CN103050014A - 交通车速检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种交通车速检测系统，其包括安置于每一车道上的至少一个信息采集单元；每一个信息采集单元包括第一地磁传感器节点、第二地磁传感器节点及信号接收节点，且每一第一地磁传感器节点及每一第二地磁传感器节点均与对应的信号接收节点无线电连接；其中，每一第一地磁传感器节点和每一第二地磁传感器节点按照车辆行驶的方向依次安置于每一车道上；每一信号接收节点包括单片机，通过单片机即可计算出经过车辆的行驶速度，成本低、功耗低；且通过地磁传感器感测车辆经过的地磁信号，再通过每一信号接收节点的单片机或服务器分析、计算得到经过车辆的行驶速度，精度高且抗环境干扰。本发明还提供了一种使用上述交通车速检测系统的检测方法。

Description

交通车速检测系统及检测方法

【技术领域】

本发明涉及城市交通技术领域，特别地，涉及一种交通车速检测系统及检测方法。

【背景技术】

随着社会经济的高速发展与城市规模的不断扩大，城市交通问题也随着日趋严重。其中，最为突出的问题是城市的交通安全问题。而交通车辆行驶速度的准确检测是交通安全的有力保障，也是智能交通系统的重要环节。

目前，交通系统中进行车量速度检测的方法主要有：微波雷达、嵌入式地磁线圈及图像识别。这些方法虽然可以在一定程度上检测车辆的行驶速度，但分别存在一定的缺点。比如：微波雷达和图像识别的检测方法的设备成本较高；安装嵌入式地磁线圈检测方法的工程量大、维护困难。此外天气变化对设备的稳定运行也有一定的影响，比如图像识别方式在阴雨、大雾天气下的检测灵敏度会大幅度降低。

【发明内容】

有鉴于此，有必要提供一种低成本、低功耗、高精度以及抗环境干扰的交通车速检测系统及检测方法，以解决现有交通车速检测系统的高误差率、高成本、维护困难的技术问题。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种交通车速检测系统，其包括安置于每一车道上的至少一个信息采集单元；每一个信息采集单元包括一个第一地磁传感器节点、第二地磁传感器节点及信号接收节点，且每一第一地磁传感器节点及每一第二地磁传感器节点均与对应的信号接收节点无线电连接；其中，每一第一地磁传感器节点和每一第二地磁传感器节点按照车辆行驶的方向依次安置于每一车道上；每一信号接收节点包括一个进行地磁信号处理的单片机。

进一步地，每一信号接收节点还包括一与每一信号接收节点的单片机连接的射频芯片，每一第一地磁传感器节点和每一第二地磁传感器节点均包括一个与对应信号接收节点的射频芯片无线电连接的射频芯片。

进一步地，每一第一地磁传感器节点还包括一个与每一第一地磁传感器节点的射频芯片连接的单片机及与每一第一地磁传感器节点的单片机连接的地磁传感器。

进一步地，每一第二地磁传感器节点还包括一个与每一第二地磁传感器节点的射频芯片连接的单片机及与每一第二地磁传感器节点的单片机连接的地磁传感器。

进一步地，每一信号接收节点还包括一与每一信号接收节点的单片机连接的显示单元。

进一步地，交通车速检测系统还包括服务器，且每一信息采集单元的信号接收节点的单片机连接于服务器。

进一步地，每一第一地磁传感器节点和每一第二地磁传感器节点之间的距离小于或等于经过车辆的平均车长，其中，经过车辆的平均车长是指经过该路况的主要车种的车辆的平均车长。

进一步地，每一信号接收节点位于对应信息采集单元的第一地磁传感器节点和第二地磁传感器节点之间的中心线上，且每一信号接收节点安置在对应车道的路旁路面上或者高空处。

另一方面，本发明还提供了一种使用上述交通车速检测系统的检测方法，其包括：步骤一：每一信息采集单元的第一地磁传感器节点及第二地磁传感器节点分别采集车辆经过的地磁信号；步骤二：每一信息采集单元的信号接收节点根据步骤一中的地磁信号，确定同一车辆行驶过每一信息采集单元的第一地磁传感器节点及第二地磁传感器节点的时间值；步骤三：步骤二中的同一车辆行驶过每一信息采集单元的第一地磁传感器节点及第二地磁传感器节点的时间值输送给服务器，通过服务器计算出车辆的行驶速度。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的交通车速检测系统通过设置至少一个信息采集单元即可计算出经过车辆的行驶速度，成本低、功耗低；且通过地磁传感器感测车辆经过的地磁信号，并通过每一信号接收节点的单片机或服务器自动分析、计算得到经过车辆的行驶速度，精度高且抗环境干扰。且本发明的检测方法由信息采集单元和服务器完成，快捷、方便且精度高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

