CN104504910A - 一种隧道内超声波检测系统 - Google Patents

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CN104504910A CN201410572269.7A CN201410572269A CN104504910A CN 104504910 A CN104504910 A CN 104504910A CN 201410572269 A CN201410572269 A CN 201410572269A CN 104504910 A CN104504910 A CN 104504910A
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陈春旭
张金民
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SUZHOU YOURUI DETECTION TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种隧道内超声波检测系统，所述隧道内设置控制器，以及与控制器连接的均匀设置的若干摄像头、超声波传感器，交通管理监控室内设置服务器、显示器，所述控制器分别与摄像头、超声波传感器连接，所述控制器与服务器之间通过无线连接，所述隧道内设置具有凸凹结构的行车线，当车辆压过行车线时，产生超声波，所述超声波传感器检测该超声波发送至控制器，所述控制器对接收的超声波进行处理，根据超声波强度及位置发出摄像头的拍摄信号。采用凸凹结构的行车线，使得车辆压过行车线时，产生不同于车道的超声波，便于超声波传感器检测出变道信息，提高了隧道内行车变道检测的准确性及可靠性。

Description

一种隧道内超声波检测系统
技术领域
本发明属于隧道交通监控设备应用领域，具体涉及一种隧道内超声波检测系统。
背景技术
随着我国经济的快速发展，公路及公路隧道的建设项目与日俱增，隧道安全运营问题显得越来越突出，除隧道本身的土建施工质量外，隧道的监视与控制管理成为公路隧道安全正常运行的重要课题。从20世纪60年代开始，国外就相继开始研究先进的隧道控制系统，欧洲、美国、日本等西方发达国家先后开发了相应的隧道控制系统，随着计算机技术、图像处理技术、通讯技术、控制技术的发展，以太网技术和总线技术突破了原有的技术瓶颈，使隧道的监视与控制系统高速信息共享成为可能。
其中隧道复线监控系统是现代城市建设标志性工程之一。
随着社会的不断进步、改革开放的不断深入和经济建设的迅速发展，高科技技术无疑在每一个领域都起着非常重要的作用，视频监控系统也越来越多的应用于各个行业和方面。近年来，随着交通系统信息化改革的不断深入，网络技术已经广泛的应用在交通系统日常生产和管理之中。目前，交通系统作为国家重要的运输部门，其日常的稳定运行决定了国民生产、生活的正常运转，加之，交通系统部门众多、地点分散，现场环境复杂，成为日常维护工作的主要障碍。在交通系统内部推行监视系统，将能极大的解决上述矛盾。通过在远程指挥监控总中心或者本地监控中心，可以实现对全部监控现场、道口、车站和沿线环境的监控，大大减轻日常人员巡视的工作量，便于及时发现危险隐患，保障安全生产及运输。
申请号为201110162418.9，申请日为2011年06月16日公开了一种隧道内车辆行驶状态的监控方法，包括以下步骤：（1）、监控车辆进入隧道，跟踪车辆行驶状态，并将监控信号转换为电信号的步骤；（2）、接收监控信号，对监控信号进行处理的步骤；（3）、将处理后的隧道内车辆行驶状态信号显示在隧道入口显眼位置，警示即将进入隧道车辆选择行车车道和调整行车速度的步骤。本发明通过对隧道内车辆行驶状态的监控，将车辆行驶状态转换为电信号，并对信号进行处理，将影响行驶安全的车辆速度信号、距离仪器输出显示于隧道口的显眼的警示显示屏上，提醒进入隧道的司机注意隧道内车辆行驶状态，注意行车安全。同时，本发明还提供了隧道内车辆行驶状态监控方法对应的监控装置。
申请号为201310113223.4，申请日为2013年04月03日公开的一种高速公路PLC隧道监控系统，包括可变情报板、车道指示器、照明设备、风机、主PLC以及多个现场PLC，在高速公路隧道左洞和隧道右洞分别设有光纤冗余令牌环网，两个光纤冗余令牌环网都是相互独立的，可变情报板、车道指示器、照明设备以及风机分别连接一现场PLC，每个现场PLC通过主PLC与监控计算机信号连接，主PLC以及多个现场PLC连接在光纤冗余令牌环网内。本发明在高速公路隧道群智能自动化系统中，采用隧道可编程序控制器与中央控制计算机的集成方案，对隧道机电设备进行分散控制、集中管理,同时对洞内、外环境和机电设备进行监测，既满足高速公路隧道对洞内交通、照明和通风的控制要求，又达到对整个系统实现全面监控的协调和节能目的。
上述专利中，采用不同的隧道监控方案，有效解决了隧道内行车的监控问题，但是，现有技术中，包括上述专利采用的监控方法均是通过视频抓拍，然后进行图像处理，获取行车的监控，这种监控过程是连续的，抓拍过程也是随机的，这种系统中，摄像头必须是实时拍摄连续视频的，因此，必须有强大的外围设备支撑，而对于隧道内变道的情况，也只能通过在大量的视频中提取，现有技术中的监控方法效率太低，不能够做到有效监控。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种隧道内超声波检测系统，有效解决了现有技术中隧道内车辆变道的监控效率低的问题。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种隧道内超声波检测系统，所述隧道内设置控制器，以及与控制器连接的均匀设置的若干摄像头、超声波传感器，交通管理监控室内设置服务器、显示器，所述控制器分别与摄像头、超声波传感器连接，所述控制器与服务器之间通过无线连接，所述隧道内设置具有凸凹结构的行车线，当车辆压过行车线时，产生超声波，所述超声波传感器检测该超声波发送至控制器，所述控制器对接收的超声波进行处理，根据超声波强度及位置发出摄像头的拍摄信号。
