CN210465473U - 一种双工作模式的机动车车速车型检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种双工作模式机动车车速车型检测装置：包括1工作模式两个激光传感器装置；还包括2工作模式超声波传感器+微波传感器装置。1模式两个激光传感器发射出两道一字线光幕，采集机动车分别通过两道光幕时间与两光幕间隔距离计算车速，采集车头车尾分别通过一道光幕时间与车速计算车长+采集车顶高度点阵图形识别车型；2模式微波传感器检测机动车速，超声波传感器采集机动车车顶高度点阵图形与通过时间+车速计算车长识别车型。常用1装置准确度高，当激光受天气能见度影响干扰与超声波采集路面距离比较超过设定误差值时，启动2装置抗恶劣天气干扰的优点；天气正常恢复1模式。两者结合，实现该双模式装置全天候正常工作状态。

Description

一种双工作模式的机动车车速车型检测装置

技术领域

本实用新型装置涉及机动车信息采集领域，特别涉及一种适应天气能见度变化条件下双工作模式的机动车车速车型检测装置。

背景技术

现有的机动车测速装置是通过在一个方向车道上方正中间位置固定安装两个组合的机械扫描激光传感器即多个车道设置一个激光传感器，形成的是两道光点线阵，当机动车车头穿越前一道光幕时，激光(光幕)传感器接收到车头返回的激光信号时间小于地面返回激光信号的时间，即为采集车头穿越前一道光幕起点时间信息；当机动车车尾穿越前一道光幕结束时，激光(光幕)传感器接收到路面返回激光信号的时间，即为采集车尾穿越前一道光幕终点的时间信息，根据两者两个时间差以及两道光幕的间隔距离来计算车速。

这种机动车测速装置由于单方向的所有车道只有一个测速装置，容易造成漏车的情况，另外，在恶劣天气特别是大雾雨雪天气时，激光传感器的准确度低，误差大，而且激光传感器长时间工作的话寿命短。

实用新型内容

为了解决现有的机动车测速装置天气能见度变化条件下影响准确度的问题，本实用新型提供一种适应天气能见度变化条件下高准确度采集机动车信息的双工作模式的机动车速车型检测装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种双工作模式的机动车车速车型检测装置，包括两个激光传感器工作模式装置；还包括超声波传感器+微波传感器工作模式装置。

在上述两个激光传感器工作模式技术方案中，所述激光传感器都包括激光发射模块和激光接收模块，所述激光接收模块用于接收所述激光发射模块发出的激光。

在上述两个激光传感器工作模式技术方案中，所述激光发射模块包括半导体激光器，所述半导体激光器的前端设有激光准直聚焦镜，所述激光准直聚焦镜的前端一字线树脂镜片，所述半导体激光器发射出的激光经过所述激光准直聚焦镜后再经过所述一字线树脂镜片形成扇形的光幕。

在上述两个激光传感器工作模式技术方案的基础上，进一步的，所述激光传感器还包括作为优选的技术方案，两个激光传感器之间的距离为20-30cm。

进一步的，所述微波传感器包括微波信号发射模块，所述微波信号发射模块发射的微波信号经过同轴喇叭天线达到地面后反射回微波信号接收模块。

在上述超声波传感器+微波传感器工作模式技术方案中，所述超声波传感器包括超声波发生模块和超声波接收模块，所述超声波发生模块发射超声波经过路面或者机动车反射后由所述超声波接收模块接收。

进一步的，所述超声波传感器还包括超声波信号处理模块，所述超声波信号处理模块分别于所述超声波发生模块以及超声波接收模块连接。

作为优选的技术方案，每个车道上方都安装有微波传感器对机动车测速装置。

本实用新型相对于现有技术的有益效果是：常用两个激光传感器工作模式装置准确度高，当激光受天气变化能见度低时的干扰影响采集路面距离精度与超声波采集路面距离比较超过设定误差值时，启动超声波传感器+微波传感器工作模式装置发挥其抗恶劣天气干扰的优点，保持正常采集机动车信息；天气正常恢复两个激光传感器工作模式。两者结合，实现该双模式装置全天候保持采集机动车信息正常工作状态。

