專利名稱：多車道機(jī)動(dòng)車尾氣遙測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多車道機(jī)動(dòng)車尾氣遙測裝置，屬于環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
機(jī)動(dòng)車尾氣遙測系統(tǒng)可以在車輛正常運(yùn)行狀態(tài)下完成尾氣排放檢測，與怠速法和 工況法的尾氣排放檢測方式相比，更能反映路面的實(shí)際排放情況。機(jī)動(dòng)車尾氣遙測裝置需 要將檢測光束(IR或(和)UV)穿過排放的尾氣氣團(tuán)，所以應(yīng)該在道路兩邊分別放置光源發(fā) 射器和接收器，或?qū)l(fā)射器與接收器放在道路同一側(cè)，光反射器在道路另一側(cè)。該裝置可以 在單車道路面對通過檢測光束的車輛進(jìn)行尾氣排放測量，并將測量結(jié)果與同步攝像記錄的 車牌照號相對應(yīng)。機(jī)動(dòng)車尾氣遙測技術(shù)是篩選高排放車輛的有效方法。但是，在多車道(2 車道或2車道以上)實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車尾氣遙測存在路面設(shè)施安裝的條件限制。目前國內(nèi)外的尾 氣遙測系統(tǒng)都是在單條車道上進(jìn)行工作的，例如在路面較寬、車輛較少的多車道中臨時(shí)隔 離出 一個(gè)車道，或者在高速路收費(fèi)口或立交橋單條匝道上進(jìn)行。這種情況對于實(shí)驗(yàn)研究是 可以接受的，但如果要在城市主要道路上進(jìn)行真實(shí)路況下的尾氣排放檢測，對高排放車輛 進(jìn)行篩選，并且不影響路面正常行駛，就會(huì)非常困難，甚至無法實(shí)現(xiàn)。 現(xiàn)有的多車道尾氣遙測專利提出的方法具有很大的應(yīng)用局限，或者無法實(shí)際應(yīng) 用。例如，(l)在兩條車道間的隔離墩內(nèi)安裝反射器或某類裝置，而每條車道間具有隔離墩 的道路是很少的，所以這種方法在絕大多數(shù)道路上是無法使用的；(2)按照現(xiàn)有方式在道 路兩側(cè)設(shè)置尾氣遙測設(shè)備，在兩輛車同時(shí)通過光束時(shí)，利用某種算法來推算每量車的尾氣 排放量，這種設(shè)備有相當(dāng)大的不確定性，難以實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多車道機(jī)動(dòng)車尾氣遙測 裝置，對在單向或雙向多車道上行駛的機(jī)動(dòng)車尾氣排放進(jìn)行實(shí)時(shí)遙測與自動(dòng)監(jiān)測，識別出 行駛車輛是否為污染排放車輛。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案多車道機(jī)動(dòng)車尾氣遙測裝置，由車輛路況識別單元、車牌 照記錄單元、車輛速度和加速度測量單元、紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元、控制 和數(shù)據(jù)分析處理單元組成，其中 車輛路況識別單元由位于道路上方的路況攝像機(jī)、視頻檢測器和路況控制計(jì)算機(jī)組 成；路況攝像機(jī)安裝在道路上方，根據(jù)所選擇的安裝位置和角度，使路況攝像機(jī)可拍攝到2-4車 道的路面圖像，路況攝像機(jī)與視頻檢測器連接，將其所獲取的圖像送至視頻檢測器處理；
