一種可攜式車型自動分類裝置的製作方法

2023-06-19 21:38:06 2

專利名稱：一種可攜式車型自動分類裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及交通信息控制和數位訊號處理技術領域，具體是指一種把 交通檢測裝置和處理系統集成為一體，實現可移動車型檢測的裝置。
背景技術：
交通數據採集是服務於交通規劃、設計、養護和管理的基礎性工作。車型 自動分類檢測是進行交通數據採集的重要組成部分。在交通控制、停車場收費、 高速公路收費、路橋監控、交通誘導等領域，對車型進行自動分類也是非常重
要的問題。按照交通部2005年頒發的《公路交通情況調査統計報表制度》，對
高速公路和普通公路進行交通調査時，應該將機動車分為以下10類小型貨車、
中型貨車、大型貨車、特大型貨車、小型客車、大型客車、拖掛車、貨櫃車、 拖拉機、摩託車。有關車型自動分類技術的研究，不少高校和企業都在進行。
根據經典的電磁理論可知當金屬物通過線圈時，線圈的電感量會發生改 變，進而LC振蕩電路的頻率也會發生變化。以一定的採樣頻率進行採樣，將採 樣時刻的頻率偏離值(偏離基準值)描繪出來，即可得到車輛經過線圈時產生 的頻率變化曲線。同一輛車以同樣的速度經過同一個線圈檢測器時產生的頻率 變化曲線相當穩定，同一類車經過同一個線圈檢測器時，某些特徵參數是穩定 的；而不同種類的機動車由於尺寸、結構、材料的不同，對線圈檢測器產生的 影響也不同，因此會產生不同的頻率變化曲線，這是進行車型識別的基礎；DSP
獲取LC振蕩電路產生的頻率變化曲線後，再根據特定的識別方法對車型進行識別。
現有產品和文獻當中，比較先進的技術是利用線圈檢測器進行車型自動分 類的，需要開挖路面埋設線圈，通過檢測裝置檢測車輛的信息參數，再把信息 參數傳送到處理系統，由處理系統根據檢測到的信息識別出機動車的車型，而 把檢測裝置和處理系統集成一體且可移動的地感線圈檢測器還沒有。檢測裝置 和處理系統分開，用普通計算機進行信息處理，增加了成本，在道路埋設線圈， 破壞路面，耗時耗力較多，且不能移動，只能對某些特定點進行檢測，缺乏靈 活性和時效性，所以急需針對現有車型自動分類裝置的不足進行改進。

實用新型內容
本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種集檢測裝置和處理 系統為一體，可移動的便於攜帶的車型自動分類裝置。 本實用新型採用的技術方案如下
一種可攜式車型自動分類裝置，包括檢測裝置和識別裝置，所述檢測裝置 包括LC振蕩電路和與LC振蕩電路連接的電磁線圈，所述識別裝置與LC振蕩 電路連接。
所述識別裝置設置有存儲車型信息的存儲設備。 所述存儲設備設有人工操作接口 。
所述識別裝置採用數位訊號處理設備DSP。
本實用新型還包括有參數設置接口電路、液晶顯示屏接口電路、脈衝輸出
電路，所述參數設置接口電路、液晶顯示屏接口電路、脈衝輸出電路分別和DSP連接。
所述電磁線圈放置在橡膠塊內。本實用新型的檢測裝置採用兩套放置在橡膠塊內的電磁線圈，所述兩套電 磁線圈分別與LC振蕩電路連接。
本實用新型所採用的線圈採用漆包銅線繞制而成，線圈整體放置在橡膠塊 內，因此具有耐高溫、不容易變形的特點；線圈檢測器穩定、可靠性高；數據
處理算法高效、智能化，因此系統具有很大的實際推廣價值。


