CN104637298A - 车辆检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交叉路口交通信号灯控制系统使用的车辆检测装置，特别涉及一种检测车辆在道路中行驶情况的装置。本检测装置由装在车上的车载高频信号发射接收器1和装在路口的道路高频信号接收发射器2组成。道路高频信号接收发射器输出的车辆信息送至道路交通信号灯控制器。由道路交通信号灯控制器，控制交通信号灯指挥交通。使用本装置，能降低车载高频信号发射接收器和道路高频信号接收发射器对天线的要求。

Description

车辆检测装置

技术领域

本发明主要涉及一种由车载高频信号发射接收器1和道路高频信号接收发射器2组成的，主要用于交叉路口交通信号灯控制系统检测道路中行驶车辆的装置，特别涉及一种道路高频信号接收发射器2由前方道路高频信号接收发射器3和下方道路高频信号接收发射器4组成的检测道路中行驶车辆装置。

背景技术

具有车辆检测功能的交叉路口交通信号灯自适应控制系统，由车辆检测装置、道路交通信号灯控制器和交通信号灯组成。车辆检测装置向道路交通信号灯控制器提供道路上行驶车辆的类别、数量、行驶方向和车速等信息。道路交通信号灯控制器获得的这些信息，经预设的控制程序处理后，控制交通信号灯指挥车辆通行。其中车辆检测装置由车载高频信号发射接收器1和道路高频信号接收发射器2组成。

现代交叉路口交通信号灯控制系统应具有车辆的检测功能，才能组成智能化的自适应控制系统。

中国专利申请号201120455261.4，专利名称：《一种发布道路信息和检测车辆行驶情况及属性的装置》，公开了一种车辆检测装置，其不足之处是对天线的要求较高。

发明内容

本发明克服了现有技术中对天线要求过高的缺点，提供了一种使用高频无线电波F检测道路长约100米范围内是否有车辆行驶，以及路口是否堵车，使用方便的车辆感应检测装置。使用本装置能组成自适应的交通信号灯控制系统。

为了检测前方道路的来车，本发明通过以下技术方案1实现：

车辆检测装置，检测道路上行驶的车辆，由使用无线局域网技术建立通信连接的车载高频信号发射接收器1和道路高频信号接收发射器2组成；车载高频信号发射接收器1使用天线53与前方道路高频信号接收发射器3和下方道路高频信号接收发射器4建立无线通讯连接，使用方向识别器模块54确定车辆的行驶方向；道路高频信号接收发射器2由使用全向天线的前方道路高频信号接收发射器3和使用全向天线或定向天线的下方道路高频信号接收发射器4组成。

车载高频信号发射接收器1使用的天线53，还可以使用定向天线。

车载高频信号发射接收器1安装在车辆的前部。

如图2所示，前方道路高频信号接收发射器3安装在交通信号控制箱23内，检测范围21的半径一般为100米左右。每条道路出口处安装一个下方道路高频信号接收发射器4。a向道路出口处安装一个下方道路高频信号接收发射器4a、b向道路出口处安装一个下方道路高频信号接收发射器4b等，视交叉路口出口道路的数量增减，分别安装在每条离开交叉路口的道路上方。可安装在现有各个方向的交通信号灯处。道路下方道路高频信号接收发射器4使用全向天线时，检测范围应控制在检测范围22内。下方道路高频信号接收发射器4使用定向天线时，定向天线的发射面朝道路路面，检测范围也控制在检测范围22内。

本方案，前方道路高频信号接收发射器3和下方道路高频信号接收发射器4a、4b、4c和4d等组成道路高频信号接收发射器2。

车辆车载高频信号发射接收器1发出的高频信号F，包含有相关无线局域网的入网信息、车辆方向识别器模块54产生的车辆行驶方向信息和车辆的其他信息。

车辆方向识别器模块54，可以采用地磁方向检测器或全球定位系统等行驶方向与电信号的转换装置。

车辆的其他信息，可以是车辆的种类(如：社会普通车辆、公交车，特种车辆等)、车辆的各种编号和车辆过路口后的行驶方向等与车辆有关信息。

当a向行驶的车辆1a，进入前方道路高频信号接收发射器3的检测范围21之内，前方道路高频信号接收发射器3接收到车辆车载高频信号发射接收器1发出高频信号F，从车载高频信号发射接收器1发出高频信号F中解调出车辆行驶方向信息，获知哪条道路有来车，以及来车过路口后需要行驶方向的信息和来车车辆的其他信息。

