一种基于射频识别的智能车辆路口停车方法技术

本发明专利技术涉及一种基于射频识别的智能车辆路口停车方法，包括信号发生器、射频线圈、电磁传感器、信号处理电路和智能车辆控制器；信号发生器和射频线圈安装在十字路口的路面下方，电磁传感器安装在智能车辆车头的前置支架上，信号处理电路和智能车辆控制器安装在智能车辆底盘上，路口红灯信号使能信号发生器驱动射频线圈产生电磁场，电磁传感器检测到电磁信号后，经信号处理送到控制器处理，从而决定车辆是否停车。与采用红外传感器等传统的停车方法相比，本发明专利技术采用射频识别技术，具有刹车信号辐射距离远、抗干扰能力强、检测精度高等优点，还可以避免对其他车道车辆的影响。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，包括信号发生器、射频线圈、电磁传感器、信号处理电路和智能车辆控制器；信号发生器和射频线圈安装在十字路口的路面下方，电磁传感器安装在智能车辆车头的前置支架上，信号处理电路和智能车辆控制器安装在智能车辆底盘上，路口红灯信号使能信号发生器驱动射频线圈产生电磁场，电磁传感器检测到电磁信号后，经信号处理送到控制器处理，从而决定车辆是否停车。与采用红外传感器等传统的停车方法相比，本专利技术采用射频识别技术，具有刹车信号辐射距离远、抗干扰能力强、检测精度高等优点，还可以避免对其他车道车辆的影响。【专利说明】
本专利技术属于智能交通领域，涉及一种智能车辆路口停车方法，利用一个电磁传感器检测与路口红灯信号同步的射频信号，实现智能车辆在路口的停车。
技术介绍
目前，应用于智能车辆路口停车的常用方法有红外传感技术和磁场感应技术。红外传感技术以红外线作为通信介质，基于红外传感技术的智能车辆路口停车方法，将红外发射装置放置于路侧，红外接收装置安装于智能车辆上。红外发射装置的信号与路口红灯信号同步，红灯亮起时，激活红外发射装置。当智能车辆到达路口时，检测到红外信号，智能车辆停车；等待红灯信号结束后，红外信号消失，启动发车。此方法在实际应用中存在以下问题:(I)阳光中含有红外成分，红外接收装置容易受干扰；(2)由于红外发射装置置于路侧，容易对相邻车道产生影响，造成误停车；(3)红外发射装置放置于路侧，影响美观。应用磁场感应技术，可以将电磁铁埋设在路面的下方，磁场检测设备安装于智能车辆上。红色信号灯点亮时电磁铁通电产生磁场，当智能车辆到达路口，检测磁场信号，智能车辆停在路口 ；等待红灯信号结束后电磁铁断电，启动发车。该方法虽然避免了红外停车的不足，但是电磁铁产生的磁场信号有效距离短，使车辆无法检测刹车信号，若通过提高电磁铁功率来提高刹车准确率，势必会造成电能浪费。综上所述，以上两种智能车辆路口停车方法，抗干扰能力差、检测距离小，易造成不同车道的误停车以及闯红灯的现象，造成智能车辆的异常。
技术实现思路
针对采用红外传感技术、磁场感应技术的智能车辆路口停车方法存在抗干扰能力差，检测精度低等问题，本专利技术提出，利用射频信号的传输特点提高智能车辆对路口红灯信号的检测精度，提高抗干扰能力。智能车辆停车装置主要由信号发生器、射频线圈、电磁传感器、信号处理电路、智能车辆控制器组成。信号发生器和射频线圈安装在十字路口的路面下方，如图2所示，电磁传感器安装在智能车辆车头的前置支架上，信号处理电路和智能车辆控制器安装在智能车辆底盘上，红灯信号使能信号发生器驱动射频线圈产生电磁场，电磁传感器检测到电磁信号后，经信号处理送到控制器处理，从而决定车辆是否停车。下面给出利用上述停车装置进行路口停车的原理。当路口的红灯亮时，红灯信号作为使能信号触发信号发生器产生正弦交变电流，当射频线圈中通有正弦交变电流时，在射频线圈周围产生交变的磁场，从而以射频线圈为中心向外辐射与信号发生器同频的射频信号。当智能车辆行驶至路口附近时，电磁传感器感应射频信号在其内部产生微小交变电流，经整流、放大后产生模拟电压信号，再经AD模数转换装置将模拟信号变换成数字信号后送至智能车辆控制器。电磁传感器感应到的信号强度随着智能车辆与射频线圈中心的距离变化，当电磁传感器位于射频线圈中心时，检测到的信号强度最大；当电磁传感器偏离射频线圈中心时，检测到的信号强度逐渐变小，距离越远，信号越弱。随着智能车辆与路口的不断接近，检测到的信号越来越强，当超过设定的刹车阈值时，控制器输出刹车控制信号。因此，调整刹车阈值可以控制车辆刹车位置。由于智能车辆行进过程中存在惯性，并且要求车辆可以在电磁场足够强的范围内将车停下，所以设定阈值时不能将电磁传感器位于射频线圈中心上方时的感应值作为车辆的刹车阈值，若将此值作为停车阈值，当智能车辆的电磁传感器到达射频线圈的中心时，智能车辆控制器发出停车指令，智能车辆开始刹车动作，由于车辆惯性会使车辆压线或冲出刹车信号电磁场的有效范围，造成刹车失败；阈值也不能选择过小，阈值太小，射频线圈辐射的面积过大，不仅会影响到邻近车道，而且造成车辆未到路口便刹车。