率以及整体运行和管 理水平。现行的检测器种类有很多，包括磁感应检测器、波频车辆检测器红外检测器、超 声波检测器及视频检测器等。磁感应检测器分线圈和磁阻传感器两种。线圈检测器是传统的交通流检测器，是 目前世界上用量最大的一种检测设备。车辆通过埋设在路面下的环形线圈，引起线圈 磁场的变化，检测器据此计算出车辆的流量、速度、时间占有率和长度等交通参数。 但线圈在安装或维护时必须直接埋入车道，这样交通会暂时受到阻碍；而且埋置线圈 的切缝软化了路面，容易使路面受损，尤其是在有信号控制的十字路口，由于车辆启 动或者制动时对损坏程度更加严重；再者感应线圈易受到冰冻、路基下沉、盐碱等自 然环境的影响，寿命一般不超过两年；最后感应线圈由于自身的测量原理所限制，当 车流拥堵，车间距小于3m的时候，其检测精度大幅降低，甚至无法正常检测，因此， 近年来有被其他检测器逐步取代的趋势。磁阻传感器利用AMR磁阻效应，根据一些铁磁物体对地磁的扰动，来检测车辆的 存在，也可以根据不同车辆对地磁产生的扰动不同来识别车辆类型。安装、维修方便， 不必封闭车道、不破坏路面。但对于纵向过于靠近的车辆的干扰排除能力较差，即当 车流速度较低，前后车辆之间的距离较小时对测量精度影响较大。波频车辆检测器是以微波、超声波和红外线等对车辆发射电磁波产生感应的检测器。交通微波传感器是一种价格低、性能优越的交通流检测器， 一台RTMS侧挂可同 时检测8个车道的车流量、道路占用率、平均车速和长车流量，且安装简便。其车流 量的检测精度在车流稳定，车速分布均匀的道路上比较准确，但是在车流拥堵以及大 型车较多的路段，由于遮挡，测量精度会受到比较大的影响。车速测量在车型单一的 区域准确度较高，但是在车型分布不均匀的道路上有比较大的误差。另外侧挂微波检 测器要求距离最近的车道有3m的空间，因此，在桥梁、立交、高架路的安装会受到限 制。虽然微波监测器也可正挂，此时流量检测以及车速检测都有很高的精度，但-一套 设备只能检测一条车道，价格昂贵。红外检测器是顶置式或路侧式的交通流检测器， 一般采用反射式检测技术，具有 快速准确、轮廓清晰的检测能力，但工作现场的灰尘、冰雾会影响系统的正常工作。超声波检测器是根据声波的传播和反射原理，通过对发射波和反射波的时差测量 实现位移测量的设备。声波在空气中的传播速度为340m/s，由此可根据反射波和发射 波的时差计算出反射物距探头的距离。当有车辆通过时，由于车辆本身的高度，使探 头接收到反射波的时间縮短，就表明有车辆通过或存在。由于超声波传感器顶置于车 道上方，因此不存在检测时受遮挡的问题，同时车间距很小时也能准确计数，解决了 车辆拥堵时准确检测的问题。但车速的测量是根据车辆先后到达已知距离的两个传感 器的时间差计算所得，因为超声的测量频率较小，所以测量精度不高。因为测量频率 不高，和速度的精度不高导致的车长的测量精度也不高，所以虽然具有车型识别的能 力但精度不高。交通视频技术是使用计算机视频技术检测交通信息，通过视频摄象机和计算机模 仿人眼的功能。其在视频范围内划定虚拟线圈，车辆进入检测区域使背景灰度发生变 化，从而感知车辆的存在，并以此检测车辆的流量和速度。有着直观可靠，安装维护 方便，检测范围广等优点，但摄像机视角的选择变得十分关键，安装高度不够会导致 视角变小，车辆之间的遮挡会影响测量；安装高度过高会使得安装难度增加，支架的摆动幅度变大，在有风的天气或者桥梁振动的情况下使测量精确度受到较大影响；受 能见度以及采光度的影响较大；对雨天、雾天、积水、有阴影的区域会产生更大影响。 此类检测器的最大问题是气候适应性差，温度适应性差，可靠性差，测量精度差。 三