当a向行驶的车辆再向前，直行进入到下方道路高频信号接收发射器4a的检测范围22a；或右转弯进入到下方道路高频信号接收发射器4b的检测范围22b；或左转弯进入到下方道路高频信号接收发射器4d的检测范围22d。相应的下方道路高频信号接收发射器4接收到该车辆的车载高频信号发射接收器1发出高频信号F后，就能够获知该车已过路口。其他方向以此类推。

前方道路高频信号接收发射器3检测到某一辆车时，下方道路高频信号接收发射器4没有检测到这辆车，道路高频信号接收发射器2输出有来车信号；某一个下方道路高频信号接收发射器4检测到某辆车后，不论前方道路高频信号接收发射器3是否检测到这一辆车，道路高频信号接收发射器2都输出无这辆车的信号或输出这辆车已过路口的信号。

当a向行驶的车辆再向前，到达离开下方道路高频信号接收发射器4的检测范围22而又在前方道路高频信号接收发射器3的检测范围21内的区域时，道路高频信号接收发射器2输出无这辆车的信号或输出这辆车已过路口的信号应延时一段时间，使车辆的车载高频信号发射接收器1离开前方道路高频信号接收发射器3的检测范围21。

车载高频信号发射接收器1使用的天线53，还可以使用定向天线。

当车载高频信号发射接收器1的天线53使用定向天线，a向行驶的车辆到达离开下方道路高频信号接收发射器4的检测范围22而又在前方道路高频信号接收发射器3的检测范围21内的区域时，车载高频信号发射接收器1的定向天线的背面对前方道路高频信号接收发射器3，接收不到前方道路高频信号接收发射器3的信号，道路高频信号接收发射器2不会输出有车信号。

道路高频信号接收发射器2的输出信号，提供给道路交通信号控制机或后级信息处理机，作为道路交通信号控制机或后级信息处理机的控制依据。

本方案使用上述方法检测道路中是否有来车、来车是否已通过路口以及来车的种类等。

本发明还可以通过以下技术方案2实现：

车辆检测装置，检测道路上行驶的车辆，由使用无线局域网技术建立通信连接的车载高频信号发射接收器1和道路高频信号接收发射器2组成；车载高频信号发射接收器1使用天线53与道路高频信号接收发射器2建立无线通讯连接，使用方向识别器模块54确定车辆的行驶方向；路高频信号接收发射器2由使用定向天线的前方道路高频信号接收发射器3和使用全向天线的下方道路高频信号接收发射器4组成。

车载高频信号发射接收器1使用的天线53，还可以使用定向天线。

车载高频信号发射接收器1安装在车辆的前部。

如图3所示，道路高频信号接收发射器2安装在现有的交通信号灯处，视交叉路口进出口道路的数量增减，每个路口安装一个。前方道路高频信号接收发射器3检测范围31；下方道路高频信号接收发射器4的检测范围应控制在32内。

本方案，道路高频信号接收发射器2a由前方道路高频信号接收发射器3a和下方道路高频信号接收发射器4a组成。b向、c向和d向等也相同。

车辆车载高频信号发射接收器1发出的高频信号F，包含有无线局域网入网相关的信息、车辆方向识别器模块54产生的车辆正在行驶方向信息和车辆的其他信息。

车辆方向识别器模块54，可以采用地磁方向检测器或全球定位系统等，行驶方向与电信号的转换装置。

车辆的其他信息，可以是车辆的种类(如：社会普通车辆、公交车、特种车辆)、车辆的各种编号和车辆过路口后的行驶方向等与车辆有关信息。

当a向行驶的车辆1a，进入前方道路高频信号接收发射器3a的检测范围31a内，由于前方道路高频信号接收发射器3a定向天线的发射角的限制，仅前方道路高频信号接收发射器3a能够接收到车辆车载高频信号发射接收器1a发出高频信号F，其他方向的前方道路高频信号接收发射器3b、3c和3d不能接收到车辆车载高频信号发射接收器1a发出高频信号F。前方道路高频信号接收发射器3a检测到是a向行驶的车辆1a。同时从车载高频信号发射接收器1a发出高频信号F中获知来车需要行驶方向的信息和来车车辆的其他信息。来车车辆的其他信息中的车辆种类可识别来车是社会普通车辆还是特种车辆，车辆编号可区分不同的车辆。