所述控制器包括：
检测单元，所述检测单元实时检测汽车变道过程中车轮压行车线产生的超声波信息，并将检测到的超声波信息发送至控制器进行处理；
判断单元，所述判断单元根据超声波信息的信号强度判断出最强的信号强度，如果最强的信号强度为一个，单线程执行单元工作，否则，多线程执行单元工作；
单线程执行单元，所述单线程执行单元获取发出最强信号强度的超声波传感器的ID号，根据该ID号发出控制信息，控制与该超声波传感器ID号相同ID号的摄像头进行拍摄；
多线程执行单元，所述多线程执行单元获取多个最强信号强度的超声波传感器的ID号，以及与所述超声波传感器对应的摄像头的ID号，根据获取的摄像头ID号，发出控制信息控制摄像头进行拍摄；
图像处理单元，所述图像处理单元将拍摄的照片信息发送至服务器，服务器对接收的照片进行图像处理，提取出变道车辆的车牌号，并发送至显示器进行显示。
所述控制器的中央处理器为ARM9系列单片机。
所述控制器与摄像头、超声波传感器之间通过Zigbee无线模块连接。
所述摄像头的间距为3～5米。
所述交通管理监控室内还设置报警器，所述报警器与服务器连接，当隧道内有车辆变道时，所述报警器发出报警信号。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、采用凸凹结构的行车线，使得车辆压过行车线时，产生不同于车道的超声波，便于超声波传感器检测出变道信息，提高了隧道内行车变道检测的准确性及可靠性。
2、通过超声波传感器检测车辆变道压行车线产生的超声波信息，控制器对超声波信息进行处理，然后发出控制摄像头拍摄的信息，这样，在有车辆变道的情况下才启动拍摄系统，而在没有车辆变道或压线的情况下，摄像头处于休眠状态，有效节约了能源及服务器的存储信息，提高了工作效率。
3、控制器的中央处理器采用ARM9系列单片机，ARM架构，是一个32位精简指令集（RISC）处理器架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于节能的特点，ARM处理器非常适用于移动通信领域，符合其主要设计目标为低成本、高性能、低耗电的特性。
4、Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本，主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备，简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术，适合隧道内监控的应用。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构及工作过程作进一步说明。
如图1所示，一种隧道内超声波检测系统，所述隧道内设置控制器，以及与控制器连接的均匀设置的若干摄像头、超声波传感器，交通管理监控室内设置服务器、显示器，所述控制器分别与摄像头、超声波传感器连接，所述控制器与服务器之间通过无线连接，所述隧道内设置具有凸凹结构的行车线，当车辆压过行车线时，产生超声波，所述超声波传感器检测该超声波发送至控制器，所述控制器对接收的超声波进行处理，根据超声波强度及位置发出摄像头的拍摄信号。
采用凸凹结构的行车线，使得车辆压过行车线时，产生不同于车道的超声波，便于超声波传感器检测出变道信息，提高了隧道内行车变道检测的准确性及可靠性。
所述控制器包括：
检测单元，所述检测单元实时检测汽车变道过程中车轮压行车线产生的超声波信息，并将检测到的超声波信息发送至控制器进行处理；
判断单元，所述判断单元根据超声波信息的信号强度判断出最强的信号强度，如果最强的信号强度为一个，单线程执行单元工作，否则，多线程执行单元工作；
单线程执行单元，所述单线程执行单元获取发出最强信号强度的超声波传感器的ID号，根据该ID号发出控制信息，控制与该超声波传感器ID号相同ID号的摄像头进行拍摄；
多线程执行单元，所述多线程执行单元获取多个最强信号强度的超声波传感器的ID号，以及与所述超声波传感器对应的摄像头的ID号，根据获取的摄像头ID号，发出控制信息控制摄像头进行拍摄；
图像处理单元，所述图像处理单元将拍摄的照片信息发送至服务器，服务器对接收的照片进行图像处理，提取出变道车辆的车牌号，并发送至显示器进行显示。
通过超声波传感器检测车辆变道压行车线产生的超声波信息，控制器对超声波信息进行处理，然后发出控制摄像头拍摄的信息，这样，在有车辆变道的情况下才启动拍摄系统，而在没有车辆变道或压线的情况下，摄像头处于休眠状态，有效节约了能源及服务器的存储信息，提高了工作效率。
所述控制器的中央处理器为ARM9系列单片机。
控制器的中央处理器采用ARM9系列单片机，ARM架构，是一个32位精简指令集（RISC）处理器架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于节能的特点，ARM处理器非常适用于移动通信领域，符合其主要设计目标为低成本、高性能、低耗电的特性。
所述控制器与摄像头、超声波传感器之间通过Zigbee无线模块连接。
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本，主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备，简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术，适合隧道内监控的应用。
所述摄像头的间距为3～5米。
所述交通管理监控室内还设置报警器，所述报警器与服务器连接，当隧道内有车辆变道时，所述报警器发出报警信号。

