智能無線車輛檢測器及檢測方法與流程
2023-10-10 06:22:54 1
本發明涉及一種檢測設備，尤其涉及一種智能無線車輛檢測器及檢測方法。
背景技術：
在現有技術中，發送端將特定信號調製於24GHz高頻雷達載波，由雷達定向天線發射，通過接收雷達信號回波並運用快速數位訊號處理算法對回波信號處理，從而檢測車輛、物體是否存在。
然而現有的車輛檢測器存在如下缺陷：
1)現有車輛檢器現場安裝時必須在路面進行剔槽和挖掘操作，破壞原有路面以及安裝、調試和維護繁瑣困難。
2)現有車輛檢測器大多使用磁感應技術，只能分辨特定體積的金屬材質物體，無法對非金屬以及行人辨別。
技術實現要素：
針對上述現有技術中的缺點和不足，本發明的目的在於提供一種安裝簡單且檢測範圍廣的智能無線車輛檢測器以及該檢測器的檢測方法。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的：
一種智能無線車輛檢測器，包括：
微處理器，用於系統控制和信號處理；
聲光、繼電器信號輸出電路，與微處理器的輸出接口連接，輸出聲光信號、繼電器的開關狀態信號；
可編程調製信號生成電路，與微處理器的輸出接口連接，用於產生調製信號；
定向雷達天線，與可編程調製信號生成電路的輸出端連接，定向發射調製信號以及接收回波信號；
自動增益控制AGC電路，與定向雷達天線通信連接，對回波信號進行跟蹤和放大；
模數轉換器ADC數據採集電路，採集AGC電路進行放大之後的信號，並經A/D轉換後上傳給微處理器。
優選地，還包括用於放大調製信號的調製信號放大電路，所述調製信號放大電路的輸入與可編程調製信號生成電路的輸出連接；所述調製信號放大電路的輸出與定向雷達天線連接。
優選地，還包括用於對回波信號進行濾波和放大的回波信號放大及濾波電路，所述回波信號放大及濾波電路的輸入與定向雷達天線連接；所述回波信號放大及濾波電路的輸出與AGC電路的輸入連接。
一種智能無線車輛檢測器的檢測方法，包括如下步驟：
S1：微處理器設置調製信號的參數並輸出至可編程調製信號生成電路；
S2：可編程調製信號生成電路根據微處理器輸出的調製信號的參數生成調製信號，並將調製信號輸出至定向雷達天線；
S3：定向雷達天線發射已調信號，並接收由物體反射回來的電磁波信號；
S4：AGC電路對所述電磁波信號進行自動跟蹤和放大；
S5：ADC數據採集電路根據微處理器發出的命令採集經AGC電路放大的信號，並將其上傳至微處理器；
S6：微處理器對上傳的數位訊號進行快速傅立葉變換FFT運算，對計算出的幅值進行檢索，並根據檢索的幅值頻率數據，計算出目標物體距離數據；
S7：對計算出的目標物體距離數據進行統計，從而分析並判讀是否存在移動的物體；
S8：當判定存在移動的物體時，微處理器向聲光、繼電器信號輸出電路發出命令，聲光、繼電器信號輸出電路響應微處理器的命令，產生聲光效果和/或繼電器開關信號輸出；當判定不存在移動的物體時，微處理器再次向ADC數據採集電路發出採集數位訊號的命令。
優選地，在步驟S2中，所述調製信號生成後先經過調製信號放大電路進行信號放大，然後再輸出至定向雷達天線。
優選地，在步驟S3和步驟S4之間，還包括回波信號放大及濾波電路對定向雷達天線接收到的電磁波信號進行濾波和放大的步驟。
優選地，所述電磁波信號為24GHz微波信號。
優選地，所述移動的物體為車輛、人或動物。
與現有技術相比，本發明的智能無線車輛檢測器及檢測方法具有以下有益效果：
1、本智能無線車輛檢測器通過對微處理器、各功能電路模塊的高度集成，使得現場安裝、檢修靈活方便，在安裝、檢修過程中不需要破土動工對相應的部件進行維修檢查；2、通過對無線回波信號進行的處理和運算，不論定向雷達發射的微波信號遇到的障礙物屬於金屬物體還是非金屬物體，均可以分辨出前方是否存在物體以及所存在的物體距離車檢器的距離和所述物體的移動速度，從而做出相應的警示和信號輸出。
附圖說明
圖1為本發明智能無線車輛檢測器的結構示意圖；