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够实时检测车速、车流量、车高、车长等交通 参数，并具备车型识别能力的具有车型识别功能的毫米波和超声波双频交通参数检测器O实现本技术目的的技术解决方案为 一种具有车型识别功能的毫米波和超声 波双频交通参数检测器，由毫米波测速单元、超声波测高单元、数据处理单元、存储 单元和通信单元组成，该毫米波测速单元、超声波测高单元分别与数据处理单元和存 储单元连接，该数据处理单元、存储单元和通信单元依次连接；所述的毫米波测速单 元测量得到车辆的速度v和多普勒信号的持续时间^ ;超声波测高单元得到车辆的高度 曲线V.A;数据处理单元根据车辆速度v、多普勒信号的持续时间/,、车辆的高度曲 线V.力"和预设参数得到车辆的车速、车流量、车高、车长和车型和交通流量信息；存 储单元存储处理程序、预设参数、交通流量、车辆参数信息，并具有能保存一定时间 段内所有交通信息的数据库；通讯单元提供串口通讯、网络通讯、超限报警信号和分 类计数信号，根据外部需求，提供实时车辆数据的传输和历史数据的査询。本技术与现有技术相比，其显著优点为(1)具有很强的分道能力，使用方 便，可以广泛架设在市内街道交通、公路和高速公路上。街道、公路和高速公路上的 众多的指示牌、指示等、隧道、桥梁为该设备的架设提供了方便。(2)利用毫米波的 多普勒效应，测量得到精确的车速度和车流量，解决了现有的单纯利用超声波的检测 器在测速上的不精确问题。(3)利用超声米波测距，在得到车流量的同时，测量得到 精确的车高曲线，解决了现有的单纯利用毫米波多普勒的检测器测量得不到车高的缺 陷。(4)利用毫米波和超声波的全天候能力，解决了现有的红外和视频交通参数检测 器对环境适应差的缺陷。(5)利用毫米波和超声波得到的车速、持续时间、得到车长， 解决了现有的交通检测器得不到车长的缺陷；利 干扰严重的缺陷。以下结合附图对本技术作进一步详细描述。 附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术的毫米波测速单元构成框图。图3是本技术的超声波测高单元构成框图。图4是本技术应用的的工况示意图。 五具体实施方式结合图1，本技术具有车型识别功能的毫米波和超声波双频交通参数检测器， 由毫米波测速单元l、超声波测高单元2、数据处理单元3、存储单元4和通信单元5 组成，该毫米波测速单元l、超声波测高单元2分别与数据处理单元3和存储单元4 连接，该数据处理单元3、存储单元4和通信单元5依次连接；所述的毫米波测速单元 l测量得到车辆的速度v和多普勒信号的持续时间^超声波测高单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有车型识别功能的毫米波和超声波双频交通参数检测器，其特征在于：由毫米波测速单元［１］、超声波测高单元［２］、数据处理单元［３］、存储单元［４］和通信单元［５］组成，该毫米波测速单元［１］、超声波测高单元［２］分别与数据处理单元［３］和存储单元［４］连接，该数据处理单元［３］、存储单元［４］和通信单元［５］依次连接；所述的毫米波测速单元［１］测量得到车辆的速度ｖ和多普勒信号的持续时间ｔ↓［１］；超声波测高单元［２］得到车辆的高度曲线ｈ↓［１］…ｈ↓［ｎ］；数据处理单元［３］根据车辆速度ｖ、多普勒信号的持续时间ｔ↓［１］、车辆的高度曲线ｈ↓［１］…ｈ↓［ｎ］和预设参数得到车辆的车速、车流量、车高、车长和车型和交通流量信息；存储单元［４］存储处理程序、预设参数、交通流量、车辆参数信息，并具有能保存一定时间段内所有交通信息的数据库；通讯单元［５］提供串口通讯、网络通讯、超限报警信号和分类计数信号，根据外部需求，提供实时车辆数据的传输和历史数据的查询。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任明武，杨静宇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]