车辆自动分类装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种车辆自动分类装置，由红外分离器、线圈探测器和车道计算机组成，红外分离器发射红外信号，线圈探测器用来感应汽车的底盘特征信号，频率采样器完成采样信号的放大、整形和滤波，对两个频率采样器送过来的频率进行计数，并将计数结果送至单片机，微型计算机处理系统对数据的分析和处理，车道计算机接收线圈探测器发来的车辆特征数据，并对车辆进行自动分类。实用新型专利技术设备简单，安装方便，不影响收费站的外观。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种车辆自动分类装置，属于交通管理
目前，在我国的高速公路收费系统中，收费的形式基本上还是人工识别车型和人工收费，或者是人工识别车型和电脑收费相结合。由于人工识别车型的不确定性和主观性，致使票款流失非常严重。据交通部门有关资料统计，目前公路收费的总额只占应收总额的80％左右，其中有相当一部分流失。给国家和公路经营单位造成极大损失。鉴于此，建立一个完善的收费管理制度，特别是建立一个超高精度的车辆自动分类系统，使其分类准确度达到或超过一个熟练的收费员的准确度，彻底杜绝通过车在数量、类型以及免费车上的作弊行为，对高速公路的发展有十分重要的意义。国内外车辆自动分类检测装置多种多样，基本上是根据车辆本身的参数进行分类。较常用的方法有以下两种1、红外自动分类装置其原理是用红外线扫描车辆的外形轮廓，并根据车辆的外形轮廓特征(譬如车长、车高、车头形状等)来对车辆进行分类。其特点是原理简单、技术成熟，同时存在的缺点是系统较为复杂，环境适应性差，故障率较高，维修不便2、线圈自动分类装置利用金属物体通过感应线圈时，感应线圈的参数会发生变化的原理，当车辆通过埋在地下的感应线圈时，感应线圈的参数会发生变化，由于底盘形状的不同，对感应线圈的影响就不同。因此，通过测量感应线圈参数的变化就可以间接地反应车辆底盘的特征，再进一步根据底盘的特征来判别车辆。其特点是系统简单，隐蔽性好，不需要维护，不足之处是电感线圈易受周围环境的影响(譬如介质、电磁信号等)本技术的目的是设计一种车辆自动分类装置，将先进的光电检测技术、信号相关技术、信息融合技术、智能模糊识别技术集中于一个装置，以改善传统收费系统中的弊端，用计算机替代人工判别车型，杜绝收费中的漏洞，提高高速公路的管理水平和经济效益。本技术设计的车辆自动分类装置，由红外分离器、线圈探测器和车道计算机组成，其中1、红外分离器包括1)用于发射红外信号的发射部分晶体振荡器T3产生高频振荡脉冲CLK，经大规模集成电路U2产生扫描时钟信号CLR和触发脉冲LCLK，送到移位寄存器U4，产生顺序的触发脉冲Q0-Q7，再与CLK经过与门U3，产生调制后的高频脉冲OUT0输入到由发光二级管L1、限流电阻R9和开关三级管T1组成的发射单元，使T1处于导通状态，L1发光；2)用于接收红外信号的接收部分发射部分产生的扫描时钟信号CLR和触发脉冲LCLK，经移位寄存器U8，产生顺序的触发脉冲Q0-Q7，再与接收单元U9接收到的信号R0，经与非门U10和U11产生输出信号OUT0-OUT7，经与非门U7产生接收单元状态信号IN1、IN2、IN3送到控制部分；(3)用于控制发射部分和接收部分同步工作的控制部分大规模集成电路U16接收接收部分发来的状态信号IN1、IN2、IN3，并转换成数据信号D0-D7以及中断信号INT送到单片机U12，单片机将数据通过通讯芯片U14发给车道计算机。2、线圈探测器包括(1)两个感应线圈，用来感应汽车的底盘特征信号，该感应线圈埋于本装置的车辆入口处的地面下；(2)两个频率采样器频率采样器完成采样信号的放大、整形和滤波。两频率采样器工作原理一致。埋于地面下的感应线圈通过耦合电感131与第一个频率采样器上的电容C5组成LC振荡回路，产生的振荡频率F，该频率值取决于线圈电感值L和电容C5的大小，电容C5固定不变，因此，感应线圈电感量L的变化就决定了振荡频率F的变化。该振荡频率F经过三极管T1放大电路放大后，送至运算放大器U17进行比较、滤波，经过整形后转换成方波输出至下一级频率计数器处理；(3)频率计数器频率计数器U9以芯片为核心，该芯片在单片机U20的控制下，可分别完成对上述两个频率采样器送过来的频率F1和F2进行计数，U19工作于计时器模式，计时器将当前对频率F1和F2的计数值保存下来，并将计数结果送至单片机。(4)微型计算机处理系统单片机U20接收频率计数器U19送来的数据，并进行数据的分析和处理，通过通讯芯片U24向车道计算机发送数据。