專利名稱：車速檢測裝置及車速檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車輛檢測技術領域，更具體的說，本發(fā)明涉及一種車速檢測裝置及車速檢測方法。

背景技術：
現(xiàn)有線圈車輛檢測技術是通過檢測車輛通過時，線圈的電感變化來進行判別，通常設定一個閾值，當線圈的電感變化超過設定的閾值，認為車輛進入線圈，當閾值減小直到低于閾值時，認為車輛離開線圈。
對于電感的測量是通過測量其構(gòu)成的諧振電路的頻率f來進行的。無車時的震蕩頻率為f0，靈敏度s通常設定為(0.0001～0.01)，閾值df＝f0*s。車輛判別條件為車輛進入線圈f-f0＞＝df；車輛離開線圈f-f0＜＝df；無車|f-f0|＜df。
測量車速時，采用兩個線圈，相隔一定距離L，分別測量車輛進入第一個線圈的時刻t1，和第二個線圈的時刻t2，然后通過公式v＝L/(t2-t1)獲得車速測量值。
傳統(tǒng)方式測量車速時，基于1個假設，即在第一個線圈檢測到車輛時，車輛與線圈邊緣的距離與第二個線圈檢測到車輛時車輛與線圈邊緣的距離相同。但實際中，由于無車時線圈的震蕩頻率不同以及漏感的影響，根據(jù)設定的閾值檢測到車輛時，車輛分別與兩個線圈邊緣的距離是不同的，原理如圖1所示，即在測速中，其線圈的距離是變動的，進而將影響測速精度，尤其在兩個線圈距離比較近的時候，如圖示，準確的車速v＝S1/(t2-t1)，而傳統(tǒng)方法測量到的車速v＝S/(t2-t1)。測速絕對誤差dv＝(s1-s)/(t2-t1)，相對誤差＝|(s1-s)/s|。由此可見兩線圈距離越近，相對誤差越大。兩線圈距離加大會出現(xiàn)線圈間多輛車或同一車輛只通過一個線圈等復雜現(xiàn)象，增大車速測量錯誤的概率。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術問題是提供一種車速檢測裝置及車速檢測方法，以提高現(xiàn)有線圈測速方式的準確率。
為解決上述問題，本發(fā)明的一種車速檢測裝置，包括 兩個線圈振蕩電路，所述線圈震蕩電路用于提供隨線圈電感量變化而變化的頻率； 頻率采樣處理單元，用于在判別到車輛進入第一個線圈后，采樣確定車輛經(jīng)過第一個線圈的第一頻率變化最大點及該第一頻率變化最大點為中心前后的2N個頻率采樣值，以及在判別到車輛進入第二個線圈后，采樣確定車輛經(jīng)過第二個線圈的第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點為中心前后的2N個頻率采樣值，其中N為整數(shù)； 幅變因子確定單元，用于根據(jù)所述對第一個線圈的2N+1個頻率采樣值的加權和與所述對第二個線圈的2N+1個頻率采樣值的加權和的比值確定第一個線圈相對第二個線圈的幅變因子； 車速確定單元，用于記錄第一個頻率變化最大點的時刻為車輛進入第一個線圈的時刻，確定以第一頻率變化最大點為中心頻率點的M+1個元素的集合1，同時確定以第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點前后的多個頻率采樣值為中心頻率點的M+1個頻率采樣值的多個集合2，其中M為整數(shù)且M＜N，將所述集合1乘以上述確定的幅變因子，確定所述多個集合2中與所述乘以幅變因子的集合1最接近的集合，并記錄該最緊接的集合的中心頻率點的采樣時刻為車輛進入第二個線圈的時刻，以所述車輛進入第一個線圈的時刻和車輛進入第二個線圈的時刻以及兩個線圈間的距離確定車速。
其中，所述頻率采樣處理單元、幅變因子確定單元以及車速確定單元可通過中央處理器實現(xiàn)。