圖1為本實用新型的硬體結構示意圖2為本實用新型的車型自動分類檢測流程圖3為本實用新型的參數配置的結構框圖4為本實用新型的LC振蕩電路原理圖5為本實用新型的參數設置接口電路原理圖6為本實用新型的液晶顯示屏接口電路原理圖7為本實用新型的脈衝輸出電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步的說明。
本實用新型的硬體結構示意圖如附圖1所示，主要的處理終端為DSP，電 磁線圈通過饋線接入LC振蕩電路上，LC振蕩電路、參數設置接口電路、液晶 顯示屏接口電路、脈衝輸出電路分別和DSP連接。
本實用新型的車型自動分類檢測流程圖如附圖2所示，通過在公路上放置 一定間隔的兩個橡膠塊，橡膠塊內放置有電磁線圈，這兩個電磁線圈把從上面 駛過的機動車所產生的電磁頻率偏移值的參數傳送到DSP中，DSP對接收到的 信號進行過濾，使得信號參數達到要求的範圍，然後對符合要求的信號參數提取特徵參數，提取的特徵參數包括波峰值、波峰數、波峰出現的時刻與波結束 時刻的比值、車速，再將提取的特徵參數與信息參數庫進行對照，比較相似度， 然後根據《公路交通情況調查統計報表制度》所要求的車型標準識別出車型。
本實用新型參數配置的結構框圖如附圖3所示，可通過機器學習、手動設
定兩種並行的方法得到特徵參數的配置結果，本裝置共對2200個樣本進行車型分類。
LC振蕩電路原理圖如附圖4所示，由電感T1、 T2;電容C5、 C6， C7、 C8;電阻R1、 R2、 R3、 R4、 R7、 R8、 R9、 RIO、 Rll、 R12、 R13、 R14和三 極管Q1、 Q2、 Q3、 Q4組成，外部感應線圈兩端接電路圖中LOOP1和LOOP2、 LOOP3和LOOP4埠。在LC振蕩電路中， 一方面加自偏壓，在達到持續振動 的過程中偏壓加大，從而使電晶體產生非線性動作來限制集電極電流，另一方 面在反饋電路上設置L、 C組成的振蕩電路，使之與輸出電流的基波調諧生成正 弦波電壓，將它的一部分反饋回去，同時作為輸出取出。由於互感作用，當車 輛通過線圈檢測器上方時，線圈振蕩頻率的變化使得LC振蕩電路的振蕩頻率也 隨之產生變化，產生的正弦信號由三極體Q3、 Q4分別輸出到DSP的第117腳 和72腳，圖中用網絡標號FINA， FINB接入DSP。
參數設置接口電路原理圖如附圖5所示，由撥動開關、上拉電阻排組成， 參數設置信號分別與DSP的第92 (GPIOA0)、 93 (GPI0A1)、 94 (GPIOA2)、 95 (GPIOA3)、 98 (GPIOA4)、 101 (GPIOA5)、 102 (GPIOA6)、 104 (GPIOA7) 腳連接，圖中分別用網絡標號K1， K2, K3， K4， K5 ， K6， K7， K8表示， 並連接到DSP的對應引腳，從DSP引腳讀入設置信號，DSP按照設置進行相應 的處理。圖5和圖4的網絡標號Pl和P2通過開關調整接入的電容量，從而設置LC振蕩的基準頻率，提高檢測精度。參數設置接口通過開關撥鍵SWG的選
擇設置車輛分類檢測器的各種參數感應精度、敏感度、輸出模式、延時參數 等。
液晶顯示屏接口電路原理圖如附圖6所示，主要由TMS320F2812晶片、 QPYD-03液晶顯示控制器組成。DSP的數據線經過TMS320F2812電平轉換後 接QPYD-03的接口晶片。QPYD-03的輸出埠與液晶顯示屏連接。
