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高速公路違章占道車輛實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)方法

文檔序號(hào):6705395閱讀:575來源:國(guó)知局
專利名稱:高速公路違章占道車輛實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于高速公路車輛運(yùn)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(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)方法。
背景技術(shù)
根據(jù)《中華人民共和國(guó)高速公路交通管理辦法》第十四條規(guī)定“機(jī)動(dòng)車在高速公路上通行時(shí),應(yīng)當(dāng)在行車道上行駛。,,但是在我國(guó)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(duì)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(hào)為CN101799982A的中國(guó)專利“高速公路大型車輛占道自動(dòng)檢測(cè)督導(dǎo)管理系統(tǒng)與方法”提出了一種對(duì)大型車輛進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)占道車輛進(jìn)行疏導(dǎo)管理的技術(shù)方案,該系統(tǒng)包含了車輛探測(cè)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(cè)器對(duì)快車道的車輛進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)探測(cè)到有車輛時(shí),通過無線Zigbee網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)不遠(yuǎn)處的相機(jī)終端對(duì)該車輛拍照,然后進(jìn)行車牌號(hào)碼識(shí)別,再通過無線GPRS網(wǎng)絡(luò)將識(shí)別結(jié)果發(fā)送到信息存儲(chǔ)管理系統(tǒng)中進(jìn)行分析處理和信息存儲(chǔ),并根據(jù)該車的占道次數(shù)對(duì)該車進(jìn)行警告、罰款等。該技術(shù)方案能否實(shí)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(duì)占道車輛進(jìn)行檢測(cè)管理;此外,當(dāng)拍照提取車牌號(hào)碼時(shí),若把握不好拍照時(shí)機(jī),有可能拍不到車牌號(hào)碼或者車牌號(hào)碼部分不清晰,并且拍照環(huán)境復(fù)雜多變,使得車牌號(hào)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(shí)費(fèi)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(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)方法,避免了拍不到車牌號(hào)碼或者車牌號(hào)碼部分不清晰,并且拍照環(huán)境復(fù)雜多變,使得車牌號(hào)碼的提取變得更加困難的缺陷,并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,該方法能夠?qū)崟r(shí)全面跟蹤檢測(cè)違章占道車輛,并對(duì)占道車輛的占道情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。為了達(dá)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(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)方法,首先在測(cè)試車輛安裝第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器,同時(shí)在測(cè)試車輛內(nèi)安裝主控器、測(cè)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(cè)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(cè)試車輛所要經(jīng)過的高速公路上收費(fèi)站處的對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)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(chǔ)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(hào)接口 7,該控制信號(hào)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(hào)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(hào)接口 9相通信連接;測(cè)試車輛從收費(fèi)站行駛上高速公路時(shí),首先測(cè)試車輛上的紅外通信子模塊接收高速公路上收費(fèi)站處的對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)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(cè)試車輛在高速公路上行駛時(shí),主控器產(chǎn)生周期性的高電平控制信號(hào),由超聲波接口 6的控制信號(hào)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(hào)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(hào),脈沖信號(hào)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(hào)分別驅(qū)動(dòng)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(shí)主控器在一段預(yù)設(shè)的延遲時(shí)間后啟動(dòng)其定時(shí)器,如果在設(shè)置的測(cè)試時(shí)間內(nèi),當(dāng)測(cè)試車輛被目標(biāo)汽車超過或者測(cè)試車輛超過目標(biāo)汽車時(shí),發(fā)射出去的超聲波就會(huì)遇到障礙物形成超聲波回波信號(hào)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(hào)后將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),電壓信號(hào)首先傳輸進(jìn)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(hào)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(hào),濾除電路噪聲信號(hào)后的電壓信號(hào)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(hào),包絡(luò)信號(hào)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(gè)低電平信號(hào),低電平信號(hào)再經(jīng)過各自通信連接的超聲波接口 