CN115862336B - 一种基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置,该车辆检测器包括车辆检测器主体外壳和基座;车辆检测器主体外壳的前表面安装有单点激光传感透镜;在车辆检测器主体外壳上,且在单点激光传感透镜的一侧,设置有滑动槽;滑动轴的一端安装在滑动槽中,滑动轴的另一端与清洁杆相连;在车辆检测器主体外壳的上表面安装有太阳能供电模块;在车辆检测器主体外壳内设有控制器单元MCU、通信模块、角度调节架、第一单点激光雷达传感器、第二单点激光雷达传感器、第一舵机和第二舵机;本发明检测装置在工作时可获取道路上车辆的行驶状态,包括所在车道、车速及车长等信息,成本较低,且安装简便,适用于高速公路场景下的大规模的连续监测。
Description
技术领域
本发明属于车路协同的智能交通控制技术领域,具体涉及一种基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置。
背景技术
目前,智能交通系统(ITS)的应用发展迅速,智慧道路作为智能交通系统中的重要部分,承担着道路交通信息采集、传输、处理和发布等功能。但现有的道路交通信息采集技术相对有限,未能满足智能交通系统在高速公路场景下精细化管控的数据需求。因此,探索新型的车辆检测技术,以拓展道路智能感知技术的应用,对促进智能交通系统的完善有着至关重要的作用。
目前,应用较为广泛的车辆检测器有环形线圈车辆检测器、微波车辆检测器和视频车辆检测器。但以上的车辆检测器在检测原理、安装应用和运营维护成本中的缺点和不足,如环形线圈车辆检测器在安装时需切割路面易影响道路的使用寿命、其灵活性低且维护困难;微波车辆检测器在车流分布不均匀、交通流组成复杂时检测精度较低;视频车辆检测器的精度受天气和环境的影响较大,在恶劣环境下检测精度急剧下降且运营维护成本较高。这使得新建道路或高速公路上大规模的连续监测难以实现,在很大程度上制约了道路智能感知技术的推广与应用。因此如何克服现有技术的不足是目前本技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为解决现有检测器安装困难、灵活性底和运营维护成本高等问题,设计适用于新建道路或高速公路大规模连续监测的基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置,并布置于路测护栏上,以实现对车辆的检测。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置,包括车辆检测器主体外壳和基座;车辆检测器主体外壳和基座固定连接;
车辆检测器主体外壳的前表面安装有第一单点激光雷达传感器透镜和第二单点激光雷达传感器透镜;
在车辆检测器主体外壳上,且在第一单点激光雷达传感器透镜的一侧,设置有第一滑动槽;第一滑动轴的一端安装在第一滑动槽中,第一滑动轴的另一端与第一清洁杆相连;第一清洁杆的清洁面与第一单点激光雷达传感器透镜相接触;
在车辆检测器主体外壳上,且在第二单点激光雷达传感器透镜的一侧,设置有第二滑动槽;第二滑动轴的一端安装在第二滑动槽中,第二滑动轴的另一端与第二清洁杆相连;第二清洁杆的清洁面与第二单点激光雷达传感器透镜相接触;
在车辆检测器主体外壳的上表面安装有太阳能供电模块;
在车辆检测器主体外壳内设有控制器单元MCU、通信模块、角度调节架、第一单点激光雷达传感器、第二单点激光雷达传感器、第一舵机和第二舵机;
第一单点激光雷达传感器、第二单点激光雷达传感器通过角度调节架相连;
角度调节架底部与车辆检测器主体外壳内底部相连;
车辆检测器主体外壳上安装有角度校准旋钮;角度校准旋钮与角度调节架相连;
太阳能供电模块分别与第一单点激光雷达传感器、第二单点激光雷达传感器、第一舵机、第二舵机、控制器单元MCU、通信模块相连;
在基座的背面安装有天线;
第一舵机分别与第一滑动轴、第二滑动轴相连;
第二舵机与角度调节架相连;
控制器单元MCU还分别与第一单点激光雷达传感器、第二单点激光雷达传感器、第一舵机、第二舵机、通信模块相连;
通信模块与天线相连。
进一步,优选的是,第一单点激光雷达传感器透镜、第二单点激光雷达传感器透镜,分别设于第一单点激光雷达传感器、第二单点激光雷达传感器的正前方。
进一步,优选的是,第一滑动槽、第二滑动槽,分别设于车辆检测器主体外壳前表面的左右两侧。
进一步,优选的是,车辆检测器主体外壳和基座通过紧固件固定连接。
进一步,优选的是,控制器单元MCU与通信模块通过LORA、ZigBee、蓝牙、4G中的一种或几种进行通信。
进一步,优选的是,第一舵机由控制器单元MCU上GPIO输出PWM1信号进行控制,从而控制第一滑动轴在第一滑动槽中滑动、第二滑动轴在第二滑动槽8中滑动。