相應地，本發(fā)明的一種車速檢測方法，該方法主要包括 判別到車輛進入第一個線圈后，采樣確定車輛經(jīng)過第一個線圈的第一頻率變化最大點及該第一頻率變化最大點為中心前后的2N個頻率采樣值，以及在判別到車輛進入第二個線圈后，采樣確定車輛經(jīng)過第二個線圈的第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點為中心前后的2N個頻率采樣值，其中N為整數(shù)； 根據(jù)所述對第一個線圈的2N+1個頻率采樣值的加權和與所述對第二個線圈的2N+1個頻率采樣值的加權和的比值確定第一個線圈相對第二個線圈的幅變因子； 記錄第一個頻率變化最大點的時刻為車輛進入第一個線圈的時刻，確定以第一頻率變化最大點為中心的M+1個元素的集合1，同時確定以第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點前后的多個頻率采樣值為中心M+1個頻率采樣值的多個集合2，其中M為整數(shù)且M＜N，將所述集合1乘以上述確定的幅變因子，確定所述多個集合2中與所述乘以幅變因子的集合1最接近的集合，并記錄該最緊接的集合的中心頻率點的采樣時刻為車輛進入第二個線圈的時刻，以所述車輛進入第一個線圈的時刻和車輛進入第二個線圈的時刻以及兩個線圈間的距離確定車速。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果 本發(fā)明基于車輛通過兩個線圈的波形基本匹配，但頻率幅度變化的原理，通過計算幅度變化因子，進而根據(jù)所述幅度變化因子確定車輛經(jīng)過第二個線圈的比較準確的時刻，由所述比較準確的時刻確定的車速檢測結(jié)果更準確。



圖1是現(xiàn)有技術車速檢測方法的原理示意圖； 圖2a是是本發(fā)明具體實施例大巴車經(jīng)過第一個線圈的波形示意圖； 圖2b是本發(fā)明具體實施例大巴車經(jīng)過第二個線圈的波形示意圖； 圖2c是本發(fā)明具體實施例去掉無車頻率后的波形對比示意圖； 圖3是本發(fā)明車速檢測方法的一個具體實施例流程圖； 圖4是本發(fā)明車速檢測裝置的一個具體實施例組成示意圖； 圖5是圖4所示線圈振蕩電路的一個具體實施例電路圖； 圖6是圖5所示線圈振蕩電路的等效電路圖。

具體實施例方式 通過測試發(fā)現(xiàn)，車輛經(jīng)過線圈時，線圈產(chǎn)生的頻率變化波形是相似的，但是頻率變化的幅度及線圈無車時的震蕩頻率f0不同。例如，參考圖2a-圖2c，其中圖2a為大巴車經(jīng)過第一個線圈時的波形示意圖，圖2b為大巴車經(jīng)過第二個線圈的波形示意圖，圖2c為去掉無車情況下的波形對比示意圖，可見，大巴車經(jīng)過第一個線圈及經(jīng)過第二個線圈的波形大致相同，只是頻率幅度變化不同而已，為此，參考圖3，本發(fā)明可采用如下方法 步驟s101，首先判別到車輛進入第一個線圈后，采樣確定車輛經(jīng)過第一個線圈的第一頻率變化最大點(本實施例中記為f1(N))及該第一頻率變化最大點為中心前后的2N個頻率采樣值，本實施例中所述2N個頻率采樣值即{f1(N-n)，......，f1(N-1)，f1(N)，f1(N+1)，......，f1(N+n)}，以及在判別到車輛進入第二個線圈后，采樣確定車輛經(jīng)過第二個線圈的第二頻率變化最大點(本實施例中記為f2(N))及該第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點為中心前后的2N個頻率采樣值，本實施例中所述2N個頻率采樣值即{f2(N-n)，......，f2(N-1)，f2(N)，f2(N+1)，......