基於超聲波傳感器的闖紅燈抓拍電路的製作方法
2024-03-11 10:38:15
基於超聲波傳感器的闖紅燈抓拍電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於超聲波傳感器的闖紅燈抓拍電路，包括信號燈狀態檢測電路、超聲波發射探頭、超聲波發射電路、超聲波接收探頭、超聲波接收電路、微處理器以及攝像頭，所述微處理器的輸出端還連接有攝像頭快門控制電路，該攝像頭快門控制電路驅動所述攝像頭的快門實現闖紅燈車輛的抓拍；其中，所述超聲波發射探頭與超聲波接收探頭均設置在道路停車線與斑馬線之間緩衝區的上方；所述攝像頭設置在道路的上方且靠近停車線。其顯著效果是：基於超聲波測距的原理，不用在地面下埋設感應線圈，安裝便利，使用成本低，出現故障後維修方便；不會受到天氣等因素的影響，檢測精度高。
【專利說明】基於超聲波傳感器的闖紅燈抓拍電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及到交通執法管理【技術領域】，具體地說，是一種基於超聲波傳感器的闖紅燈抓拍電路。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的快速發展，人民的生活水平逐漸提高，汽車對我們來說越來越重要了。然而汽車越多，交通事故的發生率也就越嚴重。現實生活中闖紅燈的現象非常嚴重，很多司機根本就不看紅綠燈，直接橫衝直撞，或者在綠燈快要結束的時候儘自己最大的可能經過這個路口，這就給行人造成嚴重的安全隱患。
[0003]現階段智能交通系統的技術已經相當的成熟，在全球的各個國家的交通管理中都應用廣泛，尤其是闖紅燈抓拍系統的不斷普及，解決了傳統的只能由交警來發現違規的車輛，因此省了很多的人力物力。這種系統是在人行道和停車線之間的地下安裝檢測線圈，採用電磁感應原理對紅燈時經過的車輛進行拍照。
[0004]然而，這種闖紅燈抓拍系統有一定的局限性:線圈埋於地下，檢測靈敏度較低；出現故障時維修不便、影響交通；使用成本高。
實用新型內容
[0005]針對現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種基於超聲波傳感器的闖紅燈抓拍電路，該電路檢測靈敏度較高，出故障後維修方便，使用成本低。
[0006]為達到上述目的，本實用新型表述一種基於超聲波傳感器的闖紅燈抓拍電路，其關鍵在於:包括信號燈狀態檢測電路、超聲波發射探頭、超聲波接收探頭、微處理器以及攝像頭，所述信號燈狀態檢測電路與所述微處理器的一個輸入端連接，該微處理器經過超聲波發射電路驅動所述超聲波發射探頭髮出超時波信號，所述超聲波接收探頭接收障礙物返回的超聲波信號並通過超聲波接收電路送入所述微處理器中，在所述微處理器的控制信號輸出端還連接有攝像頭快門控制電路，該攝像頭快門控制電路驅動所述攝像頭的快門實現闖紅燈車輛的抓拍；
[0007]所述超聲波發射探頭與超聲波接收探頭均設置在道路停車線與斑馬線之間的緩衝區上方，用於檢測紅燈時有無車輛通過所述緩衝區；所述攝像頭設置在道路停車線的後上方，用於抓拍車輛闖紅燈時的違章圖像。
[0008]本電路在具體使用過程中，首先通過信號燈狀態檢測電路檢測信號燈的狀態，當綠燈結束時，微處理器則通過超聲波發射電路驅動超聲波發射探頭持續發出超聲波信號，並通過超聲波接收探頭接收障礙物返回的超聲波信號，微處理器通過計算發送與接收超聲波信號的時間差以及聲音在空氣中的傳播速度，即可計算出障礙物與超聲波接收探頭間的距離，若此時有車輛闖紅燈，測得的距離則相較於超聲波探頭與路面的距離變短，此時微處理器則判定有車闖紅燈，並通過攝像頭快門控制電路驅動所述攝像頭的快門實現闖紅燈車輛的抓拍。本電路不用在地面下埋設感應線圈，安裝便利，使用成本低，出現故障後維修方便；通過超聲波檢測不會受到天氣等因素的影響，檢測靈敏度高。