进一步,优选的是,第二舵机由控制器单元MCU上GPIO输出PWM2信号进行控制,从而控制角度调节架进行角度调节,以实现第一单点激光雷达传感器、第二单点激光雷达传感器间夹角角度变化。
进一步,优选的是,检测时,同一车辆近装置侧车身先后通过第一单点激光雷达传感器、第二单点激光雷达传感器检测断面所花费的时间分别为,根据检测断面相对距离的变化分别提取出同一车辆的波形,并通过近装置侧车身先后驶入、驶离检测两个检测断面的时刻/>和/>,近装置侧车身与第一、第二单点激光雷达传感器的最小相对距离值分别为/>;/>
车长计算公式如下:
进一步,优选的是,车辆检测前,控制器单元MCU系统初始化完成后第一单点激光雷达传感器、第二单点激光雷达传感器启动,完成一次实时交通流量、平均车速、车长数据采集后,控制器单元MCU判断采集数据是否完成,如果完成,则由控制器单元MCU进行不同断面实时交通流量、平均车速、车长数据处理,并将处理完成的数据传输至控制器单元MCU的DMA中,并通过串口通信的方式将存储在DMA中的实时交通流量、平均车速、车长数据传输至通信模块,控制器单元MCU判断实时交通流量、平均车速、车长数据是否上传完成,如数据上传出现错误数据,则通过控制器单元MCU展开自检操作;完成故障自检后重新读取实时交通流量、平均车速、车长数据,数据上传至通信模块后即完成一次实时交通流量、平均车速、车长数据采集任务;通信模块则采用WIFI短程通信或4G模块的通信方式分别传输给手机接收端和总控中心。
进一步,优选的是,所述的自检操作包括由控制器单元MCU相应PWM1、PWM2输出引脚控制第一舵机、第二舵机完成相应工作,并由控制器单元MCU检测电压、电流、硬件电路板上温度。
本发明车辆检测器成本低、集成度高、通用性强的优点,检测器布置在路侧护栏上,独立检测器间采用无线通讯方式完成由点到线的数据采集。控制器单元MCU主要负责控制程序的运行和处理采集的数据;激光测距模块单元,由两台单点激光雷达传感器组成,负责周期性采集检测断面内物体与装置的相对距离数据,并上传至控制器单元;通信模块单元分为远程通信模块和短程通信模块,可实现与其它车辆检测装置、中心控制系统和信息发布系统建立通信连接。本发明检测装置在工作时可获取道路上车辆的行驶状态,包括所在车道、车速及车长等信息,成本较低且安装简便,适用于高速公路场景下的大规模的连续监测。
本发明与现有技术相比,其有益效果为:
本发明检测装置可布置于路测护栏上,且适用于多种高速公路复杂场景中,激光检测模块内部具有雨雾算法,能有效因天气等外部干扰因素对激光检测模块采集精度造成影响。
本发明检测装置中采用一种运行状态监测程序,可通过实时监测不同模块电压电流变化,并对硬件电路板上温度实时监测,对于超过阈值的异常数据由通信模块发送至总控中心。
本发明检测装置中设计一种自清洁模块,可在控制器单元MCU设置触发信号完成第一舵机对滑动轴的控制,从而对单点激光传感透镜表面进行清洁,降低了检测器维护难度。此外,可以避免单点激光传感透镜表面的异物附着而对采集效果造成影响。
本发明检测装置中设计一种角度调节架,可在控制器单元MCU设置触发信号完成第二舵机对角度调节架上固定的第一单点激光雷达传感器、第二单点激光雷达传感器夹角设置,自动调整采集精确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置车辆检测示意图;
图2为本发明基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置的主视结构示意图;
图3为本发明基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置的俯视结构示意图;
图4为本发明基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置的运行示意图;
图5为本发明检测装置的激光测距传感器夹角示意图;
图6为本发明检测装置的检测断面相对距离波形变化示意图;
图7为本发明检测装置的车辆检测原理说明图;其中,(a)为车辆进入检测断面示意图;(b)为离开检测断面示意图;
图8为本发明检测装置的程序运行流程图;
其中,1、车辆检测器主体外壳;2、角度校准旋钮;3、太阳能供电模块;4、第二单点激光雷达传感器透镜;5、第一单点激光雷达传感器透镜;6、第二清洁杆;7、第二滑动轴;8、第二滑动槽;9、第一清洁杆;10、第一滑动轴;11、第一滑动槽;12、紧固件;13、基座;14、控制器单元MCU;15、通信模块;16、天线;17、第一单点激光雷达传感器;18、第二单点激光雷达传感器;19、第一舵机;20、第二舵机;21、角度调节架。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者,均为可以通过购买获得的常规产品。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