附图说明

图1是本实用新型的整体框架图；

图2是实用新型的使用状态图；

图3是激光传感器的结构图；

图4是激光发射模块的结构图；

图5是超声波测速装置的结构图；

图6是微波传感器的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1和图2所示，一种双工作模式的机动车车速车型检测装置，包括超声波+微波传感器装置10、双激光传感器装置20；其中双激光传感器装置20工作属于一种工作状态，超声波+微波传感器装置10属于另外一种工作状态。

具体的激光测速装置20包含有两个激光传感器21和22，两个激光传感器21和22相互平行设置，两者之间相距10-30cm，在本实施例中，采用25cm。另外两者所射出的激光都垂直于路面，垂直于路面来采集信息，能够保证不发生遮挡的情况，而且激光垂直发射到路面返回，距离最短，损耗小，能够提高检测的准确度。

由于两个激光传感器的结构相同，故在本实施例中，以其中一个激光传感器举例说明，如图3所示，激光传感器包括激光发射模块210，如图4所示，该激光发射模块210包括半导体激光器2101，半导体激光器2101的前端设有激光准直聚焦镜2102，激光准直聚焦镜2102的前端一字线树脂镜片2103，半导体激光器2101发射出的激光经过激光准直聚焦镜2102后再经过一字线树脂镜片2103形成扇形的光幕。

激光发射模块发射扇形光幕的原理是：利用激光驱动电路驱动激光二极管产生光脉冲，根据所述激光二极管芯片手册，得到此时出射的激光光束具有9°横轴轴向发散角及25°垂轴轴向发散角，该数值决定了该激光光束能量发散，无法对远距离进行探测。

将发散光束经过具有一定焦距的准直聚焦透镜，用于压缩其发散角，使激光光束发散角更小，能量更为集中。激光二极管与激光准直透镜间的距离应严格按照准直透镜的焦距进行安装放置，且激光二极管发光点的中心和该凸透镜的中心应在同一直线上。经过准直聚焦镜后的激光束为一能量集中，出射光斑小而亮的点光束。

将出射的能量集中的点光束再经过一字线镜片，该一字线镜片为平凸非球面柱状扩散透镜，该镜片至少包含两个柱状扩散透镜，且柱状透镜顺次排布，其延伸方向为所述激光二极管的快轴方向(垂轴)。一字线镜片位于准直聚焦透镜的出射面侧，且两镜片的主光轴重合；一字线镜片位于上述步骤中出射光点束的投射范围内。经过一字线镜片后的激光光束被扩展成具有一定扇面面积的一字线激光光幕。

进一步的，该激光传感器21还设置有激光接收模块213，激光接收模213用于接收激光发射模块210发射出的激光，不论是由机动车反射回来的激光还是由路面反射回来的激光都由激光接收模块213接收。

激光发射模块210和激光接收模块213都与激光信号处理模块214连接，激光信号处理模块214用来记录激光发射模块210发射激光的时间T1以及激光接收模块213接收到反射回来激光的时间T2，记录下来的时间T1与时间T2用于后期的数据计算和处理。

利用上述的其中一个激光传感器采集机动车的车头通过该激光传感器的时间，记录该时间；当机动车车头穿越前第一个激光传感器时，当激光传感器接收到车头返回的激光信号时间小于地面返回激光信号时，说明这时候有机动车经过，记录此时的时间T1a，即为采集车头穿越第一个激光传感器起点时间信息；

利用另一个激光传感器采集机动车的车头通过第二个激光传感器的时间，记录此时的时间为T2a；

最后根据时间T1a和时间T2a以及所述两个激光传感器之间的距离计算机动车通过时的车速。具体的以采集机动车车头到达前一个激光传感器时间T1a与后一激光传感器的时间T2a，在本实施例中，两个激光传感器之间相隔25cm，根据公式车速V＝25cm/(T2a-T1a)，计算出机动车的速度。