視頻檢測器接收來自路況攝像機(jī)的圖像，將路況攝像機(jī)獲取的多車道路面圖片劃 分成三個(gè)與道路方向垂直的連續(xù)路段，然后在每個(gè)路段內(nèi)設(shè)置虛擬線圈，模擬實(shí)際的車輛 檢測器，以此來判斷每條車道的三個(gè)路段上是否有車輛行駛，同時(shí)將每條車道三個(gè)路段的 路況信息傳送給路況控制計(jì)算機(jī)；路況控制計(jì)算機(jī)與視頻檢測器、控制和數(shù)據(jù)分析處理單 元進(jìn)行通訊，將視頻檢測器送來的多條車道的三個(gè)路段的路況信息組合，形成是否滿足在多車道上進(jìn)行尾氣遙測的編碼，然后發(fā)送給控制和數(shù)據(jù)分析處理單元； 車牌照記錄單元包括車牌攝像機(jī)、安裝在車輛路況識別單元中路況控制計(jì)算機(jī)內(nèi) 的視頻捕捉卡及牌照抓拍處理和識別模塊；每條車道均設(shè)有車牌攝像機(jī)，安裝在道路上方， 完成對所在車道上行駛的被測車輛的車牌圖像獲取，車牌攝像機(jī)與路況控制計(jì)算機(jī)內(nèi)的視 頻捕捉卡連接，傳送車輛的車牌圖像；安裝在路況控制計(jì)算機(jī)中的牌照抓拍處理和識別模 塊對車牌攝像機(jī)拍攝的車輛圖片進(jìn)行處理，獲取車輛的車牌信息，按照路況控制計(jì)算機(jī)的 通信方式，將處理結(jié)果送至控制和數(shù)據(jù)分析處理單元； 車輛速度和加速度測量單元該單元由位于道路兩側(cè)排列的三組光發(fā)射器與接收 器、計(jì)時(shí)處理模塊組成；車輛行駛通過測試區(qū)時(shí)三組光發(fā)射器發(fā)出三個(gè)光束先后被遮擋，計(jì) 時(shí)處理模塊根據(jù)遮擋時(shí)間計(jì)算出車輛行駛的速度和加速度，計(jì)時(shí)處理模塊具有與控制和數(shù) 據(jù)分析處理單元的通信功能，將檢測到得車輛速度與加速度數(shù)據(jù)傳送給控制和數(shù)據(jù)分析處 理單元；車輛速度和加速度測量單元在獲取測量信號之后給車牌照記錄單元、紅外和紫外 吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元發(fā)送啟動(dòng)信號； 紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元包括紅外測量部分、紫外測量部分和
信號處理裝置；紅外測量部分測量尾氣中的C0和C02的紅外吸收光譜，根據(jù)紅外標(biāo)準(zhǔn)吸收
譜反演測量濃度；紫外部分測量尾氣中N0和HC的紫外吸收光譜，根據(jù)紫外標(biāo)準(zhǔn)吸收譜反演
測量濃度；信號處理裝置接收來自紅外測量部分和紫外測量部分的各種尾氣的排放信息，
進(jìn)行計(jì)算處理，得到車輛各種尾氣的排放值，信號處理裝置具備與控制和數(shù)據(jù)分析處理單
元的通信功能，將得到的車輛尾氣排放數(shù)據(jù)傳送給控制和數(shù)據(jù)分析處理單元； 控制和數(shù)據(jù)分析處理單元，接收來自車輛路況識別單元送來的多車道三條路段的
路況編碼信息，自動(dòng)解碼并分析解碼后的路況信息，判斷是否符合系統(tǒng)檢測條件；當(dāng)符合系
統(tǒng)檢測條件時(shí)，給車牌照記錄單元、車輛速度和加速度測量單元、紅外和紫外吸收光譜法污
染氣體監(jiān)測單元發(fā)送準(zhǔn)備工作信號，對車輛進(jìn)行檢測；控制和數(shù)據(jù)分析處理單元接收來自
車牌照記錄單元、車輛速度和加速度測量單元、紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元
的各檢測結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理、匹配和存儲，并通過通信接口將分析處理后的車輛信
息發(fā)送給遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)控制中心。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是可以獲取單向或雙向多車道路面車輛行駛 的實(shí)時(shí)狀況，準(zhǔn)確獲取短時(shí)間內(nèi)多車道上只有一輛車行駛時(shí)的多種尾氣濃度、速度、加速度 和車牌號，還可完成多車道上同時(shí)有多輛車行駛時(shí)的尾氣初步分析和車牌號獲取。