6的第一回波信號(hào)接口 8或第二回波信號(hào)接口 9,以此低電平信號(hào)送入主控器進(jìn)行處理,主控器運(yùn)行超車計(jì)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(fèi)站處的對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)所通信連接的紅外通信主模塊收到數(shù)據(jù)發(fā)送的請(qǐng)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(cè)試時(shí)間后還沒有超聲波回波信號(hào),主控器運(yùn)行超車計(jì)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(fèi)站處的對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)所通信連接的紅外通信主模塊收到數(shù)據(jù)發(fā)送的請(qǐng)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(jì)算機(jī),如果該處理結(jié)果標(biāo)示出測(cè)試車輛違章占道了,收費(fèi)站工作人員再根據(jù)處理結(jié)果對(duì)測(cè)試車輛司機(jī)采取相應(yīng)的處罰措施。 所述的超車計(jì)數(shù)子程序在低電平信號(hào)送入主控器進(jìn)行處理時(shí),主控器的處理器根據(jù)低電平信號(hào),判斷出低電平信號(hào)來源的第一超聲波傳感器或第二超聲波傳感器檢測(cè)到了目標(biāo)汽車,再根據(jù)此時(shí)的定時(shí)器的時(shí)間值計(jì)算出目標(biāo)汽車距低電平信號(hào)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(jì)數(shù)判定算法子程序,判斷出是目標(biāo)汽車超了測(cè)試車輛還是測(cè)試車輛被目標(biāo)汽車超車,并且從測(cè)試速度單元獲得此時(shí)的汽車運(yùn)動(dòng)速度和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間,將汽車運(yùn)動(dòng)速度和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間保存到Flash存儲(chǔ)器中,如果在設(shè)置的測(cè)試時(shí)間后還沒有超聲波回波信號(hào),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(cè)到目標(biāo)汽車,由此判斷出不存在目標(biāo)汽車超了測(cè)試車輛以及測(cè)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(cè)試車輛以及測(cè)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(chǔ)器中。所述的超車計(jì)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(hào)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(cè)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(duì)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(duì)與第二超聲波傳感器的狀態(tài),若第一超聲波傳感器測(cè)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(cè)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(cè)量范圍的下限,max是設(shè)定的邏輯測(cè)量范圍的上限,η表示按時(shí)間順序的采樣序列號(hào),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(yùn)動(dòng)方向并進(jìn)行計(jì)數(shù), 若T(n-l)不為0,則表明至少有一個(gè)傳感器測(cè)量到目標(biāo),目標(biāo)還在系統(tǒng)的測(cè)量范圍內(nèi),作為表示目標(biāo)在測(cè)量范圍內(nèi)的時(shí)間長(zhǎng)度tCout加1 ;當(dāng)T(n-l)為0時(shí),且有T(n)為0,若此時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)度tCout >0,表明目標(biāo)汽車剛離開測(cè)量范圍,根據(jù)目標(biāo)汽車進(jìn)入或離開時(shí)的狀態(tài)判斷方向,相應(yīng)的計(jì)數(shù)值加1,否則表示沒有目標(biāo)汽車進(jìn)入過第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的測(cè)量范圍,若T(n-l)且T(n)不為0,表示目標(biāo)剛進(jìn)入測(cè)量范圍,將Τ(η)的值賦值給T (η-1),并退出超車計(jì)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(cè)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(yùn)動(dòng)時(shí), 其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的邏輯時(shí)序?yàn)?0 — 01 — 11 — 10 — 00 — 00,對(duì)于這個(gè)邏輯序列,初始狀態(tài) T (η-1) = 0, tCout = 0,計(jì)數(shù)判定算法的運(yùn)行步驟如下(1)當(dāng) T (Π-1) = 0、T(n) = 0 以及 tCount = 0 時(shí),進(jìn)行賦值操作 T (n_l) = T (η) =0 ;(2)當(dāng)T(η-1) =0且T(n) = 01時(shí),此時(shí)表明目標(biāo)汽車剛進(jìn)入測(cè)量范圍,進(jìn)行賦值操作tCount = Ι,Τ (η-1) = T (η) = 01,備份此時(shí)的T (η)值,進(jìn)行賦值操作directionl = T (n) = 01 ;(3)當(dāng)T (n-1) = 01且T (η) = 11時(shí),進(jìn)行遞增操作tCount++后,再進(jìn)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(shí),進(jìn)行遞增操作tCount++后,再進(jìn)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(shí),進(jìn)行遞增操作tCount++后,再進(jìn)行賦值操作 tCount = 4,T(n-1) = T(n) = 00,此時(shí)表明目標(biāo)汽車已離開測(cè)量范圍,備份此時(shí)的T(n_l) 的值,進(jìn)行賦值操作direction〗=T (n-1) = 10 ;(6)當(dāng)T(n-1) =0、T(n) = 0且tCount > N時(shí),N為預(yù)設(shè)常數(shù),進(jìn)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(yùn)動(dòng)的,相應(yīng)的計(jì)數(shù)值加1。