專利名稱：壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于交通信息檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)直O(jiān)背景技術(shù)[0002]在車流信息檢測(cè)領(lǐng)域中，現(xiàn)有的檢測(cè)裝置包括磁感應(yīng)車輛采集器、波頻車輛采集器、視頻車輛采集器和浮動(dòng)車檢測(cè)裝置等，然而上述裝置在實(shí)際維護(hù)中均存在一些弊端和限制。[0003]磁感應(yīng)車輛采集器的基本原理是通過在路面下方安裝地埋線圈，當(dāng)車輛經(jīng)過時(shí)引起線圈磁通路的變化，檢測(cè)器通過對(duì)線圈電氣參數(shù)的檢測(cè)來獲取路面車輛情況。磁感應(yīng)車輛采集器是目前車流檢測(cè)設(shè)備中價(jià)格最為低廉的一種設(shè)備，占據(jù)了車流信息檢測(cè)的絕大部分市場(chǎng)。但由于線圈在安裝或維護(hù)時(shí)必須直接埋入車道，因此會(huì)暫時(shí)阻礙交通；同時(shí)埋置線圈時(shí)的環(huán)形切縫破壞了路面整體結(jié)構(gòu)，使路面更容易受損；受自身的測(cè)量原理所限，當(dāng)車流擁堵，車間距小于: 的時(shí)候，其檢測(cè)精度大幅度降低，甚至無法檢測(cè)；同時(shí)線圈本身比較容易損壞，后期維護(hù)量大。[0004]波頻車輛檢測(cè)器是以微波、超聲波和紅外線等對(duì)車輛發(fā)射電磁波產(chǎn)生感應(yīng)的檢測(cè)器。以微波檢測(cè)器(RTMS)為例，它通過測(cè)量車輛反射的無線電波時(shí)間差來計(jì)算車速，是一種性能優(yōu)越的交通檢測(cè)器，可廣泛應(yīng)用于各種公路的交通信息檢測(cè)。在車型單一、車流穩(wěn)定、車速分布均勻的道路上，RTMS測(cè)速的準(zhǔn)確度較高。但是在車流擁堵以及大型車較多、車型分布不均勻的路段，由于車輛遮擋，或者是車輛壓線的情況下，測(cè)量精度會(huì)受到比較大的影響。另外，微波檢測(cè)器無法準(zhǔn)確的區(qū)分車型，同時(shí)安裝高度和距離也有一定的要求，價(jià)格也比較昂貴。[0005]視頻檢測(cè)器是通過視頻攝像機(jī)作傳感器，在視頻范圍內(nèi)設(shè)置虛擬線圈，即檢測(cè)區(qū)， 車輛進(jìn)入檢測(cè)區(qū)時(shí)使背景灰度值發(fā)生變化，從而得知車輛的存在，并以此檢測(cè)車輛的流量和速度。檢測(cè)器可安裝在車道的上方和側(cè)面。與傳統(tǒng)的交通信息采集技術(shù)相比，交通視頻檢測(cè)技術(shù)可提供現(xiàn)場(chǎng)的視頻圖像，可根據(jù)需要移動(dòng)檢測(cè)線圈，有著直觀可靠，安裝調(diào)試維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是容易受天氣、燈光、陰影等環(huán)境因素的影響，車速測(cè)量精度較低，而且成本較高。[0006]浮動(dòng)車檢測(cè)是目前我國(guó)城市交通流信息采集的主要技術(shù)手段。所謂浮動(dòng)車技術(shù)就是通過出租車或公交車作為浮動(dòng)車，通過已安裝的GPS車載裝置和無線通信設(shè)備，將車輛信息(如時(shí)間、速度、坐標(biāo)、方向等參數(shù))實(shí)時(shí)的傳送到浮動(dòng)車信息中心，經(jīng)過匯總、處理后生成反映實(shí)時(shí)道路路況的交通信息，并通過互聯(lián)網(wǎng)和公眾移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)外發(fā)布，為公眾出行提供幫助，同時(shí)也為交通管理部門和在交通控制、誘導(dǎo)方面提供決策支持。在公路主干網(wǎng)的交通流信息采集中，浮動(dòng)車技術(shù)將面臨缺乏合適的浮動(dòng)車問題。浮動(dòng)車技術(shù)要獲得滿意的效果，那么就需要浮動(dòng)車數(shù)量達(dá)到一定的覆蓋率，一般情況下，在高速公路上只要浮動(dòng)車覆蓋率為3%時(shí)即可，在城市道路上覆蓋率為5%即可達(dá)到滿意效果。目前在浮動(dòng)車技術(shù)中，采用的浮動(dòng)車主要是出租車和公交車，但這兩類車在公路主干網(wǎng)上的覆蓋率極低，難以達(dá)到滿意的效果。[0007]隨著交調(diào)事業(yè)的發(fā)展，交調(diào)工作的要求不斷提高，從原來簡(jiǎn)單的指定時(shí)段計(jì)數(shù)模式，發(fā)展到全天候，分車型，記車速觀測(cè)，不停車稱重，現(xiàn)有的交通流量綜合檢測(cè)裝置無法滿足交調(diào)工作日益提高的要求。