多功能車輛檢測器的製作方法
2023-04-30 20:10:11
專利名稱：多功能車輛檢測器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種交通流量檢測儀，它廣泛用於城市交通的交叉路口，作為交通控制系統中，路口的車流量、車類識別、車速測量、車型判別等以環形線圈為傳感器的最基本儀器。
我國城市交通車輛的車類、車型複雜、道路質量差異大，給城市交通運輸帶來嚴重的問題和複雜性，因此，經常出現交通堵塞和交通事故。目前，國際上認為較理想的交通控制系統有澳大利亞的SCAT(Sydney Co-Ordinated Adaptive Traffic System)和英國的SCOOT(Split，Cycle，Offset Optimzation Technique)系統，基於這些系統中的檢測器，主要對機動車輛流量檢測，而且道路的差異、車型的影響都未加考慮，所以對於我國所處的複雜交通狀態的路口是不適宜的。近些年來，我國先後也有人研製單項的自行車檢測器、機動車流量檢測，而不能配合路口機實現對交通狀態複雜的路口、對城市區域;交通流作實時控制。
鑑此，本發明的目的是針對上述現有檢測器使用的局限性，而提出一種多功能車輛檢測器，它用了環形線圈、驅動變送器、檢測單元，實現高質量信號的遠距傳送，又以車類識別器、速率鑑別與數據處理單元和顯示器等同時測出車道上的車類(機動車、非機動車)車流、車速、車型辨別(大客車、小轎車)等，尤其環形線圈距路口機300米以外仍能傳送高質量信號，進行多項檢測，以供路口機實時測量，從而實現交通自學習智能控制。
為了實現本發明的目的，本發明包括環形線圈(1)，其特徵在於埋設在環形線圈附近且與環形線圈相連接的驅動變送器(2)、連接在驅動變送器和檢測單元之間的傳輸線a′a、b′b、檢測單元(3)、連接檢測單元的車類識別器(4)、連接車類識別器的速率鑑別與數據處理單元(5)、顯示器(6)，以及連接路口機的板(7)，此外，傳輸線a′a、b′b同時還對驅動變送器(2)電源的供電線。
本發明的其它特徵在於環開線圈(1)是1圈，並且埋設在馬路下面。
本發明的其它特徵在於檢測單元(3)是由射極跟隨器T4、放大器T5、整形器T6、晶體振蕩器(3a)，以及可編程序計數器(3b)所組成。
本發明的其它特徵在於電感L1、放大器T1、射極跟隨器T2、射極跟隨器T3、電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13所組成。
本發明的其它特徵在於電容C2、C3、C4、C5、C6，放大器T1及電阻R1、R2、R3、R4和環形線圈(1)構成改進型LC振蕩器。
圖1是本發明的多功能車輛檢測器電路方框圖。
圖2是本發明的檢測單元電路方框圖。
圖3是本發明的驅動變送器電路原理圖。
圖4是本發明一個實施例的路口布置示意圖。
參照圖1、圖2、圖3、圖4詳細敘述本發明的多功能車輛檢測器的一個實施例如下檢測單元(3)工作原理如下來自驅動變送器(2)的頻率變化信號，經射極跟隨器T4隔離，送至放大器T5，整形器T6，再送可編程序計數器(3a)，由晶體振蕩器(3b)發出固定脈衝控制可騙程序計數器(3a)輸出(見圖2)。
速率鑑別與數據處理單元(5)工作原理如下由檢測單元(3)輸入的頻率信號，送至車類識別器(4)識別;若是機動車，則C端輸出，經速率鑑別與數據處理單元(5)，由fC、dfC/dt和tC(fC-機動車相應頻率，tC-機動車環形線圈經過的時間)，得出機動車車速、車流量，並判別車型，然後送顯示器(6)顯示，同時送至與路口機相連的接口板(7)，輸出相應的脈衝信號;若是非機動車(如自行車)，則b端輸出，經速率鑑別與數據處理單元(5)，用fb、dfb/dt、d2fb/dt(fb-非機動車相應頻率)，得出非機動流量，送顯示器(6)，並送至與路口機相連的接口板(7)(見圖1)。
環形圖(1)是金屬線繞制而成的傳感器，我們只採用呈長方形的一圈(長3米、寬0.8米)，埋設在環形線圈附近的馬路下面。
通常驅動變送器(2)需要兩根線為電源供電用線，兩根線為信號傳輸用線，而本實施例採用供電與信號共用兩根傳輸a′a、b′b，對於需要遠距離傳輸(300米以上)既減少了施工安裝的麻煩，又節省了大量的傳輸導線，簡化了遠距離傳輸的結構，大大降低了成本。