圖1為本發(fā)明多車道機(jī)動(dòng)車尾氣遙測系統(tǒng)的單元示意圖； 圖2為本發(fā)明的多車道機(jī)動(dòng)車尾氣遙測系統(tǒng)的路況分析示意圖； 圖3為本發(fā)明的多車道機(jī)動(dòng)車尾氣遙測系統(tǒng)的速度和加速度單元功能示意圖； 圖4為本發(fā)明的多車道機(jī)動(dòng)車尾氣遙測系統(tǒng)的污染氣體監(jiān)測單元工作原理圖； 圖5本發(fā)明的多車道機(jī)動(dòng)車尾氣遙測系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出了一種置于道路兩側(cè)和上方對在單向和雙向多車道上行駛車輛的尾氣進(jìn)行實(shí)時(shí)遙測的監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明采用視頻路況識別對多車道車輛行駛位置識別，采用 紅外吸收光譜法、紫外差分吸收光譜法對車輛尾氣中的污染物C0、 C02、 N0、 N02、 HC和煙塵 進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測。 如圖1所示，本發(fā)明的多車道機(jī)動(dòng)車尾氣遙測裝置由車輛路況識別單元、車牌照 記錄單元、車輛速度和加速度測量單元、紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元、控制和 數(shù)據(jù)分析處理單元組成。 1.多車道車輛路況識別單元由位于道路上方的路況攝像機(jī)、視頻檢測器和路況控 制計(jì)算機(jī)組成。 路況攝像機(jī)可以是一臺視頻攝像機(jī)或數(shù)碼相機(jī)，安裝在道路上方，根據(jù)所選擇的 安裝位置和角度，使路況攝像機(jī)可拍攝到2-4車道的路面圖像。路況攝像機(jī)附帶安裝遮雨 蓋，系統(tǒng)若需要在夜間監(jiān)測，還可安裝補(bǔ)光燈。路況攝像機(jī)與視頻檢測器連接，可將其所獲 取的圖像送至視頻檢測器處理。 視頻檢測器包括一臺處理設(shè)備，可以一臺工控機(jī)或其它處理器。視頻檢測器完成 對路況攝像機(jī)獲取的圖像進(jìn)行處理和與其它設(shè)備之間的通訊，如路況控制計(jì)算機(jī)。圖像處 理可采取如下的方法接收來自路況攝像機(jī)的圖像，將攝像機(jī)獲取的多車道路面圖片劃分 成三個(gè)與道路方向垂直的連續(xù)路段，然后在每個(gè)路段內(nèi)設(shè)置虛擬線圈，模擬實(shí)際的車輛檢 測器(如地感線圈)，以此來判斷每條車道的三個(gè)路段上是否有車輛行駛。視頻檢測器可 以將每條車道三個(gè)路段的路況信息傳送給路況控制計(jì)算機(jī)，通訊方式可采取有線或無線方 式。 路況控制計(jì)算機(jī)包括一臺處理設(shè)備，可以是一臺工控機(jī)或其它處理器。路況控制
計(jì)算機(jī)可與視頻檢測器和控制和數(shù)據(jù)分析處理單元進(jìn)行通訊，通訊方式可采取有線或無線
方式。路況控制計(jì)算機(jī)選將視頻檢測器送來的各條車道的三個(gè)路段的路況信息組合，形成
是否滿足在多車道上進(jìn)行尾氣遙測的編碼，然后發(fā)送給控制和數(shù)據(jù)分析處理單元。 2.車牌照記錄單元包括車牌攝像機(jī)和放置在路況控制計(jì)算機(jī)內(nèi)的視頻捕捉卡、牌
照抓拍處理和識別模塊。 每條車道有一套車牌攝像機(jī)，車牌攝像機(jī)可以是一臺視頻攝像機(jī)或數(shù)碼相機(jī)，安 裝在道路上方，車牌攝像機(jī)附帶安裝遮雨蓋，系統(tǒng)若需要在夜間監(jiān)測，還可安裝補(bǔ)光燈。車 牌攝像機(jī)完成對所在車道上行駛的被測車輛的車牌圖像獲取。車牌攝像機(jī)通過電纜或其它 方式與路況控制計(jì)算機(jī)內(nèi)的視頻捕捉卡連接，傳送車輛的車牌圖像。 安裝在路況控制計(jì)算機(jī)中的牌照抓拍處理和識別軟件對車牌攝像機(jī)拍攝的車輛 圖片進(jìn)行處理，獲取車輛的車牌信息，如車牌顏色和車牌號。根據(jù)路況控制計(jì)算機(jī)的通信方 式，還可以將處理結(jié)果送至控制和數(shù)據(jù)分析處理單元。 3.車輛速度和加速度測量單元該單元可以是位于道路兩側(cè)排列的三組光發(fā)射 器、反射器、接收器及計(jì)時(shí)處理模塊?？刹扇〖す夤馐蚱渌馐?