專利名稱：高速公路違章占道車輛實時跟蹤檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高速公路車輛運行管理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種高速公路違章占道車輛實時跟蹤檢測方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)《中華人民共和國高速公路交通管理辦法》第十四條規(guī)定“機動車在高速公路上通行時，應(yīng)當(dāng)在行車道上行駛。，，但是在我國隨著高速公路交通流量日益增加，在高速公路上車輛，特別是大貨車，違法占道行駛等交通違法行為日趨突出，嚴(yán)重影響了高速公路通行秩序、通行率，并成為誘發(fā)重特大交通事故的隱患。目前，交通管理部門、高速公路管理部門針對違法占道行駛所采取的措施主要有 宣傳教育、集中整治、聯(lián)合執(zhí)法以及從嚴(yán)處罰等。這些措施雖然能夠減少違法占道行駛的行為，但是需要投入大量的人力物力，管理成本高。公開號為CN101799982A的中國專利“高速公路大型車輛占道自動檢測督導(dǎo)管理系統(tǒng)與方法”提出了一種對大型車輛進行檢測并對占道車輛進行疏導(dǎo)管理的技術(shù)方案，該系統(tǒng)包含了車輛探測器、警示裝置、拍照裝置、Zigbee信息終端和無線GPRS網(wǎng)絡(luò)等，該方案的核心是利用安裝在高速公路邊的車輛探測器對快車道的車輛進行檢測，當(dāng)探測到有車輛時，通過無線Zigbee網(wǎng)絡(luò)啟動不遠(yuǎn)處的相機終端對該車輛拍照，然后進行車牌號碼識別，再通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)將識別結(jié)果發(fā)送到信息存儲管理系統(tǒng)中進行分析處理和信息存儲，并根據(jù)該車的占道次數(shù)對該車進行警告、罰款等。該技術(shù)方案能否實施完全取決于系統(tǒng)在高速公路上的安裝密度，如果在某一段高速公路上沒有安裝該系統(tǒng)，則無法對占道車輛進行檢測管理；此外，當(dāng)拍照提取車牌號碼時，若把握不好拍照時機，有可能拍不到車牌號碼或者車牌號碼部分不清晰，并且拍照環(huán)境復(fù)雜多變，使得車牌號碼的提取變得更加困難；另外，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大規(guī)模安裝時費用
曰蟲印貝。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高速公路違章占道車輛實時跟蹤檢測方法，避免了拍不到車牌號碼或者車牌號碼部分不清晰，并且拍照環(huán)境復(fù)雜多變，使得車牌號碼的提取變得更加困難的缺陷，并且結(jié)構(gòu)簡單、成本低，該方法能夠?qū)崟r全面跟蹤檢測違章占道車輛，并對占道車輛的占道情況進行統(tǒng)計。為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種高速公路違章占道車輛實時跟蹤檢測方法，首先在測試車輛安裝第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器，同時在測試車輛內(nèi)安裝主控器、測速模塊和紅外通信子模塊， 將第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器同主控器的超聲波接口 6相通信連接，而將主控器的第一 RS232接口 4和第二 RS232接口 5分別同測速模塊和紅外通信子模塊相通信連接，該紅外通信子模塊同安裝在測試車輛所要經(jīng)過的高速公路上收費站處的對應(yīng)監(jiān)測計算機所通信連接的紅外通信主模塊能相互紅外通信，另外所述的主控器包括同其處理器相通信連接的液晶顯示單元、Flash存儲器、超聲波接口 6、第一 RS232接口 4和第二 RS232接口 5，所述的超聲波接口 6包括控制信號接口 7，該控制信號接口 7同第一超聲波傳感器的第一脈沖產(chǎn)生電路和第二超聲波傳感器的第二脈沖產(chǎn)生電路相通信連接，第一超聲波傳感器的第一脈沖產(chǎn)生電路、第一變壓器、第一超聲波換能器、第一放大電路、第一濾波電路、第一檢波電路、第一比較電路以及超聲波接口 6的第一回波信號接口 