，f2(N+n)}，其中N，n均為整數(shù)； 步驟s102，根據(jù)所述對第一個線圈的2N+1個頻率采樣值的加權和與所述對第二個線圈的2N+1個頻率采樣值的加權和的比值確定第一個線圈相對第二個線圈的幅變因子，例如，一個具體的例子，所述幅變因子 步驟s103，記錄第一個頻率變化最大點的時刻為車輛進入第一個線圈的時刻t1，確定以第一頻率變化最大點為中心的M+1個元素的集合1，同時確定以第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點前后的多個頻率采樣值為中心M+1個頻率采樣值的多個集合2，其中M為整數(shù)且M＜N(例如對于第二個線圈分別以N-1，N，N+1為中心頻率點，前后依次取m個點，形成集合21，集合22，集合23)，將所述集合1乘以上述確定的幅變因子，確定所述多個集合2中與所述乘以幅變因子的集合1最接近的集合，并記錄該最緊接的集合的中心頻率點的采樣時刻為車輛進入第二個線圈的時刻t2(例如，一個具體的實施例，確定所述集合21，22，23中與所述乘以幅變因子K的集合1最接近的集合，假設集合22最接近，則以該集合22的中心頻率點的采樣時刻作為車輛經(jīng)過第二個線圈的時刻t2)，這樣，即可以所述車輛進入第一個線圈的時刻t1和車輛進入第二個線圈的時刻t2以及兩個線圈間的距離L確定車速，即車速v＝L/(t2-t1)。
下面說明本發(fā)明的另一方面。
參考圖3，該圖是本發(fā)明車速檢測裝置的具體實施例示意圖。
本實施例中車速檢測裝置主要包括 兩個線圈振蕩電路11，所述線圈震蕩電路用于提供隨線圈電感量變化而變化的頻率；具體實現(xiàn)時，參考圖4，所述線圈震蕩電路可由震蕩電容、隔離變壓器、饋線以及線圈組成的震蕩電路，其等效電路參考圖5，當線圈電感變化時，所述震蕩電路的震蕩頻率就會隨電感變化而變化； 頻率采樣處理單元12，用于在判別到車輛進入第一個線圈后，采樣確定車輛經(jīng)過第一個線圈的第一頻率變化最大點及該第一頻率變化最大點為中心前后的2N個頻率采樣值，以及在判別到車輛進入第二個線圈后，采樣確定車輛經(jīng)過第二個線圈的第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點為中心前后的2N個頻率采樣值，其中N為整數(shù)； 幅變因子確定單元13，用于根據(jù)所述對第一個線圈的2N+1個頻率采樣值的加權和與所述對第二個線圈的2N+1個頻率采樣值的加權和的比值確定第一個線圈相對第二個線圈的幅變因子； 車速確定單元14，用于記錄第一個頻率變化最大點的時刻為車輛進入第一個線圈的時刻，確定以第一頻率變化最大點為中心頻率點的M+1個元素的集合1，同時確定以第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點前后的多個頻率采樣值為中心頻率點的M+1個頻率采樣值的多個集合2，其中M為整數(shù)且M＜N，將所述集合1乘以上述確定的幅變因子，確定所述多個集合2中與所述乘以幅變因子的集合1最接近的集合，并記錄該最緊接的集合的中心頻率點的采樣時刻為車輛進入第二個線圈的時刻，以所述車輛進入第一個線圈的時刻和車輛進入第二個線圈的時刻以及兩個線圈間的距離確定車速。
需要說明的，本發(fā)明中所述頻率采樣處理單元12、幅變因子確定單元13以及車速確定單元14功能均可由中央處理器(CPU)實現(xiàn)，即當上述的頻率采樣數(shù)據(jù)確定后，CPU可計算確定幅變因子以及根據(jù)所述幅變因子確定車輛經(jīng)過第二個線圈的比較準確的時刻，進而以所述比較準確的時刻確定車速，這里不再贅述。
綜上，本發(fā)明可以實現(xiàn)在短距離內(nèi)，高精度測量車速的方法，線圈距離為5M時，速度測量精度可達98％，并且在兩線圈距離在5米時，基本上杜絕了兩線圈內(nèi)有多輛車及同一輛車只經(jīng)過一個線圈現(xiàn)象，大大減少了線圈測速的誤判。
以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式
