專利名稱：：超聲波固定式交通流量調(diào)查設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種超聲波固定式交通流量調(diào)查設(shè)備，它是利用超聲波檢測原理，通過計算機通用技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)公路(高速公路)、橋梁、隧道及特殊路段的車流量信息采集，真實有效的反映交通流量數(shù)據(jù)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
：超聲波在為人類熟知前，早已經(jīng)在大自然界中存在了很長的一般時間。動物中如蝙蝠、鯨魚、海豚即是以聲納波作為行進間的導(dǎo)向定位，目前，超聲波已廣用于工業(yè)、航海和醫(yī)療等用途。超聲波在交調(diào)行業(yè)的應(yīng)用始于日本。早期的模擬式超聲波交調(diào)儀器既笨重、操作麻煩，而且可識別的車型種類較少；自從出現(xiàn)數(shù)字化超聲波系統(tǒng)后，超聲波在交調(diào)方面的應(yīng)用才算進了一大步，不僅探測質(zhì)量穩(wěn)定，同時增加了探測結(jié)果再處理的可能性，為超聲波成像出現(xiàn)而鋪路。近年來由于計算機工業(yè)的大幅進展，帶動了相關(guān)產(chǎn)品的研究，硬盤容量的擴大、內(nèi)存的擴增、中央處理器的升級，使得數(shù)據(jù)的傳輸及運算加速不少，于是數(shù)字化的超聲波成像式交調(diào)系統(tǒng)成了一個研究的方向。但現(xiàn)有產(chǎn)品的可靠性較差、產(chǎn)品的價格較高。交通流量采集的數(shù)據(jù)包括車型、流量和車速三個基本元素，其中，完成了車型識別就可以直接得到流量數(shù)據(jù)，所以，前臺的檢測設(shè)備實際上是完成兩個檢測車型識別和車速檢測。超聲波檢測交通流量的基本原理檢測路面運動物體高度變化曲線。車型識別原理識別車輛縱向外輪廓線。車速識別原理車輛通過前后探頭的時間差識別車速。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有
背景技術(shù)：
檢測的可靠性較差等不足之處，而提供了一種超聲波固定式交通流量調(diào)查設(shè)備。本實用新型的目的是通過如下措施來達到的超聲波固定式交通流量調(diào)查設(shè)備，其特征在于它包括位于公路上端的間隔一定距離連接的兩個超聲波探頭1，超聲波探頭1固定在公路上端的支架2上，所述超聲波探頭1依次與輸出轉(zhuǎn)換器13、功率放大器3、單向脈沖振蕩器4、脈沖寬帶發(fā)生器5連接，脈沖寬帶發(fā)生器5依次與靈敏增益控制器6、選擇放大器7、輸出放大器8、超聲波檢測器9連接，輸出轉(zhuǎn)換器13與選擇放大器7連接，超聲波檢測器9連接數(shù)據(jù)傳輸終端10，數(shù)據(jù)傳輸終端10通過英特網(wǎng)11傳送至數(shù)據(jù)中心12。本實用新型超聲波固定式交通流量調(diào)查設(shè)備具有如下優(yōu)點超聲波檢測的特點是依賴車輛外形識別，探頭垂直向下安裝，依賴聲波檢測。①、探頭與車輛完全不接觸，使用壽命長，完全不破壞路面，幾乎不需要維護保養(yǎng)。路面進行養(yǎng)護不對設(shè)備造成影響。系統(tǒng)維護成本低廉。②、探頭垂直向下安裝，每個車道均有自己專門的傳感器，而其他非接觸式設(shè)備一般是側(cè)向安裝，一個傳感器檢測多條車道。在車輛密度較大的狀況下，使用超聲波檢測器檢測，車輛間不會發(fā)生相互遮擋，檢測精度高?！?、超聲波檢測是通過連續(xù)檢測車輛高度來識別車輛，讀入識別模塊的是車輛的徑向外型線圖，與人工判別的依據(jù)類似，得出的車型識別結(jié)果最接近人工識別結(jié)果。