当a向行驶的车辆再向前，直行进入到下方道路高频信号接收发射器4a的检测范围32a；或右转弯进入到下方道路高频信号接收发射器4b的检测范围32b；或左转弯进入到下方道路高频信号接收发射器4d的检测范围32d。相应的下方道路高频信号接收发射器4接收到该车辆的车载高频信号发射接收器1发出高频信号F后，道路高频信号接收发射器2就能够获知该车已过路口。其他方向以此类推。

前方道路高频信号接收发射器3检测到某一辆车时，下方道路高频信号接收发射器4没有检测到这辆车，道路高频信号接收发射器2输出有来车信号；某一个下方道路高频信号接收发射器4检测到某辆车后，不论前方道路高频信号接收发射器3是否检测到这一辆车，道路高频信号接收发射器2都输出无这辆车的信号或输出这辆车已过路口的信号。

如离开路口道路方向的前方道路高频信号接收发射器3的检测范围31大于下方道路高频信号接收发射器4的检测范围32，a向行驶的车辆再向前，离开下方道路高频信号接收发射器4a的检测范围32a而又在前方道路高频信号接收发射器3a的检测范围31a内的区域时，道路高频信号接收发射器2a输出的无这辆车信号或输出的这辆车已过路口信号应延时一段时间，至车辆的车载高频信号发射接收器1a离开前方道路高频信号接收发射器3a的检测范围31a。

车载高频信号发射接收器1使用的天线53，还可以使用定向天线。当车载高频信号发射接收器1的天线53使用定向天线，a向行驶的车辆到达离开下方道路高频信号接收发射器4a的检测范围32a而又在前方道路高频信号接收发射器3a的检测范围31a内的区域时，车载高频信号发射接收器1a的定向天线的背面面对前方道路高频信号接收发射器3a，因此接收不到前方道路高频信号接收发射器3a的信号，道路高频信号接收发射器2a不会输出有车信号。

道路高频信号接收发射器2的输出信号，提供给道路交通信号控制机或后级信息处理机，作为道路交通信号控制机或后级信息处理机的控制依据。

本方案使用上述方法检测道路上是否有来车、来车是否已通过，来车的种类等。

本发明还可以通过以下技术方案3实现：

车辆检测装置，检测道路上行驶的车辆，由使用无线局域网技术建立通信连接的车载高频信号发射接收器1和道路高频信号接收发射器2组成。车载高频信号发射接收器1使用定向天线61与道路高频信号接收发射器2建立无线通讯连接；道路高频信号接收发射器2由使用定向天线的前方道路高频信号接收发射器3.和使用全向天线或定向天线的下方道路高频信号接收发射器4组成。

车载高频信号发射接收器1还可以使用的定向天线61和方向识别器模块54确定车辆的行驶方向。

车载高频信号发射接收器1安装在车辆的前部，定向天线61向前方和上方发射高频信号F。

如图3所示，道路高频信号接收发射器2安装在现有的交通信号灯处，视交叉路口进出口道路的数量增减，每个路口安装一个。前方道路高频信号接收发射器3信号覆盖检测范围31；下方道路高频信号接收发射器4a通过控制发射功率，使信号覆盖控制在检测范围32内。下方道路高频信号接收发射器4a也可以使用定向天线，达到信号覆盖控制在检测范围32内的目的。

本方案，前方道路高频信号接收发射器3a和下方道路高频信号接收发射器4a组成道路高频信号接收发射器2a。b向、c向和d向等也相同。

车辆车载高频信号发射接收器1发出的高频信号，包含有相关的入网信息和车辆的其他信息。

车辆的其他信息，可以是车辆的种类(如：社会普通车辆、公交车、特种车辆)、车辆的各种编号和车辆过路口后的行驶方向等信息。

当a向行驶的车辆1a，进入前方道路高频信号接收发射器3a的检测范围31a内，由于前方道路高频信号接收发射器3a定向天线的发射角的限制，仅前方道路高频信号接收发射器3a能够接收到车辆车载高频信号发射接收器1a发出高频信号F，其他方向的前方道路高频信号接收发射器3b、3c和3d不能接收到车辆车载高频信号发射接收器1a发出高频信号F。前方道路高频信号接收发射器3a检测到是a向行驶的车辆1a。同时从车载高频信号发射接收器1a发出高频信号F中获知来车需要行驶方向的信息和来车车辆的其他信息。来车车辆的其他信息中的车辆种类可识别来车是社会普通车辆还是特种车辆，车辆编号可区分不同的车辆。