8相通信連接，第二超聲波傳感器的第二脈沖產(chǎn)生電路、第二變壓器、第二超聲波換能器、第二放大電路、第二濾波電路、 第二檢波電路、第二比較電路以及超聲波接口 6的第二回波信號接口 9相通信連接；測試車輛從收費站行駛上高速公路時，首先測試車輛上的紅外通信子模塊接收高速公路上收費站處的對應(yīng)監(jiān)測計算機所通信連接的紅外通信主模塊的清零命令，將紅外通信子模塊所有數(shù)據(jù)清零；然后測試車輛在高速公路上行駛時，主控器產(chǎn)生周期性的高電平控制信號，由超聲波接口 6的控制信號接口 7輸出，并傳導(dǎo)到第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器，高電平控制信號使第一脈沖電路和第二脈沖電路產(chǎn)生分別與第一超聲波換能器中心諧振頻率和第二超聲波換能器中心諧振頻率相同的周期性的脈沖信號，脈沖信號分別經(jīng)各自通信連接的第一變壓器和第二變壓器放大，放大后的脈沖信號分別驅(qū)動各自通信連接的第一超聲波換能器和第二超聲波換能器先轉(zhuǎn)換成超聲波發(fā)射出去，此時主控器在一段預(yù)設(shè)的延遲時間后啟動其定時器，如果在設(shè)置的測試時間內(nèi)，當(dāng)測試車輛被目標(biāo)汽車超過或者測試車輛超過目標(biāo)汽車時，發(fā)射出去的超聲波就會遇到障礙物形成超聲波回波信號后而被各自通信連接的第一超聲波換能器或第二超聲波換能器接收，并在接收到超聲波回波信號后將其轉(zhuǎn)換為電壓信號，電壓信號首先傳輸進入各自通信連接的第一放大電路或第二放大電路被放大，被放大的電壓信號再經(jīng)過各自通信連接的第一濾波電路或第二濾波電路濾除電路噪聲信號，濾除電路噪聲信號后的電壓信號然后經(jīng)過各自通信連接的第一檢波電路或第二檢波電路通過檢波得到包絡(luò)信號，包絡(luò)信號再經(jīng)過各自通信連接的第一電壓比較電路或第二電壓比較電路獲得一個低電平信號，低電平信號再經(jīng)過各自通信連接的超聲波接口 6的第一回波信號接口 8或第二回波信號接口 9，以此低電平信號送入主控器進行處理，主控器運行超車計數(shù)子程序，然后將結(jié)果顯示出來，最后查看是否有從高速公路上收費站處的對應(yīng)監(jiān)測計算機所通信連接的紅外通信主模塊收到數(shù)據(jù)發(fā)送的請求，如果有則將主控器的處理結(jié)果通過紅外發(fā)送模塊發(fā)送出去，如果在設(shè)置的測試時間后還沒有超聲波回波信號，主控器運行超車計數(shù)子程序，然后將結(jié)果顯示出來，最后查看是否有從高速公路上收費站處的對應(yīng)監(jiān)測計算機所通信連接的紅外通信主模塊收到數(shù)據(jù)發(fā)送的請求，如果有則將主控器的處理結(jié)果通過紅外通信子模塊發(fā)送出去，紅外通信主模塊在接收到主控器的處理結(jié)果后傳遞給與之通信連接的計算機，如果該處理結(jié)果標(biāo)示出測試車輛違章占道了，收費站工作人員再根據(jù)處理結(jié)果對測試車輛司機采取相應(yīng)的處罰措施。 所述的超車計數(shù)子程序在低電平信號送入主控器進行處理時，主控器的處理器根據(jù)低電平信號，判斷出低電平信號來源的第一超聲波傳感器或第二超聲波傳感器檢測到了目標(biāo)汽車，再根據(jù)此時的定時器的時間值計算出目標(biāo)汽車距低電平信號來源的第一超聲波傳感器或第二超聲波傳感器的距離，由此執(zhí)行超車計數(shù)判定算法子程序，判斷出是目標(biāo)汽車超了測試車輛還是測試車輛被目標(biāo)汽車超車，并且從測試速度單元獲得此時的汽車運動速度和標(biāo)準(zhǔn)時間，將汽車運動速度和標(biāo)準(zhǔn)時間保存到Flash存儲器中，如果在設(shè)置的測試時間后還沒有超聲波回波信號，主控器的處理器判斷出第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器沒有檢測到目標(biāo)汽車，由此判斷出不存在目標(biāo)汽車超了測試車輛以及測試車輛被目標(biāo)汽車超車的情況發(fā)生，將判斷出不存在目標(biāo)汽車超了測試車輛以及測試車輛被目標(biāo)汽車超車的情況發(fā)生的結(jié)果保存到Flash存儲器中。