發(fā)明內(nèi)容[0008]本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)成本高、功能欠缺的問題，提供一種成本低、 功能較全的壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)裝置。[0009]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的[0010]一種壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)裝置，包括傳感器組、信號(hào)調(diào)理裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；傳感器組與信號(hào)調(diào)理裝置連接，信號(hào)調(diào)理裝置還與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還與外部的數(shù)據(jù)中心相連。[0011]如上所述的傳感器組包括兩個(gè)地磁映像傳感器、一個(gè)壓電傳感器和一個(gè)地基溫度傳感器；兩個(gè)地磁映像傳感器沿車行方向前后放置，地基溫度傳感器與放置在沿車行方向前方位置的地磁映像傳感器相鄰放置，安裝在車道外側(cè)，上述兩個(gè)傳感器的連線與車行方向相垂直，壓電傳感器沿與車行方向相垂直的方向放置，置于沿車行方向地基溫度傳感器的前側(cè)。[0012]如上所述的傳感器組包括一個(gè)地磁映像傳感器、兩個(gè)壓電傳感器和一個(gè)地基溫度傳感器；兩個(gè)壓電傳感器沿車行方向前后放置，并與車行方向相垂直，地磁映像傳感器與地基溫度傳感器放置在沿車行方向處于前方位置的壓電傳感器的后側(cè)，地磁映像傳感器與地基溫度傳感器的連線與車行方向相垂直。[0013]如上所述的傳感器組包括兩個(gè)地磁映像傳感器、兩個(gè)壓電傳感器和一個(gè)地基溫度傳感器；兩個(gè)壓電傳感器沿車行方向前后放置，并與車行方向相垂直，兩個(gè)地磁映像傳感器分別放置的兩個(gè)壓電傳感器的后側(cè)；一個(gè)地基溫度傳感器放置在沿車行方向處于前方位置的壓電傳感器的后側(cè)，它與沿車行方向處于前方位置的地磁映像傳感器的連線與車行方向相垂直。[0014]如上所述的信號(hào)調(diào)理裝置包括一級(jí)放大電路、二級(jí)放大電路和高通濾波器；一級(jí)放大電路的輸入端與傳感器組連接，一級(jí)放大電路的輸出端與高通濾波器的輸入端連接； 高通濾波器的輸出端與二級(jí)放大電路的輸入端連接；二級(jí)放大電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。[0015]如上所述的地磁映像傳感器采用Honeywell的HCM1022，壓電傳感器采用 Roadtrax BL壓電薄膜交通傳感器，地基溫度傳感器采用鉬電阻。[0016]如上所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用智能處理芯片實(shí)現(xiàn)，它與外部數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)通訊通過有線和無線方式實(shí)現(xiàn)。[0017]如上所述的智能處理芯片為DSP、FPGA或ARM。[0018]本實(shí)用新型的有益效果在于[0019]1.本實(shí)用新型采用由地磁映像傳感器、壓電傳感器和地基溫度傳感器組成的傳感器組，能夠獲取多種檢測(cè)信號(hào)，能夠根據(jù)該信號(hào)計(jì)算車輛通過速度、車輛軸載、車長(zhǎng)信息，得到的參數(shù)全面、精確，能夠滿足交調(diào)工作的需要。此外，上述傳感器尺寸小且采用模塊化設(shè)計(jì)，使檢測(cè)裝置安裝簡(jiǎn)便，減少了對(duì)路面的破壞，減輕了對(duì)道路交通的影響，降低了施工難度和維護(hù)成本。[0020]2.本實(shí)用新型采用由一級(jí)放大電路、二級(jí)放大電路和高通濾波器組成的信號(hào)調(diào)理裝置，通過在第一級(jí)放大電路之后加入高通濾波電路，再接入第二級(jí)放大電路，可以有效濾除地磁場(chǎng)慢變化和地磁映像傳感器電橋不均衡對(duì)有效信號(hào)的干擾，有效擴(kuò)展了傳感器的檢測(cè)范圍，提高了測(cè)量的精度。[0021]3.本實(shí)用新型采用能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)分解、數(shù)據(jù)處理、車輛數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，采用數(shù)據(jù)濾波處理技術(shù)和基于實(shí)時(shí)車輛車速的動(dòng)態(tài)抽樣存儲(chǔ)速率技術(shù)， 有效的提高了數(shù)據(jù)計(jì)算精度，避免了慢速車輛通過時(shí)產(chǎn)生的大量冗余數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的占用，提高了運(yùn)算效率，節(jié)省了系統(tǒng)存儲(chǔ)開銷。