所述的當(dāng)T (n-1)為0時(shí),且有T (η)為0,若此時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)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(gè)閾值時(shí),據(jù)此才認(rèn)定目標(biāo)離開測(cè)量范圍。
本發(fā)明的高速公路違章占道車輛實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)方法,是通過統(tǒng)計(jì)測(cè)試車輛被目標(biāo)汽車從右側(cè)超車得次數(shù)來實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)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(shí)刻和行駛速度,從而達(dá)到實(shí)時(shí)全程跟蹤檢測(cè)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(diǎn)。


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(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)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(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)方法,首先在測(cè)試車輛安裝第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器,同時(shí)在測(cè)試車輛內(nèi)安裝主控器、測(cè)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(cè)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(cè)試車輛所要經(jīng)過的高速公路上收費(fèi)站處的對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)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(chǔ)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(hào)接口 7,該控制信號(hào)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(hào)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(hào)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(shí)用于發(fā)送和接收超聲波,使用時(shí)先發(fā)送一段時(shí)間的超聲波然后停止發(fā)送并等待回波信號(hào),發(fā)送和接收是交替進(jìn)行的;測(cè)試車輛從收費(fèi)站行駛上高速公路時(shí),首先測(cè)試車輛上的紅外通信子模塊接收高速公路上收費(fèi)站處的對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)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(cè)試車輛在高速公路上行駛時(shí),主控器產(chǎn)生周期性的高電平控制信號(hào),由超聲波接口 6的控制信號(hào)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(hào)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(hào),脈沖信號(hào)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(hào)分別驅(qū)動(dòng)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(shí)主控器在一段預(yù)設(shè)的延遲時(shí)間后啟動(dòng)其定時(shí)器,如果在設(shè)置的測(cè)試時(shí)間內(nèi),當(dāng)測(cè)試車輛被目標(biāo)汽車超過或者測(cè)試車輛超過目標(biāo)汽車時(shí),發(fā)射出去的超聲波就會(huì)遇到障礙物形成超聲波回波信號(hào)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(hào)后將其轉(zhuǎn)換為ImV 20mV范圍內(nèi)的電壓信號(hào),ImV 20mV 范圍內(nèi)的電壓信號(hào)首先傳輸進(jìn)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(hào)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(hào), 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(hào),此時(shí)的包絡(luò)信號(hào)已被放大到0. 5V IV,包絡(luò)信號(hào)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(gè)低電平信號(hào),低電平信號(hào)再經(jīng)過各自通信連接的超聲波接口 6的第一回波信號(hào)接口 8或第二回波信號(hào)接口 9,以此低電平信號(hào)送入主控器進(jìn)行處理,主控器運(yùn)行超車計(jì)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(fèi)站處的對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)所通信連接的紅外通信主模塊收到數(shù)據(jù)發(fā)送的請(qǐng)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(cè)試時(shí)間后還沒有超聲波回波信號(hào),主控器運(yùn)行超車計(jì)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(fèi)站處的對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)所通信連接的紅外通信主模塊收到數(shù)據(jù)發(fā)送的請(qǐng)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(jì)算機(jī),如果該處理結(jié)果標(biāo)示出測(cè)試車輛違章占道了,收費(fèi)站工作人員再根據(jù)處理結(jié)果對(duì)測(cè)試車輛司機(jī)采取相應(yīng)的處罰措施。