【附图说明】

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的交通车速检测系统的结构示意图，该交通车速检测系统包括至少一个信息采集单元，每一信息采集单元包括地磁传感器节点及信号接收节点；

图2是图1的地磁传感器节点及信号接收节点的结构示意图；

图3是本发明优选实施例的交通车速检测系统的使用方法流程图。

【具体实施方式】

为更好地理解本发明，以下将结合附图对发明的实施例进行详细的说明。

请参照图1，本发明优选实施例的交通车速检测系统，用于对经过的车辆的行驶速度进行测量。该交通车速检测系统包括安置于每一车道上的至少一个信息采集单元1。当设置两个以上的信息采集单元1时，每相邻两个信息采集单元1之间的距离相同，且优选地，每相邻两个信息采集单元1之间的距离为500m。

每一信息采集单元1包括一个第一地磁传感器节点11、第二地磁传感器节点13及信号接收节点15。每一第一地磁传感器节点11及每一第二地磁传感器节点13间隔地安置在对应车道中央的路面上，且每一信息采集单元1第一地磁传感器节点11和第二地磁传感器节点13按照车辆行驶的方向依次；即是：车辆依次经过每一信息采集单元1的第一地磁传感器节点11及第二地磁传感器节点13。每一信息采集单元1的第一地磁传感器节点11和第二地磁传感器节点13之间的距离小于或等于经过车辆的平均车长，其中，经过车辆的平均车长是主要经过该路况的车种的车辆的平均车长。每一信息采集单元1的信号接收节点15安置在对应车道的路旁路面上或者高空处，且优选地，每一信号接收节点15位于对应信息采集单元1的第一地磁传感器节点11和第二地磁传感器节点13之间的中心线上。其中，每一信息采集单元1中的第一地磁传感器节点11、第二地磁传感器节点13及信号接收节点15的系统时间保持一致。

请结合参照图2，每一第一地磁传感器节点11及每一第二地磁传感器节点13的结构相同，均包括一个地磁传感器111、一个与地磁传感器111连接的单片机113及一个与单片机113连接的射频芯片115。其中，地磁传感器111用于感测经过的车辆的地磁信号；这些地磁信号经过单片机113后由射频芯片115无线传送给对应的信号接收节点15。

每一信号接收节点15包括射频芯片151、与射频芯片151连接的单片机153及与单片机153连接的显示单元155。射频芯片151用于接收对应第一地磁传感器节点11及第二地磁传感器节点13发送过来的地磁信号；射频芯片151将接收到的地磁信号发送给单片机153进行处理，以为得到车辆的行驶速度，并通过显示单元155将对应单片机153计算的车辆的行驶速度显示出来。优选地，为了实现本发明的交通车速检测系统的低功耗、长寿命，上述地磁传感器111均为HMC5883数字地磁传感器；上述单片机113、153均为MSP430系列单片机；上述射频芯片115、151均为CC2430芯片。

优选地，为了使测得的车辆的行驶速度更加准确，及建立智能交通网络系统，请再次参照图1，在其它实施方式中，本发明的交通车速检测系统还包括一个与每一信息采集单元1电连接的服务器3，且信息采集单元1与服务器3通过无线或有线电连接，以将信息采集单元1采集到的数据实时地传输给服务器1，通过服务器1进行分析、判断后计算出通过车辆的行驶速度。具体的，每一信息采集单元1的信号接收节点15的单片机153均连接服务器3。这样，每一信号接收节点15接收到的地磁信号均通过对应的单片机153初步处理后传送给服务器3，以通过服务器3进行分析、判断后计算出通过车辆的行驶速度。这样通过服务器3进行处理，避免了每一信息采集单元1的单片机153处理的滞后缺点及无法处理复杂路况中的车辆行驶速度的问题。此外，通过服务器3还可以计算每两个信息采集单元1及多个信息采集单元1中采集的同一车辆的地磁信号，从而计算该车辆经过该多个信息采集单元1之间的平均速度，以提高检测的精度。

请结合参照图3，使用上述本发明的交通车速检测系统的检测方法包括以下步骤：

步骤一S1：每一信息采集单元1的第一地磁传感器节点11及第二地磁传感器节点13分别采集车辆经过的地磁信号，其中，第一地磁传感器节点11感测的地磁信号记录车辆开来时的信号；第二地磁传感器节点13感测的地磁信号记录车辆开走时的信号；

步骤二S2：每一信息采集单元1的信号接收节点15接受车辆经过的地磁信号，并根据地磁信号判断，以确定同一车辆行驶过每一信息采集单元1的第一地磁传感器节点11及第二地磁传感器节点13的时间值；