所述的超車計數(shù)判定算法子程序根據(jù)所述的目標(biāo)汽車距低電平信號來源的第一超聲波傳感器或第二超聲波傳感器的距離得到目標(biāo)汽車在此次測量中的狀態(tài)標(biāo)志τ (η)， 狀態(tài)標(biāo)志Τ(η)的低位表示目標(biāo)汽車相對于第一超聲波傳感器的狀態(tài)，狀態(tài)標(biāo)志Τ(η)的高位表示目標(biāo)汽車相對與第二超聲波傳感器的狀態(tài)，若第一超聲波傳感器測得的其與目標(biāo)汽車距離為第一距離distancel且第二超聲波傳感器測得的其與目標(biāo)汽車距離為第二距離 distance2，貝Ij T (n) = ((min < distance2 < max) << 1) | (min < distancel < max)，其中min是設(shè)定的邏輯測量范圍的下限，max是設(shè)定的邏輯測量范圍的上限，η表示按時間順序的采樣序列號，再根據(jù)T(η-1)到Τ(η)狀態(tài)轉(zhuǎn)換判斷出目標(biāo)汽車的運動方向并進行計數(shù)， 若T(n-l)不為0，則表明至少有一個傳感器測量到目標(biāo)，目標(biāo)還在系統(tǒng)的測量范圍內(nèi)，作為表示目標(biāo)在測量范圍內(nèi)的時間長度tCout加1 ；當(dāng)T(n-l)為0時，且有T(n)為0，若此時的時間長度tCout >0，表明目標(biāo)汽車剛離開測量范圍，根據(jù)目標(biāo)汽車進入或離開時的狀態(tài)判斷方向，相應(yīng)的計數(shù)值加1，否則表示沒有目標(biāo)汽車進入過第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的測量范圍，若T(n-l)且T(n)不為0，表示目標(biāo)剛進入測量范圍，將Τ(η)的值賦值給T (η-1)，并退出超車計數(shù)算法子程序，等待下一次第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器測量的結(jié)果，另外若目標(biāo)汽車由第一超聲波傳感器到第二超聲波傳感器的方向運動時， 其運動狀態(tài)的邏輯時序為00 — 01 — 11 — 10 — 00 — 00，對于這個邏輯序列，初始狀態(tài) T (η-1) = 0, tCout = 0，計數(shù)判定算法的運行步驟如下(1)當(dāng) T (Π-1) = 0、T(n) = 0 以及 tCount = 0 時，進行賦值操作 T (n_l) = T (η) =0 ；(2)當(dāng)T(η-1) =0且T(n) = 01時，此時表明目標(biāo)汽車剛進入測量范圍，進行賦值操作tCount = Ι,Τ (η-1) = T (η) = 01，備份此時的T (η)值，進行賦值操作directionl = T (n) = 01 ；(3)當(dāng)T (n-1) = 01且T (η) = 11時，進行遞增操作tCount++后，再進行賦值操作 tCount = 2，T(η-1) = T(η) = 11 ；(4)當(dāng)T (n-1) = 11且T (η) = 10時，進行遞增操作tCount++后，再進行賦值操作 tCount = 3，T(n-1) = T(η) = 10 ；(5)當(dāng)T (n-1) = 10且T (η) = 00時，進行遞增操作tCount++后，再進行賦值操作 tCount = 4,T(n-1) = T(n) = 00，此時表明目標(biāo)汽車已離開測量范圍，備份此時的T(n_l) 的值，進行賦值操作direction〗=T (n-1) = 10 ；(6)當(dāng)T(n-1) =0、T(n) = 0且tCount > N時，N為預(yù)設(shè)常數(shù)，進行賦值操作 directionl = 01和direction2 = 10，由此判斷出目標(biāo)汽車是由傳感器1向傳感器2的方向運動的，相應(yīng)的計數(shù)值加1。所述的當(dāng)T (n-1)為0時，且有T (η)為0，若此時的時間長度tCout > 0，通過預(yù)先設(shè)定的閾值，只有當(dāng)T(n) =0且T(n-l) = 0連續(xù)出現(xiàn)的次數(shù)超出這個閾值時，據(jù)此才認(rèn)定目標(biāo)離開測量范圍。