[0022]圖1是本實(shí)用新型的一種壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；[0023]圖2是本實(shí)用新型的一種壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)裝置的傳感器組第一種組合原理圖；[0024]圖3是本實(shí)用新型的一種壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)裝置的傳感器組第二種組合原理圖；[0025]圖4是本實(shí)用新型的一種壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)裝置的傳感器組第三種組合原理圖；[0026]圖5是本實(shí)用新型的一種壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)裝置的地磁映像傳感器信號(hào)調(diào)理電路的結(jié)構(gòu)原理圖；[0027]圖6是本實(shí)用新型的一種壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)裝置的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理流程的流程圖；[0028]圖7是圖6中數(shù)據(jù)處理步驟的流程圖。
具體實(shí)施方式
[0029]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型一種壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行介紹[0030]如圖1所示，一種壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)裝置，包括傳感器組、信號(hào)調(diào)理裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；每個(gè)傳感器組包括地磁映像傳感器、壓電傳感器和地基溫度傳感器。傳感器組與信號(hào)調(diào)理裝置連接，它采集車輛信息信號(hào)以及地基溫度信號(hào)，并將上述信號(hào)發(fā)送給信號(hào)調(diào)理裝置。信號(hào)調(diào)理裝置還與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，它將接收到的車輛信息信號(hào)和地基溫度信號(hào)進(jìn)行放大和濾波，然后將處理得到的信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接，它將接收到的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將處理得到的數(shù)字信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還與外部的數(shù)據(jù)中心相連，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，按照實(shí)際需要對(duì)車輛信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得到車輛類型、速度、 車頭距、軸數(shù)和軸載參數(shù)，并將統(tǒng)計(jì)后的數(shù)據(jù)發(fā)送給外部的數(shù)據(jù)中心。[0031]在本實(shí)用新型中，傳感器組包括地磁映像傳感器、壓電傳感器和地基溫度傳感器，上述傳感器的信號(hào)輸出端與信號(hào)調(diào)理裝置連接，它將采集到車輛經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生的地磁變化信號(hào)發(fā)送到信號(hào)調(diào)理裝置。傳感器組采集車輛經(jīng)過時(shí)的地磁變化、壓力以及當(dāng)時(shí)的溫度信號(hào)， 它可采用以下方式實(shí)現(xiàn)[0032]方式一，如圖2所示，傳感器組由兩個(gè)地磁映像傳感器、一個(gè)壓電傳感器和一個(gè)地基溫度傳感器組成。