当a向行驶的车辆再向前，直行进入到下方道路高频信号接收发射器4a的检测范围32a；或右转弯进入到下方道路高频信号接收发射器4b的检测范围32b；或左转弯进入到下方道路高频信号接收发射器4d的检测范围32d。相应的下方道路高频信号接收发射器4接收到该车辆的车载高频信号发射接收器1发出高频信号F后，就能够获知该车已过路口。其他方向以此类推。

前方道路高频信号接收发射器3检测到某一辆车时，下方道路高频信号接收发射器4没有检测到这辆车，道路高频信号接收发射器2输出有来车信号；某一个下方道路高频信号接收发射器4检测到某辆车后，不论前方道路高频信号接收发射器3是否检测到这一辆车，道路高频信号接收发射器2都输出无这辆车的信号或输出这辆车已过路口的信号。

车载高频信号发射接收器1还可以使用的定向天线61和方向识别器模块54确定车辆的行驶方向。

当车载高频信号发射接收器1使用定向天线61和方向识别器模块54，a向行驶的车辆到达与其他方向的前方道路高频信号接收发射器3检测范围31的重叠范围内时，由于a向车载高频信号发射接收器1的高频信号F内，有方向识别器模块54产生的a向车辆行驶方向信号。a向前方道路高频信号接收发射器3设制为仅接收具有a向车辆行驶方向信号的车载高频信号发射接收器1的高频信号F，保证了车载高频信号发射接收器1仅与同向的道路高频信号接收发射器2进行连接。因而在降低对定向天线61发射角和前后比的要求，又保证不接收其他方向的前方道路高频信号接收发射器3的信号。

道路高频信号接收发射器2的输出信号，提供给道路交通信号控制机或后级信息处理机，作为道路交通信号控制机或后级信息处理机的控制依据。

本方案使用上述方法检测道路上是否有来车、来车是否已通过，来车的种类等。

为了检测路中行驶车辆的车速和堵车，本发明通过以下技术方案实现：

车辆检测装置，检测道路中行驶车辆的车速和堵车，由使用无线局域网技术建立通信连接的车载高频信号发射接收器1和道路高频信号接收发射器2组成，其特征在于道路高频信号接收发射器2由使用全向天线或定向天线的下方道路高频信号接收发射器4组成。

下方道路高频信号接收发射器4使用全向天线时，应通过控制天线的发射功率将信号覆盖控制在32范围内。下方道路高频信号接收发射器4使用定向天线时，定向天线的发射面朝路面，通过控制天线的发射角将信号覆盖也控制在32范围内。下方道路高频信号接收发射器4检测范围在道路区域32内。

下方道路高频信号接收发射器4的道路检测区域32的长度，相对控制在一个固定的范围内。测量车辆的车载高频信号发射接收器1通过下方道路高频信号接收发射器4检测区域32的时间，可以获得车辆的行驶速度。选定一个最低行驶速度，当车辆的行驶速度小于最低行驶速度时，判断为道路堵车。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本检测车辆系统安装方便，检测范围大，运用范围广，对天线的要求低。

附图说明

图1 检测道路上行驶车辆的车辆检测器系统方框图；

图2 前方道路高频信号接收发射器3使用全向天线的检测区域平面图；

图3 前方道路高频信号接收发射器3使用定向天线的检测区域平面图；

图4 前方道路高频信号接收发射器3使用定向天线的a向道路检测区域侧面图；

图5 使用全向天线的车载高频信号发射接收器方框图；

图6.1 使用定向天线的车载高频信号发射接收器方框图；

图6.2 使用定向天线和方向识别器模块的车载高频信号发射接收器方框图；

图7 检测道路上行驶车辆的车辆检测器系统实施例方框图；

图8 车载高频信号发射接收器实施例方框图；

图9 使用全向天线的道路高频信号接收发射器实施例方框图；

图10 使用全向天线的车辆检测器的安装位置和检测区域实施例的平面图；

图11 使用定向天线的道路高频信号接收发射器实施例方框图；

图12 使用定向天线的车辆检测器的安装位置和检测区域实施例的平面图；

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

一种车辆检测器实施例如图7所示，由使用ZigBee通信协议互相通信的车载高频信号接收发射器71和道路高频信号接收发射器72组成。道路高频信号接收发射器72，由前方道路高频信号接收发射器73、下方道路高频信号接收发射器74组成。

ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，ZigBee通信协议的载波频率为具有直线传播特性的2.4GHz超高频无线电波，电波的散射性较小，能有效地配合定向天线将波束控制在要求的范围内，从而有效地克服不同方向、不同车道之间高频信号的相互干扰。ZigBee通信协议的高频无线电波信道有16个，当ZigBee网络受到外界干扰，无法正常工作时，整个网络能动态的切换到另一个高频无线电波信道上稳定的工作，增加检测系统的抗干扰性。ZigBee通信协议的一个主节点最多可管理254个子节点，完全能满足车辆检测器的使用要求。

车辆检测器在同一个路口，以每一个方向为一个ZigBee独立无线局域网。每个方向的独立无线局域网，以道路高频信号接收发射器72的前方道路高频信号接收发射器73为中心机，每辆车的车载高频信号发射接收器71为终端机，采用ZigBee无线局域网技术组成一个独立的通信网络组，使同一方向内每辆车的车载高频信号发射接收器71都独立和稳定地与道路高频信号接收发射器72的前方道路高频信号接收发射器73建立双向通信联系。下方道路高频信号接收发射器74为无线局域网中心机的监控辅助机。

ZigBee通信模块，采用上海顺舟网络科技有限公司生产的SZ02系列ZigBee无线数据通信模块。ZigBee无线局域网的技术参数选择如下：

网络编号：用作车载高频信号发射接收器71的进网密码。

网络拓扑结构：以每个方向以前方道路高频信号接收发射器73为中心机，每辆车的车载高频信号发射接收器71为终端机的一主多从结构。

节点类型：以道路高频信号接收发射器72的前方道路高频信号接收发射器73为网络的中心节点，车载高频信号接收发射器71为网络的终端节点。

节点地址：同一路口同一个方向的网络节点地址相同，同一路口不同方向的网络节点地址不相同。节点地址保存在道路高频信号接收发射器72的前方道路高频信号接收发射器73中。下方道路高频信号接收发射器74的节点地址，与同方向前方道路高频信号接收发射器73一致。车载高频信号接收发射器71的节点地址编号，从前方道路来车高频信号接收发射器73获得。

无线频点：同一路口不同方向的网络，自动选用无干扰信道频点工作。

数据发射模式：中心节点------广播模式工作。由前方道路高频信号接收发射器73以广播模式向进网的车载高频信号接收发射器71发送节点地址、道路信息和交通信号灯信息；

            终端节点------主从模式工作。由进网的车载高频信号接收发射器71以主从模式向前方道路高频信号接收发射器73发送车辆信息。

发射功率：发射距离80米和30米分2档可调，以适合不同距离的检测需要。

车载高频信号发射接收器71使用全向天线或定向天线和地磁场方向感应器，方框结构方框图见图8。车载高频信号发射接收器71，由分别与车载ZigBee无线数据通信模块83连接的，车辆转弯方向灯信号81、显示模块82、车辆属性储存模块84、地磁场方向感应器85和天线86组成。天线86可以是普通的全向天线，也可以是定向天线。当天线86采用定向天线时，地磁场方向感应器85可以不用；当天线86采用全向天线时，地磁场方向感应器85必须使用。

车辆转弯方向灯信号81将车辆转弯方向灯的信号输送给车载ZigBee无线数据通信模块83；车辆属性储存模块84将模块中车辆属性(如：车辆的类别、车牌号等)的信号输送给车载ZigBee无线数据通信模块83；地磁场方向感应器85将模块中车辆行驶方向的信号输送给车载ZigBee无线数据通信模块83；车载ZigBee无线数据通信模块83将车辆的方向灯信号、车辆属性信号、车辆行驶方向的信号等调制到ZigBee高频信号F内，通过天线86向外发射。