Claims (6)

1.一种隧道内超声波检测系统，所述隧道内设置控制器，以及与控制器连接的均匀设置的若干摄像头、超声波传感器，交通管理监控室内设置服务器、显示器，所述控制器分别与摄像头、超声波传感器连接，所述控制器与服务器之间通过无线连接，其特征在于：所述隧道内设置具有凸凹结构的行车线，当车辆压过行车线时，产生超声波，所述超声波传感器检测该超声波发送至控制器，所述控制器对接收的超声波进行处理，根据超声波强度及位置发出摄像头的拍摄信号。
2.根据权利要求1所述的隧道内超声波检测系统，其特征在于：所述控制器包括：
检测单元，所述检测单元实时检测汽车变道过程中车轮压行车线产生的超声波信息，并将检测到的超声波信息发送至控制器进行处理；
判断单元，所述判断单元根据超声波信息的信号强度判断出最强的信号强度，如果最强的信号强度为一个，单线程执行单元工作，否则，多线程执行单元工作；
单线程执行单元，所述单线程执行单元获取发出最强信号强度的超声波传感器的ID号，根据该ID号发出控制信息，控制与该超声波传感器ID号相同ID号的摄像头进行拍摄；
多线程执行单元，所述多线程执行单元获取多个最强信号强度的超声波传感器的ID号，以及与所述超声波传感器对应的摄像头的ID号，根据获取的摄像头ID号，发出控制信息控制摄像头进行拍摄；
图像处理单元，所述图像处理单元将拍摄的照片信息发送至服务器，服务器对接收的照片进行图像处理，提取出变道车辆的车牌号，并发送至显示器进行显示。
3.根据权利要求1所述的隧道内超声波检测系统，其特征在于：所述控制器的中央处理器为ARM9系列单片机。
4.根据权利要求1所述的隧道内超声波检测系统，其特征在于：所述控制器与摄像头、超声波传感器之间通过Zigbee无线模块连接。
5.根据权利要求1所述的隧道内超声波检测系统，其特征在于：所述摄像头的间距为3～5米。
6.根据权利要求1所述的隧道内超声波检测系统，其特征在于：所述交通管理监控室内还设置报警器，所述报警器与服务器连接，当隧道内有车辆变道时，所述报警器发出报警信号。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WW01 Invention patent application withdrawn after publication

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