上述利用激光传感器来测速的模式适用于非恶劣天气，因为激光信号受恶劣天气(雨、雪、雾、)干扰较大，影响甚至无法对道路路面与通过的机动车测距数据进行采样。

为了提高机动车车速车型检测装置的环境适应能力，该装置增加了适用于恶劣天气时使用的超声波传感器+微波传感器工作模式装置。

如图5所示，超声波传感器装置10包括超声波发生模块11和超声波接收模块12，超声波发生模块11发射超声波经过路面或者机动车反射后由超声波接收模块12接收。

超声波传感器10还包括超声波信号处理模块13，超声波信号处理模13块分别于超声波发生模块11以及超声波接收模块12连接。

如图6所示，微波传感器30包括微波信号发射模块31，微波信号发射模块31用来发射微波，微波经过同轴喇叭天线32达到地面后反射回微波信号接收模块33，最后由微波信号处理模块34对微波信号发射模块31发射微波的时间以及微波接模块33接收微波的时间进行比较，如果两者的时间差与微波发射到路面返回的时间相同，则说明该车道没有机动车经过，激光测速装置10进入休眠状态，如果微波发射模块31发射微波的时间与微波接收模块33接收微波的时间只差小于微波发射到路面返回的时间，则说明此时有机动车经过，此时开启激光测速装置10，这样能够有效的减少激光测速装置10的无效工作时间，提高速度检测装置的寿命。

用共同安装在车道上方垂直对路面的超声波传感器与激光传感器，同时分别采集传感器安装位置到路面测距的两组数据进行实时比较，当激光传感器发射与接收返回的信号受恶劣天气干扰较大，测距的数据持续大于超声波传感器测距数据设定比较的误差值时，超声波+微波工作模式启动同时停止激光模式工作；当激光传感器发射与接收返回的信号无恶劣天气干扰，测距数据持续小于超声波传感器测距数据设定比较误差值时，激光模式工作启动同时停止超声波+微波模式工作[此状态下：超声波传感器信号测距只用作与激光传感器信号测距数据进行比对；微波传感器信号只用作采集来车信号控制激光传感器双层光幕模式启动工作。无车时激光传感器双层光幕模式处于休眠状态。

另外，在每个车道上方中间位置都分别独立安装双层光幕激光传感器、微波传感器以及超声波测速装置，故多车道同时有机动车进入检测区域不会产生遮蔽而造成的漏车。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种双工作模式的机动车车速车型检测装置，其特征在于：包括两个激光传感器工作模式装置；还包括超声波传感器加上微波传感器工作模式装置；所述激光传感器都包括激光发射模块和激光接收模块，所述激光接收模块用于接收所述激光发射模块发出的激光；所述两个激光传感器均包括发射模块半导体激光器，所述半导体激光器的前端设有激光准直聚焦镜，所述激光准直聚焦镜的前端一字线树脂镜片，所述半导体激光器发射出的激光经过所述激光准直聚焦镜后再经过所述一字线树脂镜片形成扇形的光幕；两道光幕平行且垂直于道路纵向轴线。

2.根据权利要求1所述的双工作模式的机动车车速车型检测装置，其特征在于：两个激光传感器之间的距离为20-30cm。

3.根据权利要求1所述的双工作模式的机动车车速车型检测装置，其特征在于：所述微波传感器包括微波信号发射模块，所述微波信号发射模块发射的微波信号经过同轴喇叭天线达到地面后反射回微波信号接收模块。

4.根据权利要求1所述的双工作模式的机动车车速车型检测装置，其特征在于：所述超声波传感器包括超声波发生模块和超声波接收模块，所述超声波发生模块发射超声波经过路面或者机动车反射后由所述超声波接收模块接收。

5.根据权利要求4所述的双工作模式的机动车车速车型检测装置，其特征在于：所述超声波测速器还包括超声波信号处理模块，所述超声波信号处理模块分别于所述超声波发生模块以及超声波接收模块连接。

6.根据权利要求1所述的双工作模式的机动车车速车型检测装置，其特征在于：每个车道上方都安装有微波传感器对机动车测速装置。

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