如图1~4所示,一种基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置,包括车辆检测器主体外壳1和基座13;车辆检测器主体外壳1和基座13固定连接;
车辆检测器主体外壳1的前表面安装有第一单点激光雷达传感器透镜5和第二单点激光雷达传感器透镜4;
在车辆检测器主体外壳1上,且在第一单点激光雷达传感器透镜5的一侧,设置有第一滑动槽11;第一滑动轴10的一端安装在第一滑动槽11中,第一滑动轴10的另一端与第一清洁杆9相连;第一清洁杆9的清洁面与第一单点激光雷达传感器透镜5相接触;
在车辆检测器主体外壳1上,且在第二单点激光雷达传感器透镜4的一侧,设置有第二滑动槽8;第二滑动轴7的一端安装在第二滑动槽8中,第二滑动轴7的另一端与第二清洁杆6相连;第二清洁杆6的清洁面与第二单点激光雷达传感器透镜4相接触;
在车辆检测器主体外壳1的上表面安装有太阳能供电模块3;
在车辆检测器主体外壳1内设有控制器单元MCU14、通信模块15、角度调节架21、第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18、第一舵机19和第二舵机20;
第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18通过角度调节架21相连;
角度调节架21底部与车辆检测器主体外壳1内底部相连;
车辆检测器主体外壳1上安装有角度校准旋钮2;角度校准旋钮2与角度调节架21相连;
太阳能供电模块3分别与第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18、第一舵机19、第二舵机20、控制器单元MCU14、通信模块15相连;
在基座13的背面安装有天线16;
第一舵机19分别与第一滑动轴10、第二滑动轴7相连;
第二舵机20与角度调节架21相连;
控制器单元MCU14还分别与第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18、第一舵机19、第二舵机20、通信模块15相连;
通信模块15与天线16相连。
优选方案,第一单点激光雷达传感器透镜5、第二单点激光雷达传感器透镜4,分别设于第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18的正前方。
优选方案,第一滑动槽11、第二滑动槽8,分别设于车辆检测器主体外壳1前表面的左右两侧。
优选方案,车辆检测器主体外壳1和基座13通过紧固件12固定连接。
优选方案,控制器单元MCU14与通信模块15通过LORA、ZigBee、蓝牙、4G中的一种或几种进行通信。
优选方案,第一舵机19由控制器单元MCU14上GPIO输出PWM1信号进行控制,从而控制第一滑动轴10在第一滑动槽11中滑动、第二滑动轴7在第二滑动槽8中滑动。
优选方案,第二舵机20由控制器单元MCU14上GPIO输出PWM2信号进行控制,从而控制角度调节架21进行角度调节,以实现第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18间夹角角度变化。
本发明基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置,主要包括控制器单元MCU14、激光检测模块、通信模块15和智能一体化模块;
激光检测模块包括第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18。
智能一体化模块包括第二滑动轴7、第一滑动轴10、第二滑动槽8、第一滑动槽11、第一舵机19、第二舵机20、角度调节架21。
太阳能供电模块3为第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18、第一舵机19、第二舵机20、控制器单元MCU14、通信模块15供电。
角度校准旋钮2与角度调节架21连接,用于手动校准角度。
优选,通信模块15采用叠板方式固定于控制器单元MCU14上。
通信模块15与天线16连接并完成通信。
本发明采用一种可调节设计,通过控制器单元MCU14输出PWM2波形对第二舵机20进行控制,从而实现对第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18间角度的自动调节。