兩個(gè)地磁映像傳感器沿車行方向前后放置，地基溫度傳感器與放置在沿車行方向前方位置的地磁映像傳感器相鄰放置，安裝在車道外側(cè)，上述兩個(gè)傳感器的連線與車行方向相垂直，壓電傳感器沿與車行方向相垂直的方向放置，置于沿車行方向地基溫度傳感器的前側(cè)。兩個(gè)地磁映像傳感器采集車輛經(jīng)過時(shí)觸發(fā)地磁映像傳感器觸發(fā)點(diǎn)的時(shí)間。壓電傳感器采集車輛經(jīng)過時(shí)的壓力信息。地基溫度傳感器采集地基溫度。通過采集兩個(gè)地磁映像傳感器觸發(fā)點(diǎn)時(shí)間，可以計(jì)算車輛通過速度，使用壓電傳感器信號(hào)計(jì)算車輛軸載，使用單個(gè)地磁映像傳感器信號(hào)計(jì)算車長(zhǎng)信息。相比傳統(tǒng)檢測(cè)設(shè)備可以獲得全面的車輛信息，可滿足一般測(cè)量需求。[0033]方式二，如圖3所示，傳感器組由一個(gè)地磁映像傳感器、兩個(gè)壓電傳感器和一個(gè)地基溫度傳感器組成。兩個(gè)壓電傳感器沿車行方向前后放置，并與車行方向相垂直，地磁映像傳感器與地基溫度傳感器放置在沿車行方向處于前方位置的壓電傳感器的后側(cè)，地磁映像傳感器與地基溫度傳感器的連線與車行方向相垂直。通過使用兩個(gè)壓電傳感器觸發(fā)點(diǎn)計(jì)算車輛通過速度，使用兩個(gè)壓電傳感器采集的車輛經(jīng)過壓力信號(hào)比較計(jì)算車輛軸載，使用單個(gè)地磁映像傳感器信號(hào)計(jì)算車長(zhǎng)信息。采用該方式，可以得到比方式一更精確的車速、軸載參數(shù)，適用于對(duì)軸載測(cè)量精度要求高的區(qū)域，滿足更高要求的測(cè)量需求。[0034]方式三，如圖4所示，傳感器組由兩個(gè)地磁映像傳感器、兩個(gè)壓電傳感器和一個(gè)地基溫度傳感器組成。兩個(gè)壓電傳感器沿車行方向前后放置，并與車行方向相垂直，兩個(gè)地磁映像傳感器分別放置的兩個(gè)壓電傳感器的后側(cè)。一個(gè)地基溫度傳感器放置在沿車行方向處于前方位置的壓電傳感器的后側(cè)，它與沿車行方向處于前方位置的地磁映像傳感器的連線與車行方向相垂直。通過使用兩個(gè)壓電傳感器觸發(fā)點(diǎn)計(jì)算車輛通過速度，使用兩個(gè)壓電傳感器采集的車輛經(jīng)過壓力信號(hào)比較計(jì)算車輛軸載，使用兩個(gè)地磁映像傳感器信號(hào)比較計(jì)算車長(zhǎng)信息。可以得到比方式二更精確的車長(zhǎng)參數(shù)，適用于對(duì)整體測(cè)量精度要求高的區(qū)域。[0035]在本實(shí)施例中，采用組合方式一，地磁映像傳感器采用Honeywell的HCM1022。壓電傳感器的信號(hào)輸出端與信號(hào)調(diào)理裝置連接，它將車輛經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生的壓力變化信號(hào)發(fā)送到信號(hào)調(diào)理裝置，在本實(shí)施例中，壓電傳感器可采用Roadtrax BL壓電薄膜交通傳感器實(shí)現(xiàn)。 地基溫度傳感器的信號(hào)輸出端與信號(hào)調(diào)理裝置連接，它將路基溫度信號(hào)發(fā)送到信號(hào)調(diào)理系統(tǒng)，在本實(shí)施例中，地基溫度傳感器采用鉬電阻等方式實(shí)現(xiàn)。[0036]在本實(shí)施例中，安裝施工時(shí)，地磁映像傳感器僅需直徑50毫米，深度200毫米的圓孔，地磁映像傳感器距路面40毫米。壓電傳感器僅需要垂直車行方向?qū)挾?0毫米，深度40 毫米的安裝槽，槽長(zhǎng)180毫米。上述傳感器組在安裝時(shí)對(duì)路面破壞小，降低了施工難度，降低了維護(hù)成本。此外，地磁映像傳感器與壓電傳感器均采用模塊化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，安裝簡(jiǎn)便， 可分車道施工安裝，每車道安裝僅需封閉車道2-3小時(shí)，全斷面施工封閉車道時(shí)間僅需3-4 小時(shí)，施工期間只需封閉車道一次。而其他同類裝置均需多次封閉道路或者長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)施工。更短的作業(yè)時(shí)間能夠使安裝和維護(hù)作業(yè)對(duì)公路交通造成的負(fù)面影響降低到最小，并大大減少了可預(yù)期的間接經(jīng)濟(jì)損失。[0037]信號(hào)調(diào)理裝置對(duì)地磁映像傳感器和壓電傳感器信號(hào)進(jìn)行處理。