因此，选择一个合适的阈值十分重要，选取的阈值需要围绕射频线圈的中心，辐射形成一个圆形区域，当电磁传感器采集的数值大于设定阈值的时候，智能车辆停车，从而实现基于射频识别的智能车辆路口停车。一种射频识别的智能车辆路口停车方法，具体包括以下几个步骤:步骤一，路口信号灯红灯亮起，产生触发信号。步骤二，信号发生器检测到触发信号，信号发生器给射频线圈通交变电流，在射频线圈周围产生交变的射频磁场。步骤三，当智能车辆行驶至路口附近时，电磁传感器感应射频信号在其内部产生微小交变电流，经整流、放大后产生模拟电压信号，再经AD模数转换装置将模拟信号变换成数字信号后送至智能车辆控制器。步骤四，根据输入到智能车辆控制器的信号强度δ判定智能车辆在路口的行为。当信号强度δ小于刹车阈值δ。时，认为智能车辆未检测到红灯信号，智能车辆正常行驶通过路口；当检测到刹车信号值δ大于等于刹车阈值Sci时，认为智能车辆检测到红灯信号，进入路口停车区域，智能车辆刹车，直至路口红灯信号消失智能车辆再次启动。步骤四所述的刹车阈值Sci按照以下方法确定:首先确定射频线圈的辐射范围，然后将电磁传感器放置于射频线圈辐射范围的边缘，沿行进方向移动车辆，根据距离选择适当刹车信号大小作为刹车阈值与现有技术相比，本专利技术具有以下优点:(I)与采用红外传感器等传统的停车方法相比，本专利技术采用射频传识别技术，具有刹车信号辐射距离远、抗干扰能力强、检测精度高等优点，还可以避免对其他车道车辆的影响。(2)根据实际应用，智能车辆可以选择所需要的射频线圈辐射范围，灵活性较高，低功耗。【专利附图】【附图说明】图1为射频线圈不意图；图2为信号发生器与射频线圈在十字路口的布置示意图；图3为5kHz正弦交变信号波形图；图4为本专利技术电磁传感器放置俯视图；图5为本专利技术所涉及的智能车辆路口停车方法流程图。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术作进一步的说明。智能车辆停车装置包括信号发生器、射频线圈、电磁传感器、信号处理电路、智能车辆控制器。其中，射频线圈采用漆包线缠绕而成，漆包线直径为0.5_，如图1所示。射频线圈中通有频率为5kHz、大小为100 ± 20mA的正弦电流，波形如图3所示。射频线圈在十字路口的布置不意图如图2所不。在射频线圈的周围广生5kHz的交变电磁场。电磁传感器是一个IOmH的“工”字形电感线圈，电磁传感器放置在位于智能车辆车头的前置支架的右侧，如图4，电感与IOOnF的电容并联，形成LC谐振回路，谐振频率为5kHz。由于射频线圈的频率也为5kHz，故在电磁传感器的LC回路中产生谐振，使检测到的信号强度最大。电磁传感器采集的信号是正弦信号，且强度比较小，智能车辆控制器无法直接处理，需要通过整流、放大后变换成直流电压信号，再通过AD模数转换成8位数字信号传输给智能车辆控制器进行处理。射频线圈信号与路口红灯信号同步。本专利技术将路口信号机的红灯信号作为信号发生器的使能信号，将信号机红灯信号端连接到继电器的信号输入端，当信号灯红灯亮起时，相应的红灯信号接口输出5V高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于射频识别的智能车辆路口停车方法，包括信号发生器、射频线圈、电磁传感器、信号处理电路和智能车辆控制器；信号发生器和射频线圈安装在十字路口的路面下方，电磁传感器安装在智能车辆车头的前置支架上，信号处理电路和智能车辆控制器安装在智能车辆底盘上，路口红灯信号使能信号发生器驱动射频线圈产生电磁场，电磁传感器检测到电磁信号后，经信号处理送到控制器处理，从而决定车辆是否停车；其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一，路口信号灯红灯亮起，产生触发信号；步骤二，信号发生器检测到触发信号，信号发生器给射频线圈通交变电流，在射频线圈周围产生交变的射频磁场；步骤三，当智能车辆行驶至路口附近时，电磁传感器感应射频信号在其内部产生微小交变电流，经整流、放大后产生模拟电压信号，再经AD模数转换装置将模拟信号变换成数字信号后送至智能车辆控制器；步骤四，根据输入到智能车辆控制器的信号强度δ判定智能车辆在路口的行为；当信号强度δ小于刹车阈值δ0时，认为智能车辆未检测到红灯信号，智能车辆正常行驶通过路口；当检测到刹车信号值δ大于等于刹车阈值δ0时，认为智能车辆检测到红灯信号，进入路口停车区域，智能车辆刹车，直至路口红灯信号消失智能车辆再次启动。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李振龙，王保菊，金雪，荣建，赵晓华，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11