本發(fā)明的高速公路違章占道車輛實時跟蹤檢測方法，是通過統(tǒng)計測試車輛被目標(biāo)汽車從右側(cè)超車得次數(shù)來實時跟蹤測試車輛在高速公路上行駛期間的違章占道情況，能夠記錄下汽車違章占道的時刻和行駛速度，從而達到實時全程跟蹤檢測汽車占道行駛的目的，它具有成本低，安裝使用方便的優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)工作原理連接示意圖。圖2為本發(fā)明的主控器內(nèi)部結(jié)構(gòu)工作原理連接示意圖。圖3為本發(fā)明的第一超聲波傳感器、第二超聲波傳感器以及超聲波接口的工作原理連接示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。如圖1所示，高速公路違章占道車輛實時跟蹤檢測方法，首先在測試車輛安裝第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器，同時在測試車輛內(nèi)安裝主控器、測速模塊和紅外通信子模塊，將第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器同主控器的超聲波接口 6相通信連接，而將主控器的第一 RS232接口 4和第二 RS232接口 5分別同測速模塊和紅外通信子模塊相通信連接，該紅外通信子模塊同安裝在測試車輛所要經(jīng)過的高速公路上收費站處的對應(yīng)監(jiān)測計算機所通信連接的紅外通信主模塊能相互紅外通信，如圖2所示，所述的主控器包括同其處理器相通信連接的液晶顯示單元、Flash存儲器、超聲波接口 6、第一 RS232接口 4和第二 RS232接口 5，如圖3所示，所述的超聲波接口 6包括控制信號接口 7，該控制信號接口 7同第一超聲波傳感器的第一脈沖產(chǎn)生電路和第二超聲波傳感器的第二脈沖產(chǎn)生電路相通信連接，第一超聲波傳感器的第一脈沖產(chǎn)生電路、第一變壓器、第一超聲波換能器、第一放大電路、第一濾波電路、第一檢波電路、第一比較電路以及超聲波接口 6的第一回波信號接口 8相通信連接，第二超聲波傳感器的第二脈沖產(chǎn)生電路、第二變壓器、第二超聲波換能器、第二放大電路、第二濾波電路、第二檢波電路、第二比較電路以及超聲波接口 6 的第二回波信號接口 9相通信連接，而超聲波換能器采用的收發(fā)一體的換能器，即它可以同時用于發(fā)送和接收超聲波，使用時先發(fā)送一段時間的超聲波然后停止發(fā)送并等待回波信號，發(fā)送和接收是交替進行的；測試車輛從收費站行駛上高速公路時，首先測試車輛上的紅外通信子模塊接收高速公路上收費站處的對應(yīng)監(jiān)測計算機所通信連接的紅外通信主模塊的清零命令，將紅外通信子模塊所有數(shù)據(jù)清零；然后測試車輛在高速公路上行駛時，主控器產(chǎn)生周期性的高電平控制信號，由超聲波接口 6的控制信號接口 7輸出，并傳導(dǎo)到第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器，高電平控制信號使第一脈沖電路和第二脈沖電路產(chǎn)生分別與第一超聲波換能器中心諧振頻率和第二超聲波換能器中心諧振頻率相同的周期性的脈沖信號，脈沖信號分別經(jīng)各自通信連接的第一變壓器和第二變壓器放大，放大后的脈沖信號分別驅(qū)動各自通信連接的第一超聲波換能器和第二超聲波換能器先轉(zhuǎn)換成超聲波發(fā)射出去，此時主控器在一段預(yù)設(shè)的延遲時間后啟動其定時器，如果在設(shè)置的測試時間內(nèi)，當(dāng)測試車輛被目標(biāo)汽車超過或者測試車輛超過目標(biāo)汽車時，發(fā)射出去的超聲波就會遇到障礙物形成超聲波回波信號后而被各自通信連接的第一超聲波換能器或第二超聲波換能器接收，并在接收到超聲波回波信號后將其轉(zhuǎn)換為ImV 20mV范圍內(nèi)的電壓信號，ImV 20mV 范圍內(nèi)的電壓信號首先傳輸進入各自通信連接的第一放大電路或第二放大電路被放大，被放大的電壓信號再經(jīng)過各自通信連接的第一濾波電路或第二濾波電路濾除電路噪聲信號， 然后經(jīng)過各自通信連接的第一檢波電路或第二檢波電路通過檢波得到包絡(luò)信號，此時的包絡(luò)信號已被放大到0. 