[0009]作為更進一步的技術方案，所述攝像頭快門控制電路包括三極體Ql與三極體Q2，三極體Ql的基極與所述微處理器的控制信號輸出端相連，三極體Ql的集電極經電阻Rl後連接第一直流電源，三極體Ql的發射極接地，三極體Q2的基極與所述三極體Ql的集電極相連，三極體Ql的集電極經電阻R2與快門驅動電機M後接第二直流電源，三極體Q2的發射極接地。
[0010]作為更進一步的技術方案，所述信號燈檢測電路通過信號燈控制信號或對信號燈進行圖像採集獲取信號燈狀態。
[0011]作為更進一步的技術方案，在所述微處理器上還連接有顯示模塊，該顯示模塊採用IXD液晶顯不屏。
[0012]通過將闖紅燈車輛的信息通過顯示屏公布，能夠對後續經過的車輛起到警示的作用，有助於減小闖紅燈的概率。
[0013]為了節省成本且不影響控制效果，所述微處理器採用STC12C5A6S2單片機。
[0014]本實用新型的顯著效果是:基於超聲波測距的原理，不用在地面下埋設線圈，安裝便利，使用成本低，出現故障後維修方便；通過超聲波檢測不會受到天氣等因素的影響，檢測靈敏度高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0016]圖2是本實用新型的安裝使用示意圖；
[0017]圖3是本實用新型中超聲測距原理示意圖；
[0018]圖4是本實用新型中超聲波發射電路與超聲波接收電路原理圖；
[0019]圖5是本實用新型中微處理器與顯示模塊的電路原理圖；
[0020]圖6是本實用新型中攝像頭快門控制電路原理圖。
[0021]附圖標記說明:1為道路，2為攝像頭，3為超聲波發射探頭，4為超聲波接收探頭，5為斑馬線。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】以及工作原理作進一步詳細說明。
[0023]參見附圖1-圖2,—種基於超聲波傳感器的闖紅燈抓拍電路,包括信號燈狀態檢測電路、超聲波發射探頭、超聲波接收探頭、微處理器以及攝像頭，所述信號燈狀態檢測電路與所述微處理器的一個輸入端連接，該微處理器經過超聲波發射電路驅動所述超聲波發射探頭髮出超時波信號，所述超聲波接收探頭接收障礙物返回的超聲波信號並通過超聲波接收電路送入所述微處理器中，在所述微處理器的控制信號輸出端還連接有攝像頭快門控制電路，該攝像頭快門控制電路驅動所述攝像頭的快門實現闖紅燈車輛的抓拍；所述信號燈狀態檢測電路用於獲取信號燈狀態，而為了減少成本，本例中將該信號燈狀態檢測電路直接與信號燈控制電路相連，通過信號燈控制電路輸出的控制信號來判別道路上紅綠燈的狀態；所述超聲波發射探頭與超聲波接收探頭用於檢測紅燈時有無車輛通過緩衝區；所述攝像頭用於對闖紅燈車輛進行抓拍；所述微處理器用於信號處理並根據處理結果控制所述攝像頭工作。
[0024]從圖1中還可以看出，在所述微處理器上還連接有顯示模塊，該顯示模塊採用IXD液晶顯示屏；所述微處理器採用STC12C5A6S2單片機。
[0025]如圖2所示，圖中標記I為道路,標記2為攝像頭,標記3為超聲波發射探頭,標記4為超聲波接收探頭，標記5為斑馬線，由此可以知道，所述超聲波發射探頭與超聲波接收探頭設置在道路停車線與斑馬線之間緩衝區的上方，所述攝像頭設置在道路的上方且靠近停車線。