，發(fā)射器可以是發(fā)光二極 管或其它發(fā)射裝置，反射器可以是平面鏡、角反射器或其它反射裝置，接收器可選用光敏管 或其它接收裝置，計(jì)時(shí)處理模塊可選用單片機(jī)系統(tǒng)或其它處理模塊。車輛行駛通過測試區(qū) 時(shí)先后遮擋三個(gè)光束，計(jì)時(shí)處理模塊分別對遮擋時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，并根據(jù)光束之間的距離計(jì) 算出車輛行駛的速度和加速度。計(jì)時(shí)處理模塊具有與計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)分析處理單元的通 信功能，如通過單片機(jī)的串行口 ，將檢測到得車輛速度和加速度數(shù)據(jù)傳送給控制和數(shù)據(jù)分
6析處理單元。車輛速度和加速度測量單元在獲取測量信號之后給車牌照記錄單元、紅外和
紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元發(fā)送啟動(dòng)信號，使得被測車輛的各測量數(shù)據(jù)能夠?qū)?yīng)起
來。該單元可以將發(fā)射器和接收器安裝在道路的一側(cè)，反射器安裝在道路的另一側(cè)，發(fā)射器
發(fā)射的光束通過反射器回到接收器；該單元也可以不放置反射器，而將發(fā)射器和接收器分
別放置在道路的兩側(cè)。該單元也可采取其它合適的處理方法和檢測方法。 紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元包括紅外測量部分、紫外測量部分和
信號處理裝置。紅外測量部分通過調(diào)諧激光波長測量尾氣中的C0和C02的振轉(zhuǎn)吸收線強(qiáng)
度，根據(jù)紅外標(biāo)準(zhǔn)吸收譜反演測量濃度。紫外部分測量尾氣中NO和HC的紫外吸收光譜，根
據(jù)紫外標(biāo)準(zhǔn)吸收譜反演測量濃度。 信號處理裝置包括一臺處理設(shè)備，可以是一臺工控機(jī)或其它處理器。信號處理裝
置接收來自接收器的各種尾氣的排放信息，進(jìn)行計(jì)算處理，得到車輛各種尾氣的排放值。信
號處理裝置具備與控制和數(shù)據(jù)分析處理單元的通信功能，通信方式可以是無線或有線方
式。信號處理裝置將得到的車輛尾氣排放數(shù)據(jù)傳送給控制和數(shù)據(jù)分析處理單元。 4.控制和數(shù)據(jù)分析處理單元包含一臺放置在路邊的處理設(shè)備，可以是一臺配置較
高的工控機(jī)或其它處理器，并具有至少一個(gè)通信接口，通信方式可以是無線或有線方式。 控制和數(shù)據(jù)分析處理單元接收來自多車道車輛路況識別單元送來的多車道三條
路段的路況編碼信息，自動(dòng)解碼并分析解碼后的路況信息，判斷是否符合系統(tǒng)檢測條件。當(dāng)
條件符合時(shí)，給車牌照記錄單元、車輛速度加速度測量單元、紅外和紫外吸收光譜法污染氣
體監(jiān)測單元發(fā)送準(zhǔn)備工作信號，對車輛進(jìn)行檢測。 同時(shí)控制和數(shù)據(jù)分析處理單元接收來自車牌照記錄單元、車輛速度加速度測量單
元、紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元的各檢測結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理、匹配和
存儲，并通過通信接口將分析處理后的車輛信息發(fā)送給遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)控制中心。 如圖l，本發(fā)明的工作過程如下，車輛路況識別單元檢測出多車道路況信息，進(jìn)行
編碼送至控制和數(shù)據(jù)分析處理單元解碼，控制和數(shù)據(jù)分析處理單元判斷是否滿足尾氣檢測
條件，若滿足，則結(jié)合速度加速度單元、紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元、車牌照