5V IV，包絡(luò)信號再經(jīng)過各自通信連接的第一電壓比較電路或第二電壓比較電路獲得一個低電平信號，低電平信號再經(jīng)過各自通信連接的超聲波接口 6的第一回波信號接口 8或第二回波信號接口 9，以此低電平信號送入主控器進行處理，主控器運行超車計數(shù)子程序，然后將結(jié)果顯示出來，最后查看是否有從高速公路上收費站處的對應(yīng)監(jiān)測計算機所通信連接的紅外通信主模塊收到數(shù)據(jù)發(fā)送的請求，如果有則將主控器的處理結(jié)果通過紅外發(fā)送模塊發(fā)送出去，如果在設(shè)置的測試時間后還沒有超聲波回波信號，主控器運行超車計數(shù)子程序，然后將結(jié)果顯示出來，最后查看是否有從高速公路上收費站處的對應(yīng)監(jiān)測計算機所通信連接的紅外通信主模塊收到數(shù)據(jù)發(fā)送的請求，如果有則將主控器的處理結(jié)果通過紅外通信子模塊發(fā)送出去，紅外通信主模塊在接收到主控器的處理結(jié)果后傳遞給與之通信連接的計算機，如果該處理結(jié)果標(biāo)示出測試車輛違章占道了，收費站工作人員再根據(jù)處理結(jié)果對測試車輛司機采取相應(yīng)的處罰措施。所述的超車計數(shù)子程序在低電平信號送入主控器進行處理時，主控器的處理器根據(jù)低電平信號，判斷出低電平信號來源的第一超聲波傳感器或第二超聲波傳感器檢測到了目標(biāo)汽車，再根據(jù)此時的定時器的時間值計算出目標(biāo)汽車距低電平信號來源的第一超聲波傳感器或第二超聲波傳感器的距離，由此執(zhí)行超車計數(shù)判定算法子程序，判斷出是目標(biāo)汽車超了測試車輛還是測試車輛被目標(biāo)汽車超車，并且從測試速度單元獲得此時的汽車運動速度和標(biāo)準(zhǔn)時間，將汽車運動速度和標(biāo)準(zhǔn)時間保存到Flash存儲器中，如果在設(shè)置的測試時間后還沒有超聲波回波信號，主控器的處理器判斷出第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器沒有檢測到目標(biāo)汽車，由此判斷出不存在目標(biāo)汽車超了測試車輛以及測試車輛被目標(biāo)汽車超車的情況發(fā)生，將判斷出不存在目標(biāo)汽車超了測試車輛以及測試車輛被目標(biāo)汽車超車的情況發(fā)生的結(jié)果保存到Flash存儲器中。所述的超車計數(shù)判定算法子程序根據(jù)所述的目標(biāo)汽車距低電平信號來源的第一超聲波傳感器或第二超聲波傳感器的距離得到目標(biāo)汽車在此次測量中的狀態(tài)標(biāo)志T (η)， 狀態(tài)標(biāo)志Τ(η)的低位表示目標(biāo)汽車相對于第一超聲波傳感器的狀態(tài)，狀態(tài)標(biāo)志Τ(η)的高位表示目標(biāo)汽車相對與第二超聲波傳感器的狀態(tài)，若第一超聲波傳感器測得的其與目標(biāo)汽車距離為第一距離distancel且第二超聲波傳感器測得的其與目標(biāo)汽車距離為第二距離 distance2，貝Ij T (n) = ((min < distance2 < max) < < 1) (min < distancel < max)，其中min是設(shè)定的邏輯測量范圍的下限，max是設(shè)定的邏輯測量范圍的上限，η表示按時間順序的采樣序列號，再根據(jù)T(η-1)到Τ(η)狀態(tài)轉(zhuǎn)換判斷出目標(biāo)汽車的運動方向并進行計數(shù)， 若T(n-l)不為0，則表明至少有一個傳感器測量到目標(biāo)，目標(biāo)還在系統(tǒng)的測量范圍內(nèi)，作為表示目標(biāo)在測量范圍內(nèi)的時間長度tCout加1 ；當(dāng)T(n-l)為0時，且有T(n)為0，若此時的時間長度tCout > 0，表明目標(biāo)汽車剛離開測量范圍，根據(jù)目標(biāo)汽車進入或離開時的狀態(tài)判斷方向，相應(yīng)的計數(shù)值加1，否則表示沒有目標(biāo)汽車進入過第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的測量范圍，若T(n-l)且T(n)不為0，表示目標(biāo)剛進入測量范圍，將Τ(η)的值賦值給T (η-1)，并退出超車計數(shù)算法子程序，等待下一次第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器測量的結(jié)果，另外若目標(biāo)汽車由第一超聲波傳感器到第二超聲波傳感器的方向運動時，其運動狀態(tài)的邏輯時序為00 — 01 — 11 — 10 — 00 — 00，對于這個邏輯序列，初始狀態(tài) T(n-l) = 0, tCout = 0，計數(shù)判定算法的運行步驟如下(1)當(dāng) T(n-l) = 