此外,为了使第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18监测效果最佳,设计一种自清洁模块,通过控制器单元MCU14输出PWM1波形对第一舵机19进行控制,对第一单点激光雷达传感器透镜5表面进行清洁,防止灰尘等异物附着在第一单点激光雷达传感器透镜5表面,对第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18监测结果造成影响。
最后,激光检测模块可完成对实时交通流量、平均车速、车长等数据的处理计算,并将数据打包后由通信模块15上传至接收端。本发明检测装置由控制器单元MCU14对硬件电路各个模块的电压、电流、硬件电路板上温度进行监测,并将异常数据由通信模块15发送至总控中心。
所述检测器太阳能供电模块3具有多路电压输出方式,可完成不同传感器模块功能拓展。
所述检测器程序上路接口位于控制器单元MCU14上,接口端子位于基座13上,接口段子支持RS485、RS232、USART等多种通信方式传输,方便程序烧录及程序编译。
所述检测器太阳能供电模块3位于车辆检测器主体外壳1上方,使太阳能供电模块3充电效率达到最大,并预留市电供电接口端子。
优选方案,检测时,同一车辆近装置侧车身先后通过第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18检测断面所花费的时间分别为,根据检测断面相对距离的变化分别提取出同一车辆的波形,并通过近装置侧车身先后驶入、驶离检测两个检测断面的时刻/>和/>,近装置侧车身与第一、第二单点激光雷达传感器的最小相对距离值分别为/>;
车长计算公式如下:
优选方案,车辆检测前,控制器单元MCU14系统初始化完成后第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18启动,完成一次实时交通流量、平均车速、车长数据采集后,控制器单元MCU14判断采集数据是否完成,如果完成,则由控制器单元MCU14进行不同断面实时交通流量、平均车速、车长数据处理,并将处理完成的数据传输至控制器单元MCU14的DMA中,并通过串口通信的方式将存储在DMA中的实时交通流量、平均车速、车长数据传输至通信模块15,控制器单元MCU14判断实时交通流量、平均车速、车长数据是否上传完成,如数据上传出现错误数据,则通过控制器单元MCU14展开自检操作;完成故障自检后重新读取实时交通流量、平均车速、车长数据,数据上传至通信模块15后即完成一次实时交通流量、平均车速、车长数据采集任务;通信模块15则采用WIFI短程通信或4G模块的通信方式分别传输给手机接收端和总控中心。
优选方案,所述的自检操作包括由控制器单元MCU14相应PWM1、PWM2输出引脚控制第一舵机19、第二舵机20完成相应工作,并由控制器单元MCU14检测电压、电流、硬件电路板上温度。
本发明基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置的使用方法,如图8所示,具体步骤如下:
步骤一:安装时需要确保第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18夹角的角平分线与行车方向垂直,其工作时会形成夹角为的两个检测断面。第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18会周期性的测量并采集断面内物体与检测器的实时交通流量、平均车速、车长数据。
步骤二:当检测断面处存在车辆经过时,由于车体的遮挡,所测得的相对距离将发生改变。因此,可通过检测相对距离的波形变化来判断检测断面内是否存在车辆行驶,并估计其所在车道、车速。
步骤三:设装置的两个激光测距传感器夹角的角平分线垂直于行车方向,且第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18夹角恒为,如图5所示;如图6所示,在无遮挡的情况下,同一车辆近装置侧车身先后通过检测断面1和检测断面2所花费的时间分别为/>,根据检测断面相对距离的变化分别提取出同一车辆的波形,并通过近装置侧车身先后驶入、驶离检测断面1和检测断面2的时刻/>和/>,估算时间差为/>,最小相对距离值分别为/>。/>
根据车辆横向位置。车辆横向位置的情况,可分为车辆保持在车道内和车辆试图换道两种。若车辆横向位置满足下式①,则为车辆保持在车道/>;若车辆横向位置满足下式②,则为车辆试图换道,换道所涉及的车道为车道/>和车道/>:
车长计算公式如下:
如图2-图4所示,第一滑动轴10的一端安装在第一滑动槽11中,第一滑动轴10的另一端与第一清洁杆9相连;第一清洁杆9的清洁面与第一单点激光雷达传感器透镜5相接触;第二滑动轴7的一端安装在第二滑动槽8中,第二滑动轴7的另一端与第二清洁杆6相连;第二清洁杆6的清洁面与第二单点激光雷达传感器透镜4相接触;第一滑动轴10拖动第一清洁杆9在第一滑动槽11中上下移动;第二滑动轴7拖动第二清洁杆6在第二滑动槽8中上下移动;第一舵机19信号引脚与控制器单元MCU14 PWM1输出引脚连接,当第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18采集数据误差较大时,控制器单元MCU14使能PWM1输出引脚。在收到PWM1信号后控制第一滑动轴10、第二滑动轴7共同移动,完成对车辆检测器主体外壳1上第一单点激光雷达传感器透镜5、第二单点激光雷达传感器透镜4表面灰尘等异物的清洁。此外,在控制器单元MCU14中可设置定时器触发中断模式,在计数器完成阶段数据采集(车流量为1000辆)时,即可触发中断信号使能PWM2输出引脚完成第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18夹角角度自校准。
第一舵机19、第二舵机20采用单独供电方式,太阳能供电模块3中采用XL1509降压稳压器芯片将12v太阳能供电模块3输入电压降压至5v输出电压,为第一舵机19、第二舵机20供电。满足第一舵机19、第二舵机20正常工作需求。
角度校准旋钮2与角度调节架21连接,可采用手动校准的方法对第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18夹角的度数完成标定,从而提高第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18对实时交通流量、平均车速、车长等数据的采集精度。
通过调节角度校准旋钮2外,第二舵机20与角度调节架21连接,可采用控制器单元MCU14使能PWM2输出引脚输出PWM2信号的方式完成对第二舵机20控制,从而实现角度调节架21角度进行动态调节。
控制器单元MCU14系统初始化完成后第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18启动,完成一次实时交通流量、平均车速、车长等数据采集后控制器单元MCU14判断采集数据是否完成,如果完成则由控制器单元MCU14进行完成不同断面实时交通流量、平均车速、车长等数据处理,并将处理完成的数据传输至控制器单元MCU14内DMA(直接存储器访问)外设,控制器单元MCU14通过串口通信的方式将存储在DMA直接存储器访问外设中的实时交通流量、平均车速、车长等数据传输至通信模块15,控制器单元MCU14判断实时交通流量、平均车速、车长等数据是否上传完成,如数据上传出现乱码等错误数据,则通过控制器单元MCU14展开自检操作,分别由控制器单元MCU14相应PWM1输出引脚控制第一舵机19、第二舵机20完成相应工作,并检测电压、电流、硬件电路板上温度。完成故障自检后重新读取实时交通流量、平均车速、车长等数据,数据上传至通信模块15后即完成一次实时交通流量、平均车速、车长等数据采集任务。通信模块15则采用WIFI短程通信或4G模块的通信方式分别传输给手机接收端和总控中心,实现高速公路的临时交通调查,方便快捷,且成本较低。
控制器单元MCU14硬件电路集成电压、电流检测模块,可对太阳能供电模块3、第一单点激光雷达传感器17、第二单点激光雷达传感器18电压电流进行实时监测,采用DS18B20传感器,可完成对控制器单元MCU14硬件电路板上不同模块温度的实时监测。并将超出规定阈值的异常数据实时传输至通信模块15,并采用4G模块完成故障数据上传。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置,其特征在于,包括车辆检测器主体外壳(1)和基座(13);车辆检测器主体外壳(1)和基座(13)固定连接;
车辆检测器主体外壳(1)的前表面安装有第一单点激光雷达传感器透镜(5)和第二单点激光雷达传感器透镜(4);
在车辆检测器主体外壳(1)上,且在第一单点激光雷达传感器透镜(5)的一侧,设置有第一滑动槽(11);第一滑动轴(10)的一端安装在第一滑动槽(11)中,第一滑动轴(10)的另一端与第一清洁杆(9)相连;第一清洁杆(9)的清洁面与第一单点激光雷达传感器透镜(5)相接触;
在车辆检测器主体外壳(1)上,且在第二单点激光雷达传感器透镜(4)的一侧,设置有第二滑动槽(8);第二滑动轴(7)的一端安装在第二滑动槽(8)中,第二滑动轴(7)的另一端与第二清洁杆(6)相连;第二清洁杆(6)的清洁面与第二单点激光雷达传感器透镜(4)相接触;
在车辆检测器主体外壳(1)的上表面安装有太阳能供电模块(3);
在车辆检测器主体外壳(1)内设有控制器单元MCU(14)、通信模块(15)、角度调节架(21)、第一单点激光雷达传感器(17)、第二单点激光雷达传感器(18)、第一舵机(19)和第二舵机(20);
第一单点激光雷达传感器(17)、第二单点激光雷达传感器(18)通过角度调节架(21)相连;