在本實(shí)施例中，如圖5所示，信號(hào)調(diào)理裝置包括一級(jí)放大電路、二級(jí)放大電路和高通濾波器。一級(jí)放大電路的輸入端與傳感器組連接，一級(jí)放大電路的輸出端與高通濾波器的輸入端連接，它接收來自傳感器組的信號(hào)，并將該信號(hào)進(jìn)行一級(jí)放大，然后將放大后的信號(hào)發(fā)送給高通濾波器。在本實(shí)施例中，一級(jí)放大將信號(hào)放大70、100或120倍，一般放大100倍。高通濾波器的輸出端與二級(jí)放大電路的輸入端連接，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行高通濾波，濾除信號(hào)中的低頻信號(hào)，并將其發(fā)送給二級(jí)放大電路。在本實(shí)施例中，高通濾波器的截止頻率范圍為65ΗΖ、75Ηζ、80Ηζ、 85Hz或90Hz，一般取75Hz。二級(jí)放大電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，它對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行二級(jí)放大，并將放大后的信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在本實(shí)施例中，二級(jí)放大將信號(hào)放大30、50或70倍，一般放大50倍；信號(hào)調(diào)理裝置采用具備兩級(jí)差分級(jí)聯(lián)放大電路的高精度儀表放大器如AD620配套高通濾波器實(shí)現(xiàn)，對(duì)單個(gè)壓電傳感器信號(hào)進(jìn)行雙通道并行放大，通過在第一級(jí)放大電路之后加入高通濾波電路，再接入第二級(jí)放大電路，可以有效濾除地磁場(chǎng)慢變化和地磁映像傳感器電橋不均衡對(duì)有效信號(hào)的干擾，有效擴(kuò)展了傳感器的檢測(cè)范圍，提高了測(cè)量的精度。[0038]數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可根據(jù)其實(shí)現(xiàn)的功能采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。[0039]如圖6所示，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理流程如下[0040](1)數(shù)據(jù)分解[0041]將數(shù)字信號(hào)采用現(xiàn)有技術(shù)按照通道順序轉(zhuǎn)換分解為各車道的數(shù)據(jù)；每車道數(shù)據(jù)分解為傳感器組中各傳感器的數(shù)據(jù)；[0042](2)數(shù)據(jù)處理[0043]將第(1)步得到的各車道傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到車輛類型、速度、車頭距、軸數(shù)和軸載參數(shù)；具體包括如下步驟[0044](a)數(shù)據(jù)濾波處理[0045]對(duì)各個(gè)傳感器信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波處理，濾除信號(hào)中的50Hz工頻及各高次諧波干擾。在本實(shí)施例中，使用低通濾波器濾除信號(hào)中的50Hz工頻及各高次諧波干擾。通過采用數(shù)據(jù)濾波處理步驟，減少了外界的高頻噪聲干擾對(duì)測(cè)量的影響。[0046]進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波處理時(shí)，通過車輛車速動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)抽樣存儲(chǔ)速率[0047]數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)計(jì)算車行方向第一個(gè)地磁映像傳感器與第二個(gè)地磁映像傳感器或第一個(gè)壓電傳感器與第二個(gè)壓電傳感器的觸發(fā)間隔時(shí)間，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)根據(jù)該觸發(fā)間隔時(shí)間和傳感器之間的距離計(jì)算出車輛的速度，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)根據(jù)車輛速度所處的速度范圍等級(jí)使用不同的抽樣存儲(chǔ)速率。