0、T(n) = 0 以及 tCount = 0 時，進行賦值操作 T (n_l) = T (η) =0 ；(2)當(dāng)T(n-l) =0且T(n) = 01時，此時表明目標(biāo)汽車剛進入測量范圍，進行賦值操作tCount = Ι,Τ(η-Ι) = T (η) = 01，備份此時的T (η)值，進行賦值操作directionl = T (n) = 01 ；(3)當(dāng)T (n-1) = 01且T (η) = 11時，進行遞增操作tCount++后，再進行賦值操作 tCount = 2，T(n-1) = T(η) = 11 ；(4)當(dāng)T (n-1) = 11且T (η) = 10時，進行遞增操作tCount++后，再進行賦值操作 tCount = 3，T(n-1) = T(η) = 10 ；(5)當(dāng)T (n-1) = 10且T (η) = 00時，進行遞增操作tCount++后，再進行賦值操作 tCount = 4,T(n-1) = T(n) = 00，此時表明目標(biāo)汽車已離開測量范圍，備份此時的T(n_l) 的值，進行賦值操作direction〗=T (n-1) = 10 ；(6)當(dāng)T(n-1) =0、T(n) = 0且tCount > N時，N為預(yù)設(shè)常數(shù)，進行賦值操作 directionl = 01和direction2 = 10，由此判斷出目標(biāo)汽車是由傳感器1向傳感器2的方向運動的，相應(yīng)的計數(shù)值加1。由于超聲波的回波與反射面相關(guān)，有可能出現(xiàn)測量范圍內(nèi)有汽車但傳感器沒檢測到的情況，此時需要避免計數(shù)器多記，但總的來說這種情況在測量過程中不會連續(xù)出現(xiàn)，因此采用所述的當(dāng)T (n-1)為0時，且有T (η)為0，若此時的時間長度tCout > 0，通過預(yù)先設(shè)定的閾值，只有當(dāng)T(n) =0且T(n-l) = 0連續(xù)出現(xiàn)的次數(shù)超出這個閾值時，據(jù)此才認(rèn)定目標(biāo)離開測量范圍就能克服該問題。
權(quán)利要求
1. 一種高速公路違章占道車輛實時跟蹤檢測方法，其特征在于，首先在測試車輛安裝第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器，同時在測試車輛內(nèi)安裝主控器、測速模塊和紅外通信子模塊，將第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器同主控器的超聲波接口(6)相通信連接，而將主控器的第一 RS232接口(4)和第二 RS232接口( 分別同測速模塊和紅外通信子模塊相通信連接，該紅外通信子模塊同安裝在測試車輛所要經(jīng)過的高速公路上收費站處的對應(yīng)監(jiān)測計算機所通信連接的紅外通信主模塊能相互紅外通信，另外所述的主控器包括同其處理器相通信連接的液晶顯示單元、Flash存儲器、超聲波接口(6)、第一 RS232接口 (4)和第二 RS232接口(5)，所述的超聲波接口(6)包括控制信號接口(7)，該控制信號接口(7)同第一超聲波傳感器的第一脈沖產(chǎn)生電路和第二超聲波傳感器的第二脈沖產(chǎn)生電路相通信連接，第一超聲波傳感器的第一脈沖產(chǎn)生電路、第一變壓器、第一超聲波換能器、 第一放大電路、第一濾波電路、第一檢波電路、第一比較電路以及超聲波接口(6)的第一回波信號接口(8)相通信連接，第二超聲波傳感器的第二脈沖產(chǎn)生電路、第二變壓器、第二超聲波換能器、第二放大電路、第二濾波電路、第二檢波電路、第二比較電路以及超聲波接口 (6)的第二回波信號接口(9)相通信連接；測試車輛從收費站行駛上高速公路時，首先測試車輛上的紅外通信子模塊接收高速公路上收費站處的對應(yīng)監(jiān)測計算機所通信連接的紅外通信主模塊的清零命令，將紅外通信子模塊所有數(shù)據(jù)清零；然后測試車輛在高速公路上行駛時，主控器產(chǎn)生周期性的高電平控制信號，由超聲波接口(6)的控制信號接口(7)輸出， 并傳導(dǎo)到第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器，高電平控制信號使第一脈沖電路和第二脈沖電路產(chǎn)生分別與第一超聲波換能器中心諧振頻率和第二超聲波換能器中心諧振頻率相同的周期性的脈沖信號，脈沖信號分別經(jīng)各自通信連接的第一變壓器和第二變壓器放大，放大后的脈沖信號分別驅(qū)動各自通信連接的第一超聲波換能器和第二超聲波換能器先轉(zhuǎn)換成超聲波發(fā)射出去，此時主控器在一段預(yù)設(shè)的延遲時間后啟動其定時器，如果在設(shè)置的測試時間內(nèi)，當(dāng)測試車輛被目標(biāo)汽車從右側(cè)超過或者測試車輛超過目標(biāo)汽車時，發(fā)射出去的超聲波就會遇到障礙物形成超聲波回波信號后而被各自通信連接的第一超聲波換能器或第二超聲波換能器接收，并在接收到超聲波回波信號后將其轉(zhuǎn)換為電壓信號，電壓信號首先傳輸進入各自通信連接的第一放大電路或第二放大電路被放大，被放大的電壓信號再經(jīng)過各自通信連接的第一濾波電路或第二濾波電路濾除電路噪聲信號，濾除電路噪聲信號后的電壓信號然后經(jīng)過各自通信連接的第一檢波電路或第二檢波電路通過檢波得到包絡(luò)信號，包絡(luò)信號再經(jīng)過各自通信連接的第一電壓比較電路或第二電壓比較電路獲得一個低電平信號，低電平信號再經(jīng)過各自通信連接的超聲波接口(6)的第一回波信號接口(8) 或第二回波信號接口(9)，以此低電平信號送入主控器進行處理，主控器運行超車計數(shù)子程序，然后將結(jié)果顯示出來，最后查看是否有從高速公路上收費站處的對應(yīng)監(jiān)測計算機所通信連接的紅外通信主模塊收到數(shù)據(jù)發(fā)送的請求，如果有則將主控器的處理結(jié)果通過紅外發(fā)送模塊發(fā)送出去，如果在設(shè)置的測試時間后還沒有超聲波回波信號，主控器運行超車計數(shù)子程序，然后將結(jié)果顯示出來，最后查看是否有從高速公路上收費站處的對應(yīng)監(jiān)測計算機所通信連接的紅外通信主模塊收到數(shù)據(jù)發(fā)送的請求，如果有則將主控器的處理結(jié)果通過紅外通信子模塊發(fā)送出去，紅外通信主模塊在接收到主控器的處理結(jié)果后傳遞給與之通信連接的計算機，如果該處理結(jié)果標(biāo)示出測試車輛違章占道了，收費站工作人員再根據(jù)處理結(jié)果對測試車輛司機采取相應(yīng)的處罰措施。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路違章占道車輛實時跟蹤檢測方法，其特征在于，所述的超車計數(shù)子程序在低電平信號送入主控器進行處理時，主控器的處理器根據(jù)低電平信號，判斷出低電平信號來源的第一超聲波傳感器或第二超聲波傳感器檢測到了目標(biāo)汽車， 再根據(jù)此時的定時器的時間值計算出目標(biāo)汽車距低電平信號來源的第一超聲波傳感器或第二超聲波傳感器的距離，由此執(zhí)行超車計數(shù)判定算法子程序，判斷出是目標(biāo)汽車超了測試車輛還是測試車輛被目標(biāo)汽車超車，并且從測試速度單元獲得此時的汽車運動速度和標(biāo)準(zhǔn)時間，將汽車運動速度和標(biāo)準(zhǔn)時間保存到Flash存儲器中，如果在設(shè)置的測試時間后還沒有超聲波回波信號，主控器的處理器判斷出第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器沒有檢測到目標(biāo)汽車，由此判斷出不存在目標(biāo)汽車超了測試車輛以及測試車輛被目標(biāo)汽車超車的情況發(fā)生，將判斷出不存在目標(biāo)汽車超了測試車輛以及測試車輛被目標(biāo)汽車超車的情況發(fā)生的結(jié)果保存到Flash存儲器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速公路違章占道車輛實時跟蹤檢測方法，其特征在于， 所述的超車計數(shù)判定算法子程序根據(jù)所述的目標(biāo)汽車距低電平信號來源的第一超聲波傳感器或第二超聲波傳感器的距離得到目標(biāo)汽車在此次測量中的狀態(tài)標(biāo)志T(n)，狀態(tài)標(biāo)志T(η)的低位表示目標(biāo)汽車相對于第一超聲波傳感器的狀態(tài)，狀態(tài)標(biāo)志T(η)的高位表示目標(biāo)汽車相對與第二超聲波傳感器的狀態(tài)，若第一超聲波傳感器測得的其與目標(biāo)汽車距離為第一距離distancel且第二超聲波傳感器測得的其與目標(biāo)汽車距離為第二距離 distance2，貝Ij T (n) = ((min < distance2 < max) < < 1) (min < distancel < max)，其中min是設(shè)定的邏輯測量范圍的下限，max是設(shè)定的邏輯測量范圍的上限，η表示按時間順序的采樣序列號，再根據(jù)T(η-1)到Τ(η)狀態(tài)轉(zhuǎn)換判斷出目標(biāo)汽車的運動方向并進行計數(shù)， 若T(n-l)不為0，則表明至少有一個傳感器測量到目標(biāo)，目標(biāo)還在系統(tǒng)的測量范圍內(nèi)，作為表示目標(biāo)在測量范圍內(nèi)的時間長度tCout加1 ；當(dāng)T(n-l)為0時，且有T(n)為0，若此時的時間長度tCout >0，表明目標(biāo)汽車剛離開測量范圍，根據(jù)目標(biāo)汽車進入或離開時的狀態(tài)判斷方向，相應(yīng)的計數(shù)值加1，否則表示沒有目標(biāo)汽車進入過第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的測量范圍，若T(n-l)且T(n)不為0，表示目標(biāo)剛進入測量范圍，將Τ(η)的值賦值給T (η-1)，并退出超車計數(shù)算法子程序，等待下一次第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器測量的結(jié)果，另外若目標(biāo)汽車由第一超聲波傳感器到第二超聲波傳感器的方向運動時， 其運動狀態(tài)的邏輯時序為00 — 01 — 11 — 10 — 00 — 00，對于這個邏輯序列，初始狀態(tài) T (η-1) = 0, tCout = 0，計數(shù)判定算法的運行步驟如下(1)當(dāng)T (η-1) = 0、Τ (η) = 0 以及 tCount = 0 時，進行賦值操作 T (η-1) = T (η) = 0 ；(2)當(dāng)T(n-l)=0且T(n) = 01時，此時表明目標(biāo)汽車剛進入測量范圍，進行賦值操作 tCount = Ι,Τ (η-1) = T (η) = 01，備份此時的 T (η)值，進行賦值操作 directionl = T (η) =01 ；(3)當(dāng)T(n-l)=01且T(n) = 11時，進行遞增操作tCount++后，再進行賦值操作 tCount = 2，T(n-1) = T(n) = 11 ；(4)當(dāng)T(n-l)= 11且T(n) = 10時，進行遞增操作tCount++后，再進行賦值操作 tCount = 3，T(η-1) = T(η) = 10 ；(5)當(dāng)T(η-1)= 10且T(η) = 00時，進行遞增操作tCount++后，再進行賦值操作 tCount = 4,T(n-1) = T(n) = 00，此時表明目標(biāo)汽車已離開測量范圍，備份此時的T(n_l)的值，進行賦值操作direction〗=T(n-l) = 10 ；(6)當(dāng)T(n-l) =0、T(n) = 0且tCount > N時，N為預(yù)設(shè)常數(shù)，進行賦值操作directionl =01和directi0n2 = 10，由此判斷出目標(biāo)汽車是由傳感器1向傳感器2的方向運動的，相應(yīng)的計數(shù)值加1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速公路違章占道車輛實時跟蹤檢測方法，其特征在于，所述的當(dāng)T(n-l)為0時，且有T (η)為0，若此時的時間長度tCout > 0，通過預(yù)先設(shè)定的閾值， 只有當(dāng)T(n) =0且T(n-l) = 0連續(xù)出現(xiàn)的次數(shù)超出這個閾值時，據(jù)此才認(rèn)定目標(biāo)離開測量范圍。
全文摘要
一種高速公路違章占道車輛實時跟蹤檢測方法，是通過統(tǒng)計測試車輛被目標(biāo)汽車從右側(cè)超車的次數(shù)來實時跟蹤測試車輛在高速公路上行駛期間的違章占道情況，能夠記錄下汽車違章占道的時刻和行駛速度，從而達到實時全程跟蹤檢測汽車占道行駛的目的，它具有成本低，安裝使用方便的優(yōu)點。
文檔編號G08G1/04GK102436747SQ20111028658
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者依永奪, 劉俊, 劉瑞玲, 張愛民, 李兵, 韓九強 申請人:西安交通大學(xué)