所述的超車計(jì)數(shù)子程序在低電平信號(hào)送入主控器進(jìn)行處理時(shí),主控器的處理器根據(jù)低電平信號(hào),判斷出低電平信號(hào)來源的第一超聲波傳感器或第二超聲波傳感器檢測(cè)到了目標(biāo)汽車,再根據(jù)此時(shí)的定時(shí)器的時(shí)間值計(jì)算出目標(biāo)汽車距低電平信號(hào)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(jì)數(shù)判定算法子程序,判斷出是目標(biāo)汽車超了測(cè)試車輛還是測(cè)試車輛被目標(biāo)汽車超車,并且從測(cè)試速度單元獲得此時(shí)的汽車運(yùn)動(dòng)速度和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間,將汽車運(yùn)動(dòng)速度和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間保存到Flash存儲(chǔ)器中,如果在設(shè)置的測(cè)試時(shí)間后還沒有超聲波回波信號(hào),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(cè)到目標(biāo)汽車,由此判斷出不存在目標(biāo)汽車超了測(cè)試車輛以及測(cè)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(cè)試車輛以及測(cè)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(chǔ)器中。所述的超車計(jì)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(hào)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(cè)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(duì)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(duì)與第二超聲波傳感器的狀態(tài),若第一超聲波傳感器測(cè)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(cè)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(cè)量范圍的下限,max是設(shè)定的邏輯測(cè)量范圍的上限,η表示按時(shí)間順序的采樣序列號(hào),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(yùn)動(dòng)方向并進(jìn)行計(jì)數(shù), 若T(n-l)不為0,則表明至少有一個(gè)傳感器測(cè)量到目標(biāo),目標(biāo)還在系統(tǒng)的測(cè)量范圍內(nèi),作為表示目標(biāo)在測(cè)量范圍內(nèi)的時(shí)間長(zhǎng)度tCout加1 ;當(dāng)T(n-l)為0時(shí),且有T(n)為0,若此時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)度tCout > 0,表明目標(biāo)汽車剛離開測(cè)量范圍,根據(jù)目標(biāo)汽車進(jìn)入或離開時(shí)的狀態(tài)判斷方向,相應(yīng)的計(jì)數(shù)值加1,否則表示沒有目標(biāo)汽車進(jìn)入過第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的測(cè)量范圍,若T(n-l)且T(n)不為0,表示目標(biāo)剛進(jìn)入測(cè)量范圍,將Τ(η)的值賦值給T (η-1),并退出超車計(jì)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(cè)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(yùn)動(dòng)時(shí),其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的邏輯時(shí)序?yàn)?0 — 01 — 11 — 10 — 00 — 00,對(duì)于這個(gè)邏輯序列,初始狀態(tài) T(n-l) = 0, tCout = 0,計(jì)數(shù)判定算法的運(yùn)行步驟如下(1)當(dāng) T(n-l) = 0、T(n) = 0 以及 tCount = 0 時(shí),進(jìn)行賦值操作 T (n_l) = T (η) =0 ;(2)當(dāng)T(n-l) =0且T(n) = 01時(shí),此時(shí)表明目標(biāo)汽車剛進(jìn)入測(cè)量范圍,進(jìn)行賦值操作tCount = Ι,Τ(η-Ι) = T (η) = 01,備份此時(shí)的T (η)值,進(jìn)行賦值操作directionl = T (n) = 01 ;(3)當(dāng)T (n-1) = 01且T (η) = 11時(shí),進(jìn)行遞增操作tCount++后,再進(jìn)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(shí),進(jìn)行遞增操作tCount++后,再進(jìn)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(shí),進(jìn)行遞增操作tCount++后,再進(jìn)行賦值操作 tCount = 4,T(n-1) = T(n) = 00,此時(shí)表明目標(biāo)汽車已離開測(cè)量范圍,備份此時(shí)的T(n_l) 的值,進(jìn)行賦值操作direction〗=T (n-1) = 10 ;(6)當(dāng)T(n-1) =0、T(n) = 0且tCount > N時(shí),N為預(yù)設(shè)常數(shù),進(jìn)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(yùn)動(dòng)的,相應(yīng)的計(jì)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(cè)量范圍內(nèi)有汽車但傳感器沒檢測(cè)到的情況,此時(shí)需要避免計(jì)數(shù)器多記,但總的來說這種情況在測(cè)量過程中不會(huì)連續(xù)出現(xiàn),因此采用所述的當(dāng)T (n-1)為0時(shí),且有T (η)為0,若此時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)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(gè)閾值時(shí),據(jù)此才認(rèn)定目標(biāo)離開測(cè)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(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)方法,其特征在于,首先在測(cè)試車輛安裝第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器,同時(shí)在測(cè)試車輛內(nèi)安裝主控器、測(cè)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(cè)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(cè)試車輛所要經(jīng)過的高速公路上收費(fèi)站處的對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)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(chǔ)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(hào)接口(7),該控制信號(hào)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(hào)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(hào)接口(9)相通信連接;測(cè)試車輛從收費(fèi)站行駛上高速公路時(shí),首先測(cè)試車輛上的紅外通信子模塊接收高速公路上收費(fèi)站處的對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)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(cè)試車輛在高速公路上行駛時(shí),主控器產(chǎn)生周期性的高電平控制信號(hào),由超聲波接口(6)的控制信號(hào)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(hào)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(hào),脈沖信號(hào)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(hào)分別驅(qū)動(dòng)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(shí)主控器在一段預(yù)設(shè)的延遲時(shí)間后啟動(dòng)其定時(shí)器,如果在設(shè)置的測(cè)試時(shí)間內(nèi),當(dāng)測(cè)試車輛被目標(biāo)汽車從右側(cè)超過或者測(cè)試車輛超過目標(biāo)汽車時(shí),發(fā)射出去的超聲波就會(huì)遇到障礙物形成超聲波回波信號(hào)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(hào)后將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),電壓信號(hào)首先傳輸進(jìn)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(hào)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(hào),濾除電路噪聲信號(hào)后的電壓信號(hào)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(hào),包絡(luò)信號(hào)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(gè)低電平信號(hào),低電平信號(hào)再經(jīng)過各自通信連接的超聲波接口(6)的第一回波信號(hào)接口(8) 或第二回波信號(hào)接口(9),以此低電平信號(hào)送入主控器進(jìn)行處理,主控器運(yùn)行超車計(jì)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(fèi)站處的對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)所通信連接的紅外通信主模塊收到數(shù)據(jù)發(fā)送的請(qǐng)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(cè)試時(shí)間后還沒有超聲波回波信號(hào),主控器運(yùn)行超車計(jì)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(fèi)站處的對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)所通信連接的紅外通信主模塊收到數(shù)據(jù)發(fā)送的請(qǐng)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(jì)算機(jī),如果該處理結(jié)果標(biāo)示出測(cè)試車輛違章占道了,收費(fèi)站工作人員再根據(jù)處理結(jié)果對(duì)測(cè)試車輛司機(jī)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(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)方法,其特征在于,所述的超車計(jì)數(shù)子程序在低電平信號(hào)送入主控器進(jìn)行處理時(shí),主控器的處理器根據(jù)低電平信號(hào),判斷出低電平信號(hào)來源的第一超聲波傳感器或第二超聲波傳感器檢測(cè)到了目標(biāo)汽車, 再根據(jù)此時(shí)的定時(shí)器的時(shí)間值計(jì)算出目標(biāo)汽車距低電平信號(hào)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(jì)數(shù)判定算法子程序,判斷出是目標(biāo)汽車超了測(cè)試車輛還是測(cè)試車輛被目標(biāo)汽車超車,并且從測(cè)試速度單元獲得此時(shí)的汽車運(yùn)動(dòng)速度和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間,將汽車運(yùn)動(dòng)速度和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間保存到Flash存儲(chǔ)器中,如果在設(shè)置的測(cè)試時(shí)間后還沒有超聲波回波信號(hào),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(cè)到目標(biāo)汽車,由此判斷出不存在目標(biāo)汽車超了測(cè)試車輛以及測(cè)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(cè)試車輛以及測(cè)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(chǔ)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(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)方法,其特征在于, 