圖2為本發明智能無線車輛檢測器的檢測方法流程示意圖。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳述。
如圖1所示，一種智能無線車輛檢測器，包括：
微處理器，用於系統控制和信號處理；
聲光、繼電器信號輸出電路，與微處理器的輸出接口連接，輸出聲光信號、繼電器的開關狀態信號；
可編程調製信號生成電路，與微處理器的輸出接口連接，用於產生調製信號；
定向雷達天線，與可編程調製信號生成電路的輸出端連接，定向發射調製信號以及接收回波信號；
自動增益控制(Automatic Gain Control，AGC)電路，與定向雷達天線通信連接，對回波信號進行跟蹤和放大；
模數轉換器(Analog-to-Digital Converter，ADC)數據採集電路，採集AGC電路進行放大之後的信號，並經A/D轉換後上傳給微處理器。
為了進一步提高調製信號的信噪比，該無線車輛檢測器還設計了用於放大調製信號的調製信號放大電路。所述調製信號放大電路的輸入與可編程調製信號生成電路的輸出連接；調製信號放大電路的輸出與定向雷達天線連接。
為了使回波信號能夠更好的被檢測到，還包括用於對回波信號進行濾波和放大的回波信號放大及濾波電路。所述回波信號放大及濾波電路的輸入與定向雷達天線連接；回波信號放大及濾波電路的輸出與AGC電路的輸入連接。
如圖2所示，一種智能無線車輛檢測器的檢測方法，包括如下步驟：
S1：微處理器設置調製信號的參數並輸出至可編程調製信號生成電路；
S2：可編程調製信號生成電路根據微處理器輸出的調製信號的參數生成調製信號，並將調製信號輸出至定向雷達天線；
S3：定向雷達天線發射已調信號，並接收由物體反射回來的電磁波信號；
S4：AGC電路對電磁波信號進行自動跟蹤和放大；
S5：ADC數據採集電路根據微處理器發出的命令採集經AGC電路放大的信號，並將其上傳至微處理器；
S6：微處理器對上傳的數位訊號進行快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform，FFT)運算，對計算出的幅值檢索，並根據檢索的幅值頻率數據，計算出目標物體距離數據；
S7：對計算出的目標物體距離數據進行統計，從而分析並判讀是否存在移動的物體；
S8：當判定存在移動的物體時，微處理器向聲光、繼電器信號輸出電路發出命令，聲光、繼電器信號輸出電路相應微處理器的命令，產生聲光效果和/或繼電器開關信號輸出；當判定不存在移動的物體時，微處理器再次向ADC數據採集電路發出採集數位訊號的命令。
為了進一步提高調製信號的信噪比，在步驟S2中，調製信號生成後先經過調製信號放大電路進行信號放大，然後再輸出至定向雷達天線。
在步驟S3和步驟S4之間，還包括回波信號放大及濾波電路對定向雷達天線接收到的電磁波信號進行濾波和放大的步驟。
電磁波信號為24GHz微波信號。
移動的物體為車輛、人或動物。
檢測器的整體工作流程如下：
微處理器向可編程調製信號生成電路生成所需求的調製信號，並由定向雷達天線將載有該調製信號的24GHz微波定向發射出去。當雷達微波碰到目標物體會將反射回來並被雷達天線接收，由於雷達天線接收到的信號比較微弱，無法滿足ADC數據採集電路的需求，需要進行濾波和放大處理，由於所檢測的車輛或者行人等目標是移動的，會導致所接收的回波信號幅值變化，需要AGC電路自動跟蹤放大，並由ADC數據採集電路採樣，由微處理器進行FFT運算轉換到頻域，根據頻域數據更容易、更快速檢索到最大信號幅值信息，根據最大幅值對應的頻率可以計算出目標物體所距雷達天線距離，對計算出的距離數據進行統計，當發現數據波動劇烈並且距離數據停留設定時間時即可認定為有檢測物體，可以通過驅動聲光、繼電器信號輸出電路輸出所需信號。未檢測到物體時，微處理器將再次向ADC數據採集電路發出採集信號的命令。
以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。