不同车辆经过每一第一地磁传感器节点11及每一第二地磁传感器节点13时引起的地磁信号变化不同，然而同一车辆分别经过每一第一地磁传感器节点11及每一第二地磁传感器节点13时，第一地磁传感器节点11及第二地磁传感器节点13会分别采集相似地磁信号数据。因此，当地磁信号数据相同或相似时，信号接收节点15即可判断该地磁信号为同一车辆引起的，从而确定同一车辆行驶过每一信息采集单元1的第一地磁传感器节点11及第二地磁传感器节点13的时间值，来计算该车辆经过每一信息采集单元1时的行驶速度。

优选地，在本实施方式中，为了避免计算结果延迟及结果的精确性，还包括步骤三S3：具体地，每一信息采集单元1的信号接收节点15步骤二中的时间值传送给服务器3，通过服务器3计算出该车辆的行驶速度。

由上述叙述可知：本发明的交通车速检测系统通过设置至少一个信息采集单元1即可计算出经过车辆的行驶速度，成本低、功耗低；且通过地磁传感器111感测车辆经过的地磁信号，并通过每一信号接收节点15的单片机153或服务器3自动分析、计算得到经过车辆的行驶速度，精度高且抗环境干扰。此外，本发明的检测方法由信息采集单元1和服务器3完成，快捷、方便且精度高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种交通车速检测系统，其特征在于：其包括安置于每一车道上的至少一个信息采集单元（1）；

所述每一个信息采集单元（1）包括一个第一地磁传感器节点（11）、第二地磁传感器节点（13）及信号接收节点（15），且每一所述第一地磁传感器节点（11）及每一第二地磁传感器节点（13）均与所述对应的信号接收节点（15）无线电连接；其中，每一所述第一地磁传感器节点（11）和每一所述第二地磁传感器节点（13）按照车辆行驶的方向依次安置于所述每一车道上；

每一所述信号接收节点（15）包括一个进行地磁信号处理的单片机（153）。

2.根据权利要求1所述的交通车速检测系统，其特征在于：每一所述信号接收节点（15）还包括一个与每一所述信号接收节点（15）的单片机（153）连接的射频芯片（151），每一所述第一地磁传感器节点（11）和每一所述第二地磁传感器节点（13）均包括一个与所述对应信号接收节点（15）的射频芯片（151）无线电连接的射频芯片（115）。

3.根据权利要求2所述的交通车速检测系统，其特征在于：每一所述第一地磁传感器节点（11）还包括一个与每一所述第一地磁传感器节点（11）的射频芯片（115）连接的所述单片机（113）及与每一所述第一地磁传感器节点（11）的所述单片机（113）连接的地磁传感器（111）。

4.根据权利要求2所述的交通车速检测系统，其特征在于：每一所述第二地磁传感器节点（13）还包括一个与每一所述第二地磁传感器节点（13）的射频芯片（115）连接的所述单片机（113）及与每一所述第二地磁传感器节点（13）的所述单片机（113）连接的地磁传感器（111）。

5.根据权利要求2所述的交通车速检测系统，其特征在于：每一所述信号接收节点（15）还包括一个与每一所述信号接收节点（15）的所述单片机（153）连接的显示单元（155）。

6.根据权利要求1所述的交通车速检测系统，其特征在于：所述交通车速检测系统还包括服务器（3），且每一所述信息采集单元（1）的所述信号接收节点（15）的所述单片机（153）连接于所述服务器（3）。

7.根据权利要求1所述的交通车速检测系统，其特征在于：每一所述第一地磁传感器节点（11）和每一所述第二地磁传感器节点（13）之间的距离小于或等于经过车辆的平均车长，其中，经过车辆的平均车长是指经过该路况的主要车种的车辆的平均车长。

8.根据权利要求1所述的交通车速检测系统，其特征在于：每一所述信号接收节点（15）位于所述对应信息采集单元（1）的所述第一地磁传感器节点（11）和所述第二地磁传感器节点（13）之间的中心线上，且每一所述信号接收节点（15）安置在所述对应车道的路旁路面上或者高空处。

9.一种使用上述权利要求1至8中任一项交通车速检测系统的检测方法，其特征在于：所述检测方法包括以下步骤：

步骤一：每一所述信息采集单元（1）的所述第一地磁传感器节点（11）及所述第二地磁传感器节点（13）分别采集车辆经过的地磁信号；

步骤二：每一所述信息采集单元（1）的所述信号接收节点（15）根据所述步骤一中的地磁信号，确定同一车辆行驶过每一所述信息采集单元（1）的所述第一地磁传感器节点（11）及所述第二地磁传感器节点（13）的时间值；

步骤三：所述步骤二中的所述同一车辆行驶过每一所述信息采集单元（1）的所述第一地磁传感器节点（11）及所述第二地磁传感器节点（13）的时间值输送给服务器（3），通过所述服务器（3）计算出所述车辆的行驶速度。

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