角度调节架(21)底部与车辆检测器主体外壳(1)内底部相连;
车辆检测器主体外壳(1)上安装有角度校准旋钮(2);角度校准旋钮(2)与角度调节架(21)相连;
太阳能供电模块(3)分别与第一单点激光雷达传感器(17)、第二单点激光雷达传感器(18)、第一舵机(19)、第二舵机(20)、控制器单元MCU(14)、通信模块(15)相连;
在基座(13)的背面安装有天线(16);
第一舵机(19)分别与第一滑动轴(10)、第二滑动轴(7)相连;
第二舵机(20)与角度调节架(21)相连;
控制器单元MCU(14)还分别与第一单点激光雷达传感器(17)、第二单点激光雷达传感器(18)、第一舵机(19)、第二舵机(20)、通信模块(15)相连;
通信模块(15)与天线(16)相连;检测时,同一车辆近装置侧车身先后通过第一单点激光雷达传感器(17)、第二单点激光雷达传感器(18)检测断面所花费的时间分别为,根据检测断面相对距离的变化分别提取出同一车辆的波形,并通过近装置侧车身先后驶入、驶离检测两个检测断面的时刻/>和/>,近装置侧车身与第一、第二单点激光雷达传感器的最小相对距离值分别为/>;
则,车辆行驶距离为:
时间差估算公式如下:
则车速计算公式如下:
车长计算公式如下:
2.根据权利要求1所述的基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置,其特征在于,第一单点激光雷达传感器透镜(5)、第二单点激光雷达传感器透镜(4),分别设于第一单点激光雷达传感器(17)、第二单点激光雷达传感器(18)的正前方。
3.根据权利要求1所述的基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置,其特征在于,第一滑动槽(11)、第二滑动槽(8),分别设于车辆检测器主体外壳(1)前表面的左右两侧。
4.根据权利要求1所述的基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置,其特征在于,车辆检测器主体外壳(1)和基座(13)通过紧固件(12)固定连接。
5.根据权利要求1所述的基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置,其特征在于,控制器单元MCU(14)与通信模块(15)通过LORA、ZigBee、蓝牙、4G中的一种或几种进行通信。
6.根据权利要求1所述的基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置,其特征在于,第一舵机(19)由控制器单元MCU(14)上GPIO输出PWM1信号进行控制,从而控制第一滑动轴(10)在第一滑动槽(11)中滑动、第二滑动轴(7)在第二滑动槽(8)中滑动。
7.根据权利要求1所述的基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置,其特征在于,第二舵机(20)由控制器单元MCU(14)上GPIO输出PWM2信号进行控制,从而控制角度调节架(21)进行角度调节,以实现第一单点激光雷达传感器(17)、第二单点激光雷达传感器(18)间夹角角度变化。
8.根据权利要求1所述的基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置,其特征在于,车辆检测前,控制器单元MCU(14)系统初始化完成后第一单点激光雷达传感器(17)、第二单点激光雷达传感器(18)启动,完成一次实时交通流量、平均车速、车长数据采集后,控制器单元MCU(14)判断采集数据是否完成,如果完成,则由控制器单元MCU(14)进行不同断面实时交通流量、平均车速、车长数据处理,并将处理完成的数据传输至控制器单元MCU(14)的DMA中,并通过串口通信的方式将存储在DMA中的实时交通流量、平均车速、车长数据传输至通信模块(15),控制器单元MCU(14)判断实时交通流量、平均车速、车长数据是否上传完成,如数据上传出现错误数据,则通过控制器单元MCU(14)展开自检操作;完成故障自检后重新读取实时交通流量、平均车速、车长数据,数据上传至通信模块(15)后即完成一次实时交通流量、平均车速、车长数据采集任务;通信模块(15)则采用WIFI短程通信或4G模块的通信方式分别传输给手机接收端和总控中心。
9.根据权利要求8所述的基于双激光传感器的车辆行驶参数检测装置,其特征在于,所述的自检操作包括由控制器单元MCU(14)相应PWM1、PWM2输出引脚控制第一舵机(19)、第二舵机(20)完成相应工作,并由控制器单元MCU(14)检测电压、电流、硬件电路板上温度。
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