在本實(shí)施例中，車輛速度范圍分為五級(jí)一級(jí)車輛速度范圍為0-lm/s ；二級(jí)車輛速度范圍為 l-5m/s ；三級(jí)車輛速度范圍為5-lOm/s ；四級(jí)車輛速度范圍為10-25m/s ；五級(jí)車輛速度范圍為25-50m/s。在本實(shí)施例中，抽樣存儲(chǔ)速率與車輛速度范圍對(duì)應(yīng)關(guān)系為一級(jí)速率范圍使用0. IKHz的抽樣存儲(chǔ)速率；二級(jí)速率范圍使用0. 5KHz的抽樣存儲(chǔ)速率；三級(jí)速率范圍使用IKHz的抽樣存儲(chǔ)速率；四級(jí)速率范圍使用2. 5KHz的抽樣存儲(chǔ)速率；五級(jí)速率范圍使用 5KHz的抽樣存儲(chǔ)速率。通過采用動(dòng)態(tài)抽樣存儲(chǔ)技術(shù)，有效的提高了數(shù)據(jù)計(jì)算精度，避免了慢速車輛通過時(shí)產(chǎn)生的大量冗余數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的占用，提高了運(yùn)算效率，節(jié)省了系統(tǒng)存儲(chǔ)開銷。[0048](b)車輛參數(shù)計(jì)算[0049]根據(jù)步驟(a)得到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行車輛參數(shù)計(jì)算。具體包括[0050]利用車輛經(jīng)過兩個(gè)地磁映像傳感器或者兩個(gè)壓電傳感器時(shí)產(chǎn)生的觸發(fā)信號(hào)時(shí)間差計(jì)算得到車輛速度。使用地基溫度傳感器測(cè)得的當(dāng)前地基溫度，根據(jù)壓電傳感器信號(hào)與地基溫度對(duì)應(yīng)的關(guān)系對(duì)壓電傳感器信號(hào)進(jìn)行處理，得到標(biāo)準(zhǔn)地基溫度下的壓電傳感器信號(hào)。不同的壓電傳感器信號(hào)與地基溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系不同，該對(duì)應(yīng)關(guān)系可根據(jù)壓電傳感器的出廠參數(shù)采用現(xiàn)有技術(shù)確定。在本實(shí)施例中，壓電傳感器信號(hào)與地基溫度呈線性關(guān)系，采用標(biāo)準(zhǔn)地基溫度為20度。對(duì)壓電傳感器信號(hào)曲線求積分面積并與車輛速度相乘，得到車輛軸載。利用同一個(gè)壓電傳感器的觸發(fā)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔計(jì)算得到車輛軸長(zhǎng)。利用壓電傳感器的觸發(fā)次數(shù)得到車輛軸數(shù)。[0051](c)車型判斷[0052]采用現(xiàn)有技術(shù)利用測(cè)試車輛及車管所車輛數(shù)據(jù)庫建立經(jīng)驗(yàn)車型矩陣，并使用車輛參數(shù)查找經(jīng)驗(yàn)車型矩陣表判斷車輛類型。[0053](3)車輛數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)[0054]將第( 步處理得到的車輛參數(shù)按照時(shí)間、車型、上下行方向和車道進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；[0055](4)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)送[0056]將第( 步處理得到的數(shù)據(jù)發(fā)送給外部的數(shù)據(jù)中心。[0057]數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可根據(jù)其實(shí)現(xiàn)的功能采用智能處理芯片如DSP、FPGA、ARM基于現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，它與外部數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)通訊可采用通過有線和無線方式實(shí)現(xiàn)。[0058]采用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，能夠根據(jù)傳感器組采集的數(shù)據(jù)得到車輛類型、速度、車頭距、 軸數(shù)和軸載參數(shù)，功能全面，滿足了現(xiàn)階段交調(diào)工作的要求。