DSP晶片有16根數據線、19根地址線。只用它的低8位數據線、2位地址 線和讀寫控制端。地址線A15實現對QPYD-03的片選。由於片選信號是低電平 有效，所以要通過一個非門連接。地址線A14負責指令寄存器和數據寄存器的 選擇。當A14=0，選擇指令寄存器；A14=l，選擇數據寄存器。WR、 RD對應 相連。DSP的低8位數據線負責將控制指令和顯示數據經過TMS320F2812電平 轉換後送到控制器的數據線上。
脈衝輸出電路如附圖7所示，由三極體Q5、Q6、 Q7、 Q8和繼電器RELAYC1 、 RELAYC2組成。信號來源於DSP的第49、 50腳(GPIOB4、 GPIOB5腳)，從Q5， Q6的基極輸出，Q5、 Q6基極引腳直接與DSP的GPIOB4、 GPIOB5腳相連， 通過繼電器輸出為RELAYOl、 RELAY02。脈衝輸出電路通過繼電器RELAYC1 禾口RELAYC2隔離，輸出代表車輛通過與否的脈衝信號。
本實用新型的工作原理為
通過檢測裝置將車輛經過時LC振蕩電路產生的頻率變化曲線傳送到DSP 中，並採用以下方法進行車型自動分類
先進行樣本採集，然後進行參數配置，即確定每一類車的每一個分類參數 的取值範圍。參數配置時， 一是人工設定， 一是利用BP神經網絡的算法讓機器自行學習。
再對樣本進行分類，建立各類機動車對應的波形庫；
然後進行特徵提取，從波形庫中提取3個必選參數，分別為波峰值、波峰 數、波峰出現時刻與波結束時刻的比值，再從波平均值、速度、車長這3個可 選參數中根據需要任意選取若干個參數。必選參數、可選參數共同組成了車型 分類參數。
最後將檢測裝置檢測到的頻率變化曲線對照各類車輛對應的波形庫，波形 相似度最高的車輛類型作為檢測到的車輛類型，進而得出識別結果。
權利要求1、一種可攜式車型自動分類裝置，其特徵在於包括檢測裝置和識別裝置，所述檢測裝置包括LC振蕩電路和與LC振蕩電路連接的電磁線圈，所述識別裝置與LC振蕩電路連接。
2、 根據權利要求l所述的可攜式車型自動分類裝置，其特徵在於所述識別 裝置設置有存儲車型信息的存儲設備。
3、 根據權利要求2所述的可攜式車型自動分類裝置，其特徵在於所述存儲 設備設有人工操作接口。
4、 根據權利要求2或3所述的可攜式車型自動分類裝置，其特徵在於所述 識別裝置採用數位訊號處理設備DSP。
5、 根據權利要求4所述的可攜式車型自動分類裝置，其特徵在於還包括有 參數設置接口電路、脈衝輸出電路、液晶顯示屏接口電路，所述參數設置接口 電路、液晶顯示屏接口電路、脈衝輸出電路分別和DSP連接。
6、 根據權利要求l所述的可攜式車型自動分類裝置，其特徵在於所述電磁 線圈放置在橡膠塊內。
7、 根據權利要求6所述的可攜式車型自動分類裝置，其特徵在於檢測裝置 採用兩套放置在橡膠塊內的電磁線圈，所述兩套電磁線圈分別與LC振蕩電路連 接。
專利摘要本實用新型提供一種可攜式車型自動分類裝置，包括檢測裝置和識別裝置，所述檢測裝置包括LC振蕩電路和與LC振蕩電路連接的電磁線圈，所述識別裝置與LC振蕩電路連接。本實用新型所採用的線圈採用漆包銅線繞制而成，線圈整體放置在橡膠塊內，因此具有耐高溫、不容易變形的特點；線圈檢測器穩定、可靠性高；數據處理算法高效、智能化。
文檔編號G08G1/017GK201392591SQ20082020169
公開日2010年1月27日 申請日期2008年10月10日 優先權日2008年10月10日
發明者徐建閩, 林培群, 陶漢卿, 饒建煒 申請人:華南理工大學;廣州運星科技有限公司