车载ZigBee无线数据通信模块83还通过天线86接收道路高频信号接收发射器72的高频信号F，并向显示模块82输出道路高频信号接收发射器72发来的显示信息。

车载高频信号接收发射器71，未过路口时接收前方道路来车高频信号接收发射器73的高频信号F。过路口后收接下方道路高频信号接收发射器74的高频信号F。

前方道路高频信号接收发射器73使用全向天线的道路高频信号接收发射器72的三叉路口布置实例平面图见图10。

前方道路高频信号接收发射器73，由顺序连接的全向天线91、前方道路ZigBee无线数据通信模块92和车辆属性、行驶方向及数量鉴别储存器93，以及一个输入端与车辆属性、行驶方向及数量鉴别储存器93输出端连接的RS485输入输出接口电路98组成。前方道路ZigBee无线数据通信模块92的另一个输入端与RS485输入输出接口电路98的并行输出端连接，得到从交通信号控制器输入的交通信号灯亮灯信息和道路信息。车辆属性、行驶方向及数量鉴别储存器93的一个输入端与车辆属性、停车时间储存器及堵车鉴别器96的一个输出端连接，以判断车辆是否过路口。

下方道路高频信号接收发射器74，由顺序连接的定向天线或全向天线94、下方道路ZigBee无线数据通信模块95和车辆属性、停车时间储存器及堵车鉴别器96，以及另一个输入端与车辆属性、停车时间储存器及堵车鉴别器96输出端连接的RS485输入输出接口电路98组成。

车辆检测器的输出信号，由RS485输入输出接口电路98的串行输出端输出给交通信号灯控制器。

车载高频信号发射接收器71和前方道路来车高频信号接收发射器73，各自使用天线86和天线91互相发射或接收高频无线电波。

每个道路过交叉路口(通常在现有交通信号灯控制机103处)，安装一个前方道路高频信号接收发射器73。前方道路高频信号接收发射器73的探测区域101，探测进入交叉路口道路中车载高频信号接收发射器71的高频信号F。在离开交叉路口的每条道路进口处上方，安装道路下方道路高频信号接收发射器74，探测下方道路区域102内的车载高频信号接收发射器71的高频信号F。当道路下方道路高频信号接收发射器74的天线94使用定向天线时，其接收面朝下，

设：西向东为a方向；北向南为b方向；东向西为方c向；南向北为d方向。

a向车道没有离开交叉路口的道路，无需安装下方道路高频信号接收发射器74a。

c方向在离开交叉路口的道路出口处的上方安装下方道路高频信号接收发射器74c，探测c向车道上区域102c车辆及是否堵车。

b方向车道上和d方向车道，在现有交通信号灯处各自安装一个道路高频信号接收发射器72b和72d，分别探测b向车道上区域102b和d方向车道区域102d的车辆及堵车情况。

本实施方式以道路形式全面的三叉路口为例，给出前方道路高频信号接收发射器73和下方道路高频信号接收发射器74的设置方法。其他类型路口都可以参照，在需要探测道路的区域中心，安装一个前方道路高频信号接收发射器73，探测道路的区域内的来车。每条离开交叉路口的道路，安装一个下方道路高频信号接收发射器74原则实施。

车载高频信号发射接收器71进入前方道路高频信号接收发射器73的检测区域101，车载高频信号发射接收器71获得前方道路高频信号接收发射器73网络节点地址。并且车载高频信号发射接收器71以此节点地址，作为自己ZigBee无线IO通信模块83的节点地址，加入以前方道路高频信号接收发射器73为中心节点的网络组。车载高频信号发射接收器71与前方道路高频信号接收发射器73建立连接。前方道路高频信号接收发射器73根据车载高频信号发射接收器71的信号获得某条道路有来车及来车的类型、来车过路口后需要行驶的方向。

车辆驶入区域102，车载高频信号发射接收器71与下方道路高频信号接收发射器74产生连接。下方道路高频信号接收发射器74检测到的这辆已过路口。

车辆驶离区域102，车载高频信号发射接收器71使用全向天线时，道路高频信号接收发射器2输出无这辆车的信号或输出这辆车已过路口的信号应延时一段时间，使车辆的车载高频信号发射接收器71离开前方道路高频信号接收发射器73的检测范围101；车载高频信号发射接收器71使用定向天线时，当车辆驶离区域102车载高频信号发射接收器71的定向天线的背面对前方道路高频信号接收发射器3，接收不到前方道路高频信号接收发射器73的信号，道路高频信号接收发射器72不会输出有车信号。