權(quán)利要求1.一種壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于它包括傳感器組、信號(hào)調(diào)理裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；傳感器組與信號(hào)調(diào)理裝置連接，信號(hào)調(diào)理裝置還與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還與外部的數(shù)據(jù)中心相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的傳感器組包括兩個(gè)地磁映像傳感器、一個(gè)壓電傳感器和一個(gè)地基溫度傳感器；兩個(gè)地磁映像傳感器沿車行方向前后放置， 地基溫度傳感器與放置在沿車行方向前方位置的地磁映像傳感器相鄰放置，安裝在車道外側(cè)，上述兩個(gè)傳感器的連線與車行方向相垂直，壓電傳感器沿與車行方向相垂直的方向放置，置于沿車行方向地基溫度傳感器的前側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的傳感器組包括一個(gè)地磁映像傳感器、兩個(gè)壓電傳感器和一個(gè)地基溫度傳感器；兩個(gè)壓電傳感器沿車行方向前后放置，并與車行方向相垂直，地磁映像傳感器與地基溫度傳感器放置在沿車行方向處于前方位置的壓電傳感器的后側(cè)，地磁映像傳感器與地基溫度傳感器的連線與車行方向相垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的傳感器組包括兩個(gè)地磁映像傳感器、兩個(gè)壓電傳感器和一個(gè)地基溫度傳感器；兩個(gè)壓電傳感器沿車行方向前后放置，并與車行方向相垂直，兩個(gè)地磁映像傳感器分別放置的兩個(gè)壓電傳感器的后側(cè)；一個(gè)地基溫度傳感器放置在沿車行方向處于前方位置的壓電傳感器的后側(cè)，它與沿車行方向處于前方位置的地磁映像傳感器的連線與車行方向相垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的信號(hào)調(diào)理裝置包括一級(jí)放大電路、 二級(jí)放大電路和高通濾波器；一級(jí)放大電路的輸入端與傳感器組連接，一級(jí)放大電路的輸出端與高通濾波器的輸入端連接；高通濾波器的輸出端與二級(jí)放大電路的輸入端連接；二級(jí)放大電路的輸出端與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于所述的地磁映像傳感器采用Honeywell 的HCM1022，壓電傳感器采用Roadtrax BL壓電薄膜交通傳感器，地基溫度傳感器采用鉬電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用智能處理芯片實(shí)現(xiàn)，它與外部數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)通訊通過有線和無線方式實(shí)現(xiàn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述的智能處理芯片為DSP、FPGA或ARM。
專利摘要本實(shí)用新型屬于交通信息檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種壓電磁敏型交通信息綜合監(jiān)測(cè)裝置，目的是提供一種成本低、功能較全的裝置。其特征在于它包括傳感器組、信號(hào)調(diào)理裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；傳感器組與信號(hào)調(diào)理裝置連接；信號(hào)調(diào)理裝置還與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還與數(shù)據(jù)中心連接。采用由地磁映像傳感器、壓電傳感器和地基溫度傳感器組成的傳感器組，得到的參數(shù)全面、精確，能夠滿足交調(diào)工作的需要。本實(shí)用新型采用由一級(jí)、二級(jí)放大電路和高通濾波器組成的信號(hào)調(diào)理裝置，提高了測(cè)量的精度。采用數(shù)據(jù)濾波處理技術(shù)和基于實(shí)時(shí)車輛車速的動(dòng)態(tài)抽樣存儲(chǔ)速率技術(shù)，可有效地提高數(shù)據(jù)計(jì)算精度。
文檔編號(hào)G08G1/042GK202257936SQ20112028140
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者劉禮勇, 岑晏青, 張為, 張翼, 李春里, 陶圣 申請(qǐng)人:交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院