④、設(shè)備使用調(diào)制超聲波作為檢測介質(zhì)，常見的干擾因素如光照條件、雨雪、大霧、風沙、城市噪音等均不會對識別造成影響，識別結(jié)果準確可信。、該設(shè)備利用先進的全自動化檢測手段取代落后的人工統(tǒng)計車流量數(shù)據(jù)，改變了原有手工統(tǒng)計的繁瑣、緩慢、缺乏準確依據(jù)的狀況，不斷提高工作效率及質(zhì)量。⑥、該設(shè)備綜合運用先進的通訊信息、網(wǎng)絡(luò)、自動控制、交通工程等技術(shù)，改善交通運輸系統(tǒng)的運行情況，提高運輸效率和安全性，減少交通事故，降低環(huán)境污染，從而建立一個智能化的、安全、便捷、舒適、環(huán)保的綜合交通運輸體系。圖1為本實用新型超聲波成像識別車型座標圖。圖2為本實用新型超聲波探頭在車道上的安裝示意圖。圖3為本實用新型檢測及輸出電路方框圖。圖4為本實用新型體系信號傳輸示意圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的實施情況，但它們并不構(gòu)成對本實用新型的限定，僅作舉例而已。同時通過說明本實用新型的優(yōu)點將變得更加清楚和容易理解。參閱附圖可知本實用新型超聲波固定式交通流量調(diào)查設(shè)備，它包括位于公路上端的間隔一定距離連接的兩個超聲波探頭1，超聲波探頭1固定在公路上端的支架2上，所述超聲波探頭1依次與輸出轉(zhuǎn)換器13、功率放大器3、單向脈沖振蕩器4、脈沖寬帶發(fā)生器5連接，脈沖寬帶發(fā)生器5依次與靈敏增益控制器6、選擇放大器7、輸出放大器8、超聲波檢測器9連接，輸出轉(zhuǎn)換器13與選擇放大器7連接，超聲波檢測器9連接數(shù)據(jù)傳輸終端10，數(shù)據(jù)傳輸終端10通過英特網(wǎng)11傳送至數(shù)據(jù)中心12(如圖l、圖2、圖3、圖4所示)。工作時，脈沖寬帶發(fā)生器5產(chǎn)生帶有標志信號的波形通過單向脈沖振蕩器4，單向脈沖振蕩器4通過功率放大器3將波形放大、功率放大器3通過輸出轉(zhuǎn)換器13至超聲波探頭1得到超聲波信號，超聲波信號通過輸出轉(zhuǎn)換器13進行信號轉(zhuǎn)換(將脈沖信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號)，轉(zhuǎn)換后的信號到達選擇放大器7。同時脈沖寬帶發(fā)生器5產(chǎn)生的帶有標志信號的波形通過靈敏增益控制器6后與選擇放大器7內(nèi)的信號進行比較(是否是脈沖寬帶發(fā)生器5產(chǎn)生帶有標志信號的波形反饋的信號，若是則進入輸出放大器，若不是則放棄)，比較后的信號通過輸出放大器8放大，再通過超聲波檢測器9輸出，輸出的信號到達數(shù)據(jù)傳輸終端10，再經(jīng)過英特網(wǎng)11傳送至數(shù)據(jù)中心12，從而完成車流量信息采集工作。使用超聲波成像識別車輛的方法是獲取車輛側(cè)向圖像(如圖1所示)，這個完全省略了細節(jié)，純由高度H和徑向長度L組成的圖像完全能被識別出車型"小客車"。普通超聲波成像(二維)的工作方式，主要可分為兩種第一種為機械式馬達探頭(Mechanicaldevice),由馬達帶動內(nèi)建超聲波探頭，在既定范圍內(nèi)以等速掃描，獲取一系列的二維圖像。第二種為磁場定位影像獲取，利用電磁場為探頭所獲取的每一組數(shù)據(jù)做二維空間定位，再將數(shù)據(jù)及空間信息合并入數(shù)據(jù)處理器做運算合成二維圖像。由于交調(diào)工作的特點，機械式馬達探頭顯然不可取，復(fù)雜而精密的運動部件很難達到室外全天候工作的可靠性要求，而磁場定位式探頭雖然可以滿足可靠性要求，并在部分進口的超聲波交調(diào)設(shè)備上得到運用，但系統(tǒng)復(fù)雜，價格昂貴。