前方道路高频信号接收发射器73使用定向天线的道路高频信号接收发射器72的三叉路口布置实例，平面图见图12。

前方道路高频信号接收发射器73，由顺序连接的前方道路定向天线111、前方道路ZigBee无线数据通信模块112和车辆属性、行驶方向及数量鉴别储存器113，以及一个输入端与车辆属性、行驶方向及数量鉴别储存器113输出端连接的RS485输入输出接口电路118组成。前方道路ZigBee无线数据通信模块112的另一个输入端与RS485输入输出接口电路118的并行输出端连接，得到从交通信号控制器输入的交通信号灯亮灯信息和道路信息。车辆属性、行驶方向及数量鉴别储存器113的一个输入端与车辆属性、停车时间储存器及堵车鉴别器116的一个输出端连接，以判断车辆是否过路口。

下方道路高频信号接收发射器74，由顺序连接的定向天线114、下方道路ZigBee无线数据通信模块115和车辆属性、停车时间储存器及堵车鉴别器116，以及另一个输入端与车辆属性、停车时间储存器及堵车鉴别器116输出端连接的RS485输入输出接口电路118组成。

车辆检测器的输出信号，由RS485输入输出接口电路118的串行输出端输出给交通信号灯控制器。

车载高频信号发射接收器71和前方道路来车高频信号接收发射器73，各自使用定向天线86和定向天线111互相发射或接收高频无线电波。

每条道路过交叉路口的前上方处(通常在现有交通信号灯处)，安装一个前方道路来车高频信号接收发射器73。前方道路来车高频信号接收发射器73的定向天线111的中心轴线，对准相应路口来车探测区域最远处的中点，探测进入交叉路口道路中车载高频信号接收发射器71的高频信号F。当车辆在探测区域的最远处时，车载高频信号发射接收器71的定向天线86的波束轴线对准前方道路高频信号接收发射器的定向天线111。在离开交叉路口的每条道路进口处上方，安装道路下方道路高频信号接收发射器74(如天线114为定向天线其接收面朝下)，接收下方道路的车载高频信号接收发射器71的高频信号F。

设：西向东为a方向；北向南为b方向；东向西为方c向；南向北为d方向。

在a方向车道过路口的前上方处(现有交通信号灯处)，安装一个前方道路来车高频信号接收发射器73a，探测a向车道上车辆的类型和行驶方向。a向车道没有离开交叉路口的道路，无需安装下方道路高频信号接收发射器74a。

c方向车道没有进入交叉路口道路，无需安装前方道路高频信号接收发射器73c，只需在离开交叉路口的道路出口处的上方安装下方道路高频信号接收发射器74c，探测c向车道上车辆和车辆的速度及是否堵车。

b方向车道上和d方向车道，因为进入交叉路口的道路和离开交叉路口的道路都有，所以在现有交通信号灯处各自安装一个由前方道路高频信号接收发射器73和下方道路高频信号接收发射器74组成的道路高频信号接收发射器72b和72d，分别探测b向车道上和d方向车道的车辆及堵车情况。

本实施方式以道路形式全面的三叉路口为例，给出前方道路高频信号接收发射器73和下方道路高频信号接收发射器74设置方法。其他类型路口都可以参照仅有进入交叉路口的道路，安装一个前方道路高频信号接收发射器73。有离开交叉路口的道路，安装一个下方道路高频信号接收发射器74。进入和离开交叉路口的道路都有的道路口安装一个道路高频信号接收发射器72的原则实施。

车载高频信号发射接收器71进入前方道路高频信号接收发射器73的检测区域121，车载高频信号发射接收器71获得前方道路高频信号接收发射器73网络节点地址。并且车载高频信号发射接收器71以此节点地址，作为自己ZigBee无线IO通信模块83的节点地址，加入以前方道路高频信号接收发射器73为中心节点的网络组。车载高频信号发射接收器71与前方道路高频信号接收发射器73建立连接。前方道路高频信号接收发射器73根据车载高频信号发射接收器71的输出信号获得某条道路有来车及来车的类型、来车过路口后需要行驶的方向。