記錄單元發(fā)送準(zhǔn)備信號，當(dāng)車輛經(jīng)過速度和加速度單元檢測時(shí)，速度和加速度單元給車牌
照記錄單元發(fā)送啟動(dòng)信號開始拍照，給紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元發(fā)送啟動(dòng)
信號開始檢測，保存數(shù)據(jù)，最后各檢測單元將檢測數(shù)據(jù)傳給控制和數(shù)據(jù)處理單元，進(jìn)行數(shù)據(jù)
匹配、分析，做進(jìn)一步處理、保存，發(fā)送給遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)控制中心。 控制和數(shù)據(jù)處理單元為檢測數(shù)據(jù)建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫，控制和數(shù)據(jù)處理單元向各單元 發(fā)送準(zhǔn)備信號之后，各單元進(jìn)行檢測并將檢測數(shù)據(jù)發(fā)送回，控制和數(shù)據(jù)處理單元將所有數(shù) 據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，并作為數(shù)據(jù)庫中的一個(gè)字段存儲，每條數(shù)據(jù)作為字段中的一條記錄。同時(shí) 以檢測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，產(chǎn)生可視化監(jiān)視界面。 如圖2，視頻檢測器將路況攝像機(jī)獲取的每一幀圖像中的車道分為3段，并且在每 一段放置一個(gè)虛擬線圈21，比如在路面上畫一道橫線，來模擬實(shí)際的車輛檢測器，如地感線 圈，在相同背景下，通過分析圖像灰度的變化來判斷該路段有沒有車輛，正常情況下，短時(shí) 間內(nèi)環(huán)境變化不明顯，圖像灰度變化也大，而當(dāng)有車經(jīng)過時(shí)，虛擬線圈位置的灰度發(fā)生明顯 變化，可以對圖像灰度變化值設(shè)置一個(gè)閾值，作為判斷是否有車通過的依據(jù)。為防止前后車 輛尾氣排放的干擾，A路段和C路段的距離約為一個(gè)車長(中小型車輛)，約4-5米。B段
7約為兩個(gè)車長，約8-10米。路況控制計(jì)算機(jī)根據(jù)各車道路段的車輛狀態(tài)信息進(jìn)行編碼，編 碼可以有多種方式，最后由通訊接口 (無線或有線的方式)傳送給控制和數(shù)據(jù)處理單元解 碼，判斷是否滿足檢測條件。 下面給出路況信息編碼的一個(gè)例子。如圖2，每條車道分為A、B和C三個(gè)路段，若 視頻檢測器檢測到某路段上有車編碼l，無車編碼0。那么如果車道1的A路段無車，B路 段無車，C路段有車，則車道1的編碼為001。此時(shí)若車道2、車道3和車道4的編碼分別為 010、011和110，則該時(shí)刻路況的編碼為001 010 011 100。 如圖3，車輛速度和加速度測量單元的三組發(fā)射器和接收器34放置在道路一邊， 反射器35放置在道路的另一邊。三組發(fā)射器發(fā)出的光束31、32、33穿過道路，經(jīng)反射器35 反射回來，由三組接收器接收。當(dāng)車輛經(jīng)過速度和加速度測量單元時(shí)，三組發(fā)射器發(fā)出的三 束光線31、32、33依次被阻擋，啟動(dòng)內(nèi)部計(jì)時(shí)處理模塊進(jìn)行計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)處理模塊中計(jì)時(shí)電路 分別得到汽車通過光線31與32、32與33的時(shí)間分別為Tl和T2，光束之間的距離分別為
丄l +丄2
Ll和L2，則計(jì)時(shí)處理模塊中的計(jì)算單元計(jì)算出汽車在該時(shí)間段內(nèi)的速度v-^^加速
2(丄2n—丄ir2)
度"=rir2(n+r2)頓臓能雄將^鵬別口鵬。靴旨織肝銜貝鵬，
