CN1641709A - 利用超声波检测车辆的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明利用超声波检测车辆的装置包括控制机及分别测量待测物体长度和宽度的第一、第二超声波探头组，该第一、第二超声波探头组分别与控制机电性连接，该控制机控制第一、第二超声波探头组分别向待测物体宽度方向的表面和长度方向的表面发射超声波，控制机根据发射超声波的时间和接收到待测物体返回的超声波的时间差，计算出待测物体的长度和宽度，并根据该计算出的长度和宽度值输出有车或无车信号。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，检测距离迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，而且不受电场、金属、雷电、天气等因素干扰，所以这种车辆检测器准确性提高，从而在实际使用中也很大程度提高了系统的稳定性。
Description
【技术领域】
本发明涉及停车场管理系统中的车辆检测的装置和方法。
【背景技术】
通常在停车场管理系统中的车辆检测是由金属探测器实现，即是将感应线圈埋于地下5-10厘米，通过该感应线圈上电感的变化来检测是否有车，这种方式安装后地面上没有固定设备，在公路上的应用特别能体现其优点。但是该种监测器存在如下缺点：线圈上电感量很容易受环境因素的影响，尤其是在停车场管理系统中这些干扰因素特别多，该干扰因素如强电场、地下有金属(钢筋混凝土)、雷电或阴雨天气等，因此这种感应器在停车场管理系统应用中经常会出现误判，而在停车场管理系统中车辆检测器是重要判断依据，例如自动道闸，如果车辆检测器出现误判，就可能砸伤行人或砸坏车辆，甚至会造成巨大经济损失。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种能抗干扰且检测结果准确的车辆检测装置及方法。
本发明的目的是这样实现的：一种利用超声波检测车辆的装置包括控制机及分别测量待测物体长度和宽度的第一、第二超声波探头组，该第一、第二超声波探头组分别与控制机电性连接，该控制机控制第一、第二超声波探头组分别向待测物体宽度方向的表面，控制机根据发射超声波的时间和接收到待测物体返回的超声波的时间差，计算出待测物体的长度和宽度，根据该计算出的长度和宽度值输出有车或无车信号。
一种利用超声波检测车辆的方法，包括如下步骤：
1)向待测物体发射超声波；
2)根据发射超声波的时间与接收到自待测物体返回的信号的时间之间的差值，测量出待测物体的长度和宽度；
3)比较该测量出的数值与预先设定的车辆的宽度和长度范围，如该测量数据落入设定的范围内，则输出有车信号，如测量数据不落入设定的范围，则输出无车信号。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，检测距离迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，而且不受电场、金属、雷电、天气等因素干扰，所以这种车辆检测器准确性提高，从而在实际使用中也很大程度提高了系统的稳定性，解决了停车场管理系统出故障最多的关键问题。
【附图说明】
图1是本发明超声波车辆检测器的原理图。
图2是本发明超声波车辆检测器的电路图。
【具体实施方式】
请结合参阅图1及图2，本发明超声波车辆检测器包括控制机及与该控制机电性连接的第一、第二超声波探头组，该两组超声波探头分别用来检测车辆的长度和宽度，如检测到物体的长度和宽度符合要求，则输出有车信号；如没有符合长度和宽度要求，则输出无车信号。
请参阅图1，第一超声波探头组包括超声波探头A、B，其为纵向间隔分布，即待测物体前进方向的左右两侧，其间距为S1，用以检测车辆的宽度。第二超声波探头组包括超声波探头A、C，其为横向间隔分布，即待测物体前进的方向，其间距为设定值，用以检测车辆的长度。该第一、第二超声波探头组之间形成感应区，W1表示超声波探头A与感应区内被测物体表面之间的距离，W2表示超声波探头B与感应区内被测物体表面之间的距离，W3表示计算后感应区内的物体的宽度。
当待检测物体到达感应区后，超声波探头A、B分别发射超声波到该物体纵向的两个相对侧面，通过控制机分别计算出超声波探头A、B与该物体侧面之间的距离W1、W2，因为超声波探头A、B之间的距离为设定值S1，所以该物体的宽度W3即是S1减去W1和W2后的值。通过超声波探头A、C分别向待测物体的尾部和头部发送超声波，通过控制机即可得出A、C分别与待测物体尾部和头部之间的距离，同时由于A、C之间的距离为设定值，所以通过计算即可得出待测物体的长度。因为一般汽车的长度为2米左右，而宽度处于1.5到2.5米之间，所以当经检测得出的待测物体的长度和宽度落入上述范围时，即可判断该待测物体为车辆，从而控制机会输出有车信号，如通过LED显示灯转绿表示有车，如得出的值不在该范围之内，则控制机发出无车信号，如通过LED显示灯转红表示无车，另外，当超声波探头A、B、C均检测不到物体时，控制机也输出无车信号。