当车辆直行时，车载高频信号发射接收器71保持已获得的节点地址，从而在车载高频信号发射接收器71通过本方向的前方道路来车高频信号接收发射器73的检测区域与其他方向的前方道路来车高频信号接收发射器73的检测区域的重叠检测区域时，因有定向天线86的作用，车载高频信号发射接收器71仅与本方向的前方道路高频信号接收发射器73保持连接。车辆继续直行时，车载高频信号发射接收器71进入下方道路高频信号接收发射器74的检测区域。由于下方道路高频信号接收发射器74与同向前方道路高频信号接收发射器73有相同的网络连接特性，所以车载高频信号发射接收器71与下方道路高频信号接收发射器74能建立连接。其他方向的下方道路高频信号接收发射器74由于网络连接特性不同，不能与车载高频信号发射接收器71建立连接。

当车辆继续行驶转弯时，与其他方向相应的下方道路高频信号接收发射器74建立连接。

当车辆的车载高频信号发射接收器71使用地磁场方向感应器时，可以更好地消除逆向前方道路高频信号接收发射器73的干扰。如d向行驶车辆的车载高频信号发射接收器71d，行驶过下方道路高频信号接收发射器74d的检测区域122d后，与前方道路高频信号接收发射器73d和下方道路高频信号接收发射器74d的连接断开后，可能会与逆向前方道路高频信号接收发射器73b产生错误的连接。车载高频信号发射接收器71d使用地磁场方向感应器，车载高频信号发射接收器71d的高频信号F中的方向信息，可以有效区别不同方向行驶的车辆，从而防止这种错误连接的发生。

本实施例中的下方道路高频信号接收发射器74，同时用于探测下方道路道路车辆的速度和堵车的探测器。

通过本实施例可以制造一个稳定、可靠的，使用ZigBee网络技术建立连接的，对天线要求较低的车辆检测装置。车辆检测装置也可以采用其他无线网络技术，建立车载高频信号发射接收器71与道路高频信号接收发射器72的信号连接。

Claims (6)

1.车辆检测装置，检测道路上行驶的车辆，由使用无线局域网技术建立通信连接的车载高频信号发射接收器(1)和道路高频信号接收发射器(2)组成，其特征在于车载高频信号发射接收器(1)使用天线(53)与前方道路高频信号接收发射器(3)和下方道路高频信号接收发射器(4)建立无线通讯连接，使用方向识别器模块(54)确定车辆的行驶方向；道路高频信号接收发射器(2)由使用全向天线的前方道路高频信号接收发射器(3)和使用全向天线或定向天线的下方道路高频信号接收发射器(4)组成。

2.车辆检测装置，检测道路上行驶的车辆，由使用无线局域网技术建立通信连接的车载高频信号发射接收器(1)和道路高频信号接收发射器(2)组成，其特征在于车载高频信号发射接收器(1)使用天线(53)与道路高频信号接收发射器(2)建立无线通讯连接，使用方向识别器模块(54)确定车辆的行驶方向；道路高频信号接收发射器(2)由使用定向天线的前方道路高频信号接收发射器(3)和使用全向天线的下方道路高频信号接收发射器(4)组成。

3.根据权利要求1和2所述车辆检测装置，其特征在于车载高频信号发射接收器(1)使用的天线(53)为定向天线。

4.车辆检测装置，检测道路上行驶的车辆，由使用无线局域网技术建立通信连接的车载高频信号发射接收器(1)和道路高频信号接收发射器(2)组成，其特征在于车载高频信号发射接收器(1)使用定向天线(61)与道路高频信号接收发射器(2)建立无线通讯连接；道路高频信号接收发射器(2)由使用定向天线的前方道路高频信号接收发射器(3)和使用全向天线或定向天线的下方道路高频信号接收发射器(4)组成。

5.根据权利要求4所述车辆检测装置，其特征在于车载高频信号发射接收器(1)使用定向天线(61)和方向识别器模块(54)确定车辆的行驶方向。

6.车辆检测装置，检测道路中行驶车辆的车速和堵车，由使用无线局域网技术建立通信连接的车载高频信号发射接收器(1)和道路高频信号接收发射器(2)组成，其特征在于道路高频信号接收发射器(2)由使用全向天线或定向天线的下方道路高频信号接收发射器(4)组成。