速度和加速度測量單元給車牌照記錄單元、紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元發(fā)送 啟動(dòng)信號，同時(shí)通過通訊接口將所測得的數(shù)據(jù)發(fā)送給控制和數(shù)據(jù)分析處理單元。 如圖4，紅外測量部分測量尾氣中的C0和C02的紅外吸收光譜，根據(jù)紅外標(biāo)準(zhǔn)吸收 譜反演測量濃度。紅外測量部分包括控制邏輯電路、電流控制單元、溫度控制單元、紅外發(fā) 射器(可選用可調(diào)諧二極管激光器、紅外半導(dǎo)體激光器或其它紅外發(fā)射器)、反射器、紅外 接收器、信號處理電路和A/D轉(zhuǎn)換。控制邏輯電路給出掃描信號和調(diào)制信號使得電流控制 單元和溫度控制單元正常工作，控制紅外半導(dǎo)體激光器的工作溫度和驅(qū)動(dòng)電流，在驅(qū)動(dòng)電 路的作用下，紅外半導(dǎo)體激光器發(fā)出特定波長的紅外光線橫穿道路，經(jīng)車輛尾氣吸收后的 紅外光由紅外接收器接收，轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)信號處理電路放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換后，微弱模
擬信號變?yōu)榭刂颇軌蜃R別的數(shù)字信號，送至信號處理裝置(可以為工控機(jī))。 上述可以將紅外發(fā)射器安裝在道路的一側(cè)，紅外接收器安裝在道路的另一側(cè)，或
者紅外發(fā)射器和紅外接收器安裝在道路的同一側(cè)，反射器安裝在道路的另一側(cè)。 如圖4，紫外測量部分測量尾氣中N0和HC的紫外吸收光譜，根據(jù)紫外標(biāo)準(zhǔn)吸收譜
反演測量濃度。紫外測量部分包括紫外發(fā)射器驅(qū)動(dòng)電路(本發(fā)明選用氖燈驅(qū)動(dòng)電路)、紫
外發(fā)射器(本發(fā)明選用氖燈)、反射器和紫外接收器(本發(fā)明選用光譜儀)。氖燈驅(qū)動(dòng)電路
為氖燈提供正常工作的驅(qū)動(dòng)電流與電壓，氖燈發(fā)出特定波長的紫外光線橫穿道路，經(jīng)車輛
尾氣吸收后的紫外光線由光譜儀接收，從而得到吸收光譜，最后將結(jié)果送至信號處理裝置
(可以為工控機(jī))。 可將紫外發(fā)射器安裝在道路的一側(cè)，紫外接收器安裝在道路的另一側(cè)，或者紫外 發(fā)射器和接收器安裝在道路的同一側(cè)，反射器安裝在道路的另一側(cè)。 當(dāng)然紅外測量裝置和紫外測量裝置也可以從市場上購買，只要能夠測量C0和C02 的紅外吸收光譜和NO和HC的紫外吸收光譜即可。 紅外測量部分和紫外測量部分的原理基于Beer-Lambert定律
<formula>formula see original document page 9</formula> 其中，為透射光光譜強(qiáng)度，I。(A)為激光的初始強(qiáng)度，o (A)為波長A處 的分子吸收系數(shù)，c為吸收物質(zhì)的濃度，L為總的光程。根據(jù)紅外接收器檢測光強(qiáng)，從而計(jì)算 CO和C02的濃度；根據(jù)光譜儀檢測值，從而計(jì)算NO和HC的濃度。 如圖5所示，本發(fā)明的路況攝像機(jī)52、視頻檢測器53和路況控制計(jì)算機(jī)54安裝在 多車道路面上方，選擇合適的路況攝像機(jī)放置位置和角度，一臺路況攝像機(jī)可監(jiān)視2-4條 車道，每條車道上方安裝一臺車牌攝像機(jī)51。速度和加速度測量單元56a和56b與紅外和 紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元55a和55b放在道路的兩側(cè)，控制和數(shù)據(jù)分析處理單元， 即工控機(jī)57安裝在路邊或監(jiān)測車內(nèi)。 當(dāng)短時(shí)間多車道只有一輛車時(shí)，路況攝像機(jī)52將獲取的圖像傳送給視頻檢測器 53分析，視頻檢測器53然后將分析結(jié)果送給路況控制計(jì)算機(jī)54編碼，路況控制計(jì)算機(jī)54 再把編碼信息發(fā)送給工控機(jī)57。