本實用新型超聲波固定式交通流量調(diào)査設(shè)備采用了固定式探頭，探頭垂直安裝在路面上方，向路面發(fā)射脈沖超聲波，并接收反射回的超聲波，通過測定聲波發(fā)射和接收的時間差t，可以計算出路面相對高度h0。hO二V聲速Xt/2當車輛通過該檢測器下方時，路面的相對高度變化為hl，這樣便可計算出該車的高度值H。H=hO—hl通過連續(xù)發(fā)射超聲波，可以得到一組變化的車輛高度值H1、H2、H3......Hn。這樣得到的數(shù)據(jù)是一組采樣數(shù)據(jù)，理論上只要獲取每個數(shù)據(jù)對應(yīng)的徑向長度數(shù)據(jù)L，并將采樣間隔時間降低到無窮小，就可以得到受檢車輛精確的徑向二維圖像。為了獲取車輛的徑向長度，超聲波交通流量觀測子系統(tǒng)在每個受檢車道徑向安裝兩個超聲波探頭(如圖2所示)，由于兩個探頭的徑向間隔距離是已知的，通過對兩個探頭收發(fā)時間的對比就可以準確的判斷每一個h值對應(yīng)的車輛徑向長度。這種方式獲取的車輛徑向長度L非常準確，并看通過計算方式得到準確的車輛通過探頭下方時的瞬間車速和平均車速，計算公式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>k為車輛出現(xiàn)的次序號，躺如前述，只要將采樣間隔時間降低到無窮小，就可以得到受檢車輛精確的徑向二維圖像。但太小的取樣間隔時間會導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜度上升，本實用新型超聲波交通流量觀測子系統(tǒng)采用了先進的聲場重建算法。一幅完整的2D影像由許多像素組成，而二維聲場的最小單位則是由voxel組成。當一連串的2D數(shù)據(jù)自探頭獲取來時，在兩組數(shù)據(jù)的間隙就須由計算機來自動填補，填補本身運用的數(shù)學運算采用的是平均法則(內(nèi)插法)；換言之，圖像中任何一點未知的voxel數(shù)值，將由鄰近兩點已知的像素由內(nèi)差法決定，填補完成的二維聲場就形成了本實用新型超聲波固定式交通流量調(diào)査設(shè)備性能指標:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、超聲波固定式交通流量調(diào)查設(shè)備，其特征在于它包括位于每個受檢車道徑向安裝兩個超聲波探頭(1)，超聲波探頭(1)固定在公路上端的支架(2)上，所述超聲波探頭(1)依次與輸出轉(zhuǎn)換器(13)、功率放大器(3)、單向脈沖振蕩器(4)、脈沖寬帶發(fā)生器(5)連接，脈沖寬帶發(fā)生器(5)依次與靈敏增益控制器(6)、選擇放大器(7)、輸出放大器(8)、超聲波檢測器(9)連接，輸出轉(zhuǎn)換器(13)與選擇放大器(7)連接，超聲波檢測器(9)連接數(shù)據(jù)傳輸終端(10)，數(shù)據(jù)傳輸終端(10)通過英特網(wǎng)(11)傳送至數(shù)據(jù)中心(12)。專利摘要超聲波固定式交通流量調(diào)查設(shè)備，它包括位于每個受檢車道徑向安裝兩個超聲波探頭(1)，超聲波探頭(1)依次與輸出轉(zhuǎn)換器(13)、功率放大器(3)、單向脈沖振蕩器(4)、脈沖寬帶發(fā)生器(5)連接，超聲波檢測器(9)連接數(shù)據(jù)傳輸終端(10)，數(shù)據(jù)傳輸終端(10)通過英特網(wǎng)(11)傳送至數(shù)據(jù)中心(12)。它克服了現(xiàn)有交通流量檢測器的可靠性較差等不足。本實用新型具有使用壽命長、檢測精度高等優(yōu)點。文檔編號G08G1/04GK201210354SQ20082006812公開日2009年3月18日申請日期2008年6月26日優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日發(fā)明者陶平安申請人:武漢市路安電子科技有限公司