请参阅图2，本发明利用超声波检测车辆的装置是利用单片机控制超声波的发射和对超声波自发射到接收往返时间的计时的原理。单片机选用89C2051，超声波探头C具有发射头和接收头，采用UCM40的压电陶瓷传感器，它的工作电压是40KHZ的脉冲信号，这由单片机产生，本图中只画了超声波探头C测距电路的接线图，左、右超声波探头A、B测宽度的电路图相同故省去。
在单片机的P0.1端口输出一个40KHZ的脉冲，经三极管Q1放大，驱动发射头UCM40T，发出40KHZ的超声波，且持续200US，接收头UCM40R将超声波调制脉冲变为交变电压信号，经运算放大器LM358A和LM358B两次放大后加至U2，U2是带有锁定环的音频译码器，其内部有压控振荡器。当U2受到UCM40T发出40KHZ的超声波时PIN8输出的电平由高电平变为低电平，作出中断请求信号，送单片机U4。当单片机响应中断后，与发射超声波时之间的时间差乘以超声波的速度就是被测物体的距离。
本发明利用超声波检测车辆的方法包括如下步骤：1)向待测物体发射超声波；2)根据发射超声波的时间与接收到自待测物体返回的信号的时间之间的差值，测量出待测物体的长度和宽度；3)比较该测量出的数值与预先设定的车辆的宽度和长度范围，如该测量数据落入设定的范围内，则输出有车信号，如测量数据不落入设定的范围，则输出无车信号。在测量待测物体的宽度时，通过提供的宽度测量超声波探头组分别发射超声波到待测物体左右两表面，根据该两探头之间的距离和测量的探头与待测物体左右表面之间的距离可计算出待测物体的宽度；通过提供的长度测量超声波探头组分别发射超声波到物体的前后表面，根据该两个探头之间的距离和测量的探头与待测物体前后表面之间的距离，计算出待测物体的宽度。
Claims (7)
1.一种利用超声波检测车辆的装置，其特征在于：包括控制机及分别测量待测物体长度和宽度的第一、第二超声波探头组，该第一、第二超声波探头组分别与控制机电性连接，该控制机控制第一、第二超声波探头组分别向待测物体宽度方向的表面和长度方向的表面发射超声波，控制机根据发射超声波的时间和接收到待测物体返回的超声波的时间差，计算出待测物体的长度和宽度，并根据该计算出的长度和宽度值输出有车或无车信号。
2.如权利要求1所述的利用超声波检测车辆的装置，其特征在于：所述的第一超声波探头组具有两个，其间距为设定值，分别位于待测物体前进方向的左右两侧。
3.如权利要求2所述的利用超声波检测车辆的装置，其特征在于：所述的第二超声波探头组具有两个，其间距为设定值，分别位于待测物体前进方向。
4.如权利要求3所述的利用超声波检测车辆的装置，其特征在于：所述的控制机输出一定频率的脉冲信号，该脉冲信号经过放大电路放大后输出到超声波探头，以使其发射超声波。
5.一种利用超声波检测车辆的方法，其特征在于：包括如下步骤：
a)向待测物体发射超声波；
b)根据发射超声波的时间与接收到自待测物体返回的信号的时间之间的差值，测量出待测物体的长度和宽度；
c)比较该测量出的数值与预先设定的车辆的宽度和长度范围，如该测量数据落入设定的范围内，则输出有车信号，如测量数据不落入设定的范围，则输出无车信号。
6.如权利要求5所述的利用超声波检测车辆的装置，其特征在于：在测量待测物体的宽度时，通过提供的宽度测量超声波探头组分别发射超声波到待测物体左右两表面，根据该两探头之间的距离和测量的探头与待测物体左右表面之间的距离可计算出待测物体的宽度。
7.如权利要求6所述的利用超声波检测车辆的装置，其特征在于：在测量待测物体的长度时，通过提供的长度测量超声波探头组分别发射超声波到物体的前后表面，根据该两个探头之间的距离和测量的探头与待测物体前后表面之间的距离，计算出待测物体的长度。
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|---|---|---|---|---|
| CN103150905A (zh) * | 2013-02-06 | 2013-06-12 | 广州畅通智能交通科技有限公司 | 路侧安装波频检测器检测交通流的方法 |
| CN112325814A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-02-05 | 成都锐科软控科技有限公司 | 超声波对射测厚仪及其测厚方法 |
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2004
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