專