驅動變送器(2)主要是由一個改進型LC振蕩器和兩級射極跟隨器T2、T3所組成。驅動變送器的電壓是由變電壓單元EC，經傳輸線a′a、b′b兩線，再經L1、C1供給。
驅動變送器的改進型LC振蕩器是由電容C2、C3、C4、C5、C6，放大器T1，電阻R1、R2、R3、R4，和環形線圈(1)組成。C3、C6和環形線圈(1)的電感量一起決定了振蕩器的振蕩頻率，C2用來克服電晶體等效電容的影響，C4起隔直作用，R1和R2為放大器T1的分壓偏置電阻，它決定T1的工作點，R3為T1的集電極負載電阻，R4為T1的發射極電阻，C5為R4的旁路電容，這個改進型的LC振蕩器頻率為2M左右。
當車輛通過環形線圈時，線圈的電感量發生改變，將引起驅動變送器中振蕩器的諧振頻率發生變化，其頻率變化由T1的集電極輸出，經R5、C7弱耦合送到T2射極跟隨器，再經C8弱偶合送T3射極跟隨器，在電路中還有電阻R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12;於是其頻率;變化信號經兩極射極跟隨器隔離之後，再經C9隔直容，經R13傳輸線阻抗匹配電阻，送回傳輸線a′a、b′b。L1、C1在電路中起扼流作用，使振蕩器和射極跟隨器得到較好的直流電壓，又不影響傳輸線送出的頻率信號(如圖3)。
環形線圈(1)埋設在道路路面下，當車輛通過時，線圈電感值發生微小改變，從而引起它附近的小型驅動變送器(直徑40毫米、長度80毫米)(2)頻率幅值的變化，再經300多米長傳輸線a′a、b′b，把這種變化傳給檢測單元(3)，檢測單元獲取信息後，經車類識別器(4)，識別出機動車、非機動車，經速率鑑別與數據處理(5)，得出車速、車流量且判別車型，然後送顯示器(6)顯示，同時送至與路口機相連的接口板(7)，輸出相應的脈衝信號。
本發明的檢測器可以完成至少22條車道的檢測，下面僅表示一個路口的布置狀態(如圖4所示)。
其中F-路口機(交通控制機)。
A1、A2、B1、B2-道路。
A11、A21、B11、B21-機動車道線圈。
A12、A22、B12、B22-非機動車道線圈。
a22、a21、a12、a11、b12、b11、b21、b22-驅動變送器。
C22、C12、D22、D12-a′a、b′b傳輸線。
權利要求
1.一種多功能車輛檢測器包括環形線圈(1)，其特徵在於埋設在環形線圈附近且與環形線圈相連接的驅動變送器(2)、連接在驅動變送器和檢測單元之間的傳輸線a′a、b′b、檢測單元(3)、連接檢測單元的車類識別器(4)、連接車類識別器的速率鑑別與數據處理單元(5)、顯示器(6)，以及連接路口機的接口板(7)，此外，傳輸線a′a、b′b同時還對驅動變送器(2)電源的供電線。
2.按權利要求1所述的多功能車輛檢測器，其特徵在於環形線圈(1)是1圈，並且埋設在馬路下面。
3.按權利要求1所述的多功能車輛檢測器，其特徵在於檢測單元(3)是由射極跟隨器T4、放大器T5、整形器T6、晶體振蕩器(3a)，以及可編程序計數器(3b)所組成。
4.按權利要求1所述的多功能車輛檢測器，其特徵在於電感L1、放大器T1、射極跟隨器T2、射極跟隨器T3、電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13所組成。
5.按權利要求4所述的多功能車輛檢測器，其特徵在於電容C2、C3、C4、C5、C6，放大器T1及電阻R1、R2、R3、R4，和環形線圈(1)構成改進型LC振蕩器。
全文摘要
本發明涉及一種交通流量檢測儀，它廣泛用於城市交通的交叉路口，作為交通控制系統中，路口的車流量、車類識別、車速測量、車型判別等以環形線圈為傳感器的最基本儀器。它用了環形線圈、驅動變送器、檢測單元，實現高質量信號的遠距傳送，又以車類識別器、速率鑑別與數據處理單元和顯示器等同時測出車道上的車流、車速、車型辨別等，尤其環形線圈距路口機300米以外仍能傳送高質量信號，以供路口機實時測量，滿足交通自學習智能控制的要求。
文檔編號G08G1/017GK1052961SQ90110210
公開日1991年7月10日 申請日期1990年12月30日 優先權日1990年12月30日
發明者程宗發, 王桂珠, 高明, 劉繼光, 杜蘭譜 申請人:天津大學電力及自動化工程系, 天津市交通工程科學研究所