，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1、一種車速檢測裝置，其特征在于，包括
兩個線圈振蕩電路，所述線圈震蕩電路用于提供隨線圈電感量變化而變化的頻率；
頻率采樣處理單元，用于在判別到車輛進入第一個線圈后，采樣確定車輛經(jīng)過第一個線圈的第一頻率變化最大點及該第一頻率變化最大點為中心前后的2N個頻率采樣值，以及在判別到車輛進入第二個線圈后，采樣確定車輛經(jīng)過第二個線圈的第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點為中心前后的2N個頻率采樣值，其中N為整數(shù)；
幅變因子確定單元，用于根據(jù)所述對第一個線圈的2N+1個頻率采樣值的加權和與所述對第二個線圈的2N+1個頻率采樣值的加權和的比值確定第一個線圈相對第二個線圈的幅變因子；
車速確定單元，用于記錄第一個頻率變化最大點的時刻為車輛進入第一個線圈的時刻，確定以第一頻率變化最大點為中心頻率點的M+1個元素的集合1，同時確定以第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點前后的多個頻率采樣值為中心頻率點的M+1個頻率采樣值的多個集合2，其中M為整數(shù)且M＜N，將所述集合1乘以上述確定的幅變因子，確定所述多個集合2中與所述乘以幅變因子的集合1最接近的集合，并記錄該最緊接的集合的中心頻率點的采樣時刻為車輛進入第二個線圈的時刻，以所述車輛進入第一個線圈的時刻和車輛進入第二個線圈的時刻以及兩個線圈間的距離確定車速。
2、根據(jù)權利要求1所述的車速檢測裝置，其特征在于，所述頻率采樣處理單元、幅變因子確定單元以及車速確定單元通過中央處理器實現(xiàn)。
3、一種車速檢測方法，其特征在于，包括
判別到車輛進入第一個線圈后，采樣確定車輛經(jīng)過第一個線圈的第一頻率變化最大點及該第一頻率變化最大點為中心前后的2N個頻率采樣值，以及在判別到車輛進入第二個線圈后，采樣確定車輛經(jīng)過第二個線圈的第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點為中心前后的2N個頻率采樣值，其中N為整數(shù)；
根據(jù)所述對第一個線圈的2N+1個頻率采樣值的加權和與所述對第二個線圈的2N+1個頻率采樣值的加權和的比值確定第一個線圈相對第二個線圈的幅變因子；
記錄第一個頻率變化最大點的時刻為車輛進入第一個線圈的時刻，確定以第一頻率變化最大點為中心的M+1個元素的集合1，同時確定以第二頻率變化最大點及該第二頻率變化最大點前后的多個頻率采樣值為中心M+1個頻率采樣值的多個集合2，其中M為整數(shù)且M＜N，將所述集合1乘以上述確定的幅變因子，確定所述多個集合2中與所述乘以幅變因子的集合1最接近的集合，并記錄該最緊接的集合的中心頻率點的采樣時刻為車輛進入第二個線圈的時刻，以所述車輛進入第一個線圈的時刻和車輛進入第二個線圈的時刻以及兩個線圈間的距離確定車速。
全文摘要
本發(fā)明提供一種車速檢測裝置，包括兩個線圈振蕩電路，所述線圈震蕩電路用于提供隨線圈電感量變化而變化的頻率；以及頻率采樣處理單元，和幅變因子確定單元以及車速確定單元。另外，本發(fā)明還公開一種相應的車速檢測方法。本發(fā)明可以實現(xiàn)在短距離內(nèi)，高精度測量車速的方法，線圈距離為5米時，速度測量精度可達98％，并且在兩線圈距離在5米時，基本上杜絕了兩線圈內(nèi)有多輛車及同一輛車只經(jīng)過一個線圈現(xiàn)象，大大減少了線圈測速的誤判。
文檔編號G01P3/64GK101311728SQ200710028129
公開日2008年11月26日 申請日期2007年5月22日 優(yōu)先權日2007年5月22日
發(fā)明者泉 曹, 劉建偉, 王鈞生, 峰 李 申請人:深圳市哈工大交通電子技術有限公司