工控機(jī)57根據(jù)解碼結(jié)果通知紅外和紫外吸收光譜法污染 氣體監(jiān)測單元55a和55b和相應(yīng)車道的車牌攝像機(jī)52準(zhǔn)備工作，當(dāng)車輛通過車輛速度和加 速度單元時(shí)，三對發(fā)射器56a發(fā)出的可見光陸續(xù)被阻擋，根據(jù)阻擋時(shí)間計(jì)算出車輛的速度 與加速度，同時(shí)啟動(dòng)紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元55a和55b和車牌攝像機(jī)52。 車輛經(jīng)過紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元55a和55b時(shí)，通過紅外光和紫外光分 別被部分吸收檢測出各污染氣體的排放值。同時(shí)，車牌攝像機(jī)51拍攝到車輛的圖片信息， 送至路況控制計(jì)算機(jī)54進(jìn)行處理和牌照識別，然后，所有檢測數(shù)據(jù)送至工控機(jī)57進(jìn)行處理 和發(fā)送。 當(dāng)短時(shí)間內(nèi)有多輛車通過時(shí)，例如兩輛車。路況識別系統(tǒng)分析該情況并編碼至工 控機(jī)57。工控機(jī)57解碼后，判斷是否滿足檢測條件(例如，如圖2，每條車道的B路段有車， 而A、C路段無車，視為滿足檢測條件，即編碼等于010 010 010 010的時(shí)刻開始檢測。滿足 后通知相應(yīng)兩車道的車牌攝像機(jī)51準(zhǔn)備工作。檢測結(jié)果應(yīng)該小于等于兩車排放之和，通過 設(shè)置判別閾值(例如，當(dāng)?shù)谻0的排放上限為M，閾值可設(shè)為a*M， a的范圍由在該地進(jìn)行的 實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定)，可以對是否存在高排放車輛(由于不同城市允許排放的濃度上限不同，只 要超過當(dāng)?shù)卦O(shè)定的排放上限即視為高排放車輛)進(jìn)行初步判斷。對于可疑情況，可根據(jù)所 獲取的車牌信息進(jìn)行再分析或人工審核。對于兩輛車以上的情況可類似處理。
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權(quán)利要求
多車道機(jī)動(dòng)車尾氣遙測裝置，其特征在于由車輛路況識別單元、車牌照記錄單元、車輛速度和加速度測量單元、紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元、控制和數(shù)據(jù)分析處理單元組成，其中車輛路況識別單元由位于道路上方的路況攝像機(jī)、視頻檢測器和路況控制計(jì)算機(jī)組成；路況攝像機(jī)安裝在道路上方，根據(jù)所選擇的安裝位置和角度，使路況攝像機(jī)可拍攝到2-4車道的路面圖像，路況攝像機(jī)與視頻檢測器連接，將其所獲取的圖像送至視頻檢測器處理；視頻檢測器接收來自路況攝像機(jī)的圖像，將路況攝像機(jī)獲取的多車道路面圖片劃分成三個(gè)與道路方向垂直的連續(xù)路段，然后在每個(gè)路段內(nèi)設(shè)置虛擬線圈，模擬實(shí)際的車輛檢測器，以此來判斷每條車道的三個(gè)路段上是否有車輛行駛，同時(shí)將每條車道三個(gè)路段的路況信息傳送給路況控制計(jì)算機(jī)；路況控制計(jì)算機(jī)與視頻檢測器、控制和數(shù)據(jù)分析處理單元進(jìn)行通訊，將視頻檢測器送來的多條車道的三個(gè)路段的路況信息組合，形成是否滿足在多車道上進(jìn)行尾氣遙測的編碼，然后發(fā)送給控制和數(shù)據(jù)分析處理單元；車牌照記錄單元包括車牌攝像機(jī)、安裝在車輛路況識別單元中路況控制計(jì)算機(jī)內(nèi)的視頻捕捉卡及牌照抓拍處理和識別模塊；每條車道均設(shè)有車牌攝像機(jī)，安裝在道路上方，完成對所在車道上行駛的被測車輛的車牌圖像獲取，車牌攝像機(jī)與路況控制計(jì)算機(jī)內(nèi)的視頻捕捉卡連接，傳送車輛的車牌圖像；安裝在路況控制計(jì)算機(jī)中的牌照抓拍處