[0026]本實施例中，超聲波測距原理如附圖3所示，首先通過超聲波發射探頭向道路發射超聲波，然後通過超聲波接收探頭接收道路路面發射回超聲波，根據發射與接收超聲波的時間差以及聲速即可計算得到超聲波探頭與道路路面的距離L。若此時有車輛經過，則發射與接收超聲波的時間差變短，測得的超聲波探頭與車頂的距離為1，由圖可以看出1〈L，則判定該車為闖紅燈車輛，控制攝像頭對該車輛進行抓拍。
[0027]如圖4所示，微處理器通過發出控制信號至控制器U3，控制器U3發出高電平信號驅動三極體Q3導通，U4晶片工作從而通過超聲波發射探頭即圖中的SI發出超聲波信號，超聲波接收探頭即圖中的S2接收障礙物反射回的超聲波，並通過U5晶片進行放大和濾波後輸出至控制器U3，然後將數位訊號送至微處理器進行處理。
[0028]參見附圖5，圖中單片機Ul即為微處理器，晶片U2為顯示器，用於顯示抓拍的車輛闖紅燈時的違章圖像。
[0029]如圖6所示，所述攝像頭快門控制電路包括三極體Ql與三極體Q2，三極體Ql的基極與所述微處理器的控制信號輸出端相連，三極體Ql的集電極經電阻Rl後連接第一直流電源，三極體Ql的發射極接地，三極體Q2的基極與所述三極體Ql的集電極相連，三極體Ql的集電極經電阻R2與快門驅動電機M後接第二直流電源，三極體Q2的發射極接地。
[0030]綠燈結束時，若微處理器判定某車輛為闖紅燈車輛，P30管腳輸出高電平信號驅動三極體Ql導通，則三極體Q2導通，快門驅動電機帶電工作，驅動攝像頭的快門對車輛闖紅燈時的違章圖像進行抓拍。
【權利要求】
1.一種基於超聲波傳感器的闖紅燈抓拍電路，其特徵在於:包括信號燈狀態檢測電路、超聲波發射探頭、超聲波接收探頭、微處理器以及攝像頭，所述信號燈狀態檢測電路與所述微處理器的一個輸入端連接，該微處理器經過超聲波發射電路驅動所述超聲波發射探頭髮出超時波信號，所述超聲波接收探頭接收障礙物返回的超聲波信號並通過超聲波接收電路送入所述微處理器中，在所述微處理器的控制信號輸出端還連接有攝像頭快門控制電路，該攝像頭快門控制電路驅動所述攝像頭的快門實現闖紅燈車輛的抓拍； 所述超聲波發射探頭與超聲波接收探頭均設置在道路停車線與斑馬線之間的緩衝區上方，用於檢測紅燈時有無車輛通過所述緩衝區；所述攝像頭設置在道路停車線的後上方，用於抓拍車輛闖紅燈時的違章圖像。
2.根據權利要求1所述的基於超聲波傳感器的闖紅燈抓拍電路，其特徵在於:所述攝像頭快門控制電路包括三極體Ql與三極體Q2，三極體Ql的基極與所述微處理器的控制信號輸出端相連，三極體Ql的集電極經電阻Rl後連接第一直流電源，三極體Ql的發射極接地，三極體Q2的基極與所述三極體Ql的集電極相連，三極體Ql的集電極經電阻R2與快門驅動電機M後接第二直流電源，三極體Q2的發射極接地。
3.根據權利要求1所述的基於超聲波傳感器的闖紅燈抓拍電路，其特徵在於:所述信號燈檢測電路通過信號燈控制信號或對信號燈進行圖像採集獲取信號燈狀態。
4.根據權利要求1所述的基於超聲波傳感器的闖紅燈抓拍電路，其特徵在於:在所述微處理器上還連接有顯示模塊，該顯示模塊採用LCD液晶顯示屏。
5.根據權利要求1或4所述的基於超聲波傳感器的闖紅燈抓拍電路，其特徵在於:所述微處理器採用STC12C5A6S2單片機。
【文檔編號】G08G1/04GK204215552SQ201420639887
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年10月29日 優先權日:2014年10月29日
【發明者】張小雲, 柏俊傑, 吳英, 向毅 申請人:重慶科技學院