为了防止由于干扰引起的探测器频率发生跳变的情况，本处理系统采用频率跟踪技术。在静态环境下(无车通过车道时)频率计数值得到的计数值C1(感应线圈1基准值)或C2(感应线圈2基准值)由于干扰会发生变化，该基准值若变化太快会造成正常车数据的丢失或产生一些虚假的数据。因此，必须对该基准值进行必要的控制，采用在处理系统内部定时对基准值进行调整，以尽可能地实时地使该基准值跟踪干扰的变化，使当前系统使用的基准值能与线圈目前的振荡频率大致一致，即它们的频率变化差值始终控制在系统的灵敏度(也即基准值可以变化的最大值)之内，从而在最大程度上杜绝干扰对系统性能的影响。也就是控制了线圈的稳定性，保证数据的安全性。3、车道计算机接收红外分离器发来的车辆过来和离开的信号，然后发信号给线圈探测器，控制它开始和结束采集信号。而且，车道计算机接收线圈探测器发来的车辆特征数据，并依靠这些数据对车辆进行自动分类。本技术设计的车辆自动分类装置有以下特点1、设备简单，安装方便，不影响收费站的外观2、使用方便，任何人稍加培训，就可熟练使用3、被动识别，不易受客观环境与人为因素的影响4、系统稳定度高，维护费用低，能适应各种各样的工作环境5、针对国内各种复杂车型，车型分辨率在98.5％以上，车辆计数误差小于10-3附图说明图1本技术设计的车辆自动分类装置的系统框图。图2本装置中所用的红外分离器的系统框图。图3红外分离器的发射部分的电路图。图4红外分离器的接收部分的电路图。图5红外分离器的控制部分的电路图。图6本装置中所用的线圈探测器的系统框图的电路图。图7频率采样器一的电路图。图8频率采样器二的电路图。图9频率计数器的电路图。图10微型计算机处理系统。图11本装置的安装实施示意图。图11中，1是收费站安全岛，2是收费亭，3是红外分离器，4是感应线圈，5是电动栏杆，6是车道计算机。以下结合附图详细介绍技术车辆自动分类装置的内容图1所示为本技术车辆自动分类装置的系统框图，其中红外分离器用于判别车辆的到来和离去，并将这两个信号都发送给车道计算机。没有车通过时，发射部分的每个发射单元发射信号，接收部分的每个接收单元都能接收到对应的发射单元发来的信号；当有车通过时，由于车阻挡了红外信号，致使有些接收单元接收不到对应的发射单元发射的信号，车驶过后又恢复正常。这样只要控制部分不断地检测是否每个接收单元都接收到发射信号，就能判别是否有车通过。线圈探测器用于探测车辆的特征信号，并将该信号发送给车道计算机。埋于地表的感应线圈，本身有一个固有的电感参数L，当没有车辆通过时，L不变化；当有车辆在线圈上通过时，由于金属物质(车辆底盘)的原因，L将发生变化。在车辆行驶在线圈上的过程中，L将随着汽车底盘形状的变化而变化，即L的变化间接地反映出了车辆底盘的形状特征。对不同种类的车，由于车底盘的形状、大小、高低不同，从而当它们在线圈上经过时，对线圈参数L的影响也不同。因此，L的变化数据，反应出不同种类的车辆。车道计算机通过RS232接口与红外分离器和线圈探测器相连。车道计算机接收红外分离器发来的车辆过来和离开的信号，然后发信号给线圈探测器，控制它开始和结束采集信号。而且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆自动分类装置，其特征在于，该装置由红外分离器、线圈探测器和车道计算机组成，其中：１、红外分离器包括：（１）用于发射红外信号的发射部分：晶体振荡器Ｔ３产生高频振荡脉冲ＣＬＫ，经大规模集成电路Ｕ２产生扫描时钟信号ＣＬＲ和触发 脉冲ＬＣＬＫ，送到移位寄存器Ｕ４，产生顺序的触发脉冲Ｑ０－Ｑ７，再与ＣＬＫ经过与门Ｕ３，产生调制后的高频脉冲ＯＵＴ０输入到由发光二极管Ｌ１、限流电阻Ｒ９和开关三级管Ｔ１组成的发射单元，使Ｔ１处于导通状态，Ｌ１发光；（２）用于接收红外信号 的接收部分：发射部分产生的扫描时钟信号ＣＬＲ和触发脉冲ＬＣＬＫ，经移位寄存器Ｕ８，产生顺序的触发脉冲Ｑ０－Ｑ７，再与接收单元Ｕ９接收到的信号Ｒ０，经与非门Ｕ１０和Ｕ１１产生输出信号ＯＵＴ０－ＯＵＴ７，经与非门Ｕ７产生接收单元状态信号ＩＮ １、ＩＮ２、ＩＮ３送到控制部分；（３）用于控制发射部分和接收部分同步工作的控制部分：大规模集成电路Ｕ１６接收接收部分发来的状态信号ＩＮ１、ＩＮ２、ＩＮ３，并转换成数据信号Ｄ０－Ｄ７以及中断信号ＩＮＴ送到单片机Ｕ１２，单片机将数据通过 通讯芯片Ｕ１４发给车道计算机。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李建华，任健，焦晓奇，
申请(专利权)人：北京易地平方信息技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]