理和識別模塊對車牌攝像機(jī)拍攝的車輛圖片進(jìn)行處理，獲取車輛的車牌信息，按照路況控制計(jì)算機(jī)的通信方式，將處理結(jié)果送至控制和數(shù)據(jù)分析處理單元；車輛速度和加速度測量單元該單元由位于道路兩側(cè)排列的三組光發(fā)射器、接收器、計(jì)時(shí)處理模塊組成，發(fā)射器和接收器分別放置在道路的兩側(cè)；車輛行駛通過測試區(qū)時(shí)三組光發(fā)射器發(fā)出三個(gè)光束先后被遮擋，計(jì)時(shí)處理模塊根據(jù)遮擋時(shí)間計(jì)算出車輛行駛的速度和加速度，計(jì)時(shí)處理模塊具有與控制和數(shù)據(jù)分析處理單元的通信功能，將檢測到得車輛速度與加速度數(shù)據(jù)傳送給控制和數(shù)據(jù)分析處理單元；車輛速度和加速度測量單元在獲取測量信號之后給車牌照記錄單元、紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元發(fā)送啟動(dòng)信號；紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元包括紅外測量部分、紫外測量部分和信號處理裝置；紅外測量部分測量尾氣中的CO和CO2的紅外吸收光譜，根據(jù)紅外標(biāo)準(zhǔn)吸收譜反演測量濃度；紫外部分測量尾氣中NO和HC的紫外吸收光譜，根據(jù)紫外標(biāo)準(zhǔn)吸收譜反演測量濃度；信號處理裝置接收來自紅外測量部分和紫外測量部分的各種尾氣的排放信息，進(jìn)行計(jì)算處理，得到車輛各種尾氣的排放值，信號處理裝置具備與控制和數(shù)據(jù)分析處理單元的通信功能，將得到的車輛尾氣排放數(shù)據(jù)傳送給控制和數(shù)據(jù)分析處理單元；控制和數(shù)據(jù)分析處理單元，接收來自車輛路況識別單元送來的多車道三條路段的路況編碼信息，自動(dòng)解碼并分析解碼后的路況信息，判斷是否符合系統(tǒng)檢測條件；當(dāng)符合系統(tǒng)檢測條件時(shí)，給車牌照記錄單元、車輛速度和加速度測量單元、紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元發(fā)送準(zhǔn)備工作信號，對車輛進(jìn)行檢測；控制和數(shù)據(jù)分析處理單元接收來自車牌照記錄單元、車輛速度和加速度測量單元、紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元的各檢測結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理、匹配和存儲，并通過通信接口將分析處理后的車輛信息發(fā)送給遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)控制中心。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多車道機(jī)動(dòng)車尾氣遙測裝置，其特征在于所述的車輛速度和加速度測量單元還放置反射器，將發(fā)射器和接收器安裝在道路的一側(cè)，反射器安裝在道 路的另一側(cè)。
全文摘要
多車道機(jī)動(dòng)車尾氣遙測裝置，由車輛路況識別單元、車牌照記錄單元、車輛速度和加速度測量單元、紅外和紫外吸收光譜法污染氣體監(jiān)測單元、控制和數(shù)據(jù)分析處理單元組成。本發(fā)明可以獲取單向或雙向多車道路面車輛行駛的實(shí)時(shí)狀況，準(zhǔn)確獲取短時(shí)間內(nèi)多車道上只有一輛車行駛時(shí)的多種尾氣濃度、速度、加速度和車牌號，還可完成多車道上同時(shí)有多輛車行駛時(shí)的尾氣初步分析和車牌號獲取。
文檔編號G08G1/017GK101726466SQ20091024168
公開日2010年6月9日 申請日期2009年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日
發(fā)明者劉義, 康宇, 徐陳鋒, 洪順坤, 胡勇 申請人:康宇;洪順坤;胡勇;徐陳鋒;劉義