所述的超車計(jì)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(hào)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(cè)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(duì)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(duì)與第二超聲波傳感器的狀態(tài),若第一超聲波傳感器測(cè)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(cè)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(cè)量范圍的下限,max是設(shè)定的邏輯測(cè)量范圍的上限,η表示按時(shí)間順序的采樣序列號(hào),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(yùn)動(dòng)方向并進(jìn)行計(jì)數(shù), 若T(n-l)不為0,則表明至少有一個(gè)傳感器測(cè)量到目標(biāo),目標(biāo)還在系統(tǒng)的測(cè)量范圍內(nèi),作為表示目標(biāo)在測(cè)量范圍內(nèi)的時(shí)間長(zhǎng)度tCout加1 ;當(dāng)T(n-l)為0時(shí),且有T(n)為0,若此時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)度tCout >0,表明目標(biāo)汽車剛離開測(cè)量范圍,根據(jù)目標(biāo)汽車進(jìn)入或離開時(shí)的狀態(tài)判斷方向,相應(yīng)的計(jì)數(shù)值加1,否則表示沒有目標(biāo)汽車進(jìn)入過第一超聲波傳感器和第二超聲波傳感器的測(cè)量范圍,若T(n-l)且T(n)不為0,表示目標(biāo)剛進(jìn)入測(cè)量范圍,將Τ(η)的值賦值給T (η-1),并退出超車計(jì)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(cè)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(yùn)動(dòng)時(shí), 其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的邏輯時(shí)序?yàn)?0 — 01 — 11 — 10 — 00 — 00,對(duì)于這個(gè)邏輯序列,初始狀態(tài) T (η-1) = 0, tCout = 0,計(jì)數(shù)判定算法的運(yùn)行步驟如下(1)當(dāng)T (η-1) = 0、Τ (η) = 0 以及 tCount = 0 時(shí),進(jìn)行賦值操作 T (η-1) = T (η) = 0 ;(2)當(dāng)T(n-l)=0且T(n) = 01時(shí),此時(shí)表明目標(biāo)汽車剛進(jìn)入測(cè)量范圍,進(jìn)行賦值操作 tCount = Ι,Τ (η-1) = T (η) = 01,備份此時(shí)的 T (η)值,進(jìn)行賦值操作 directionl = T (η) =01 ;(3)當(dāng)T(n-l)=01且T(n) = 11時(shí),進(jìn)行遞增操作tCount++后,再進(jìn)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(shí),進(jìn)行遞增操作tCount++后,再進(jìn)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(shí),進(jìn)行遞增操作tCount++后,再進(jìn)行賦值操作 tCount = 4,T(n-1) = T(n) = 00,此時(shí)表明目標(biāo)汽車已離開測(cè)量范圍,備份此時(shí)的T(n_l)的值,進(jìn)行賦值操作direction〗=T(n-l) = 10 ;(6)當(dāng)T(n-l) =0、T(n) = 0且tCount > N時(shí),N為預(yù)設(shè)常數(shù),進(jìn)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(yùn)動(dòng)的,相應(yīng)的計(jì)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(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)方法,其特征在于,所述的當(dāng)T(n-l)為0時(shí),且有T (η)為0,若此時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)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(gè)閾值時(shí),據(jù)此才認(rèn)定目標(biāo)離開測(cè)量范圍。
全文摘要
一種高速公路違章占道車輛實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)方法,是通過統(tǒng)計(jì)測(cè)試車輛被目標(biāo)汽車從右側(cè)超車的次數(shù)來實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)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(shí)刻和行駛速度,從而達(dá)到實(shí)時(shí)全程跟蹤檢測(cè)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(diǎn)。
文檔編號(hào)G08G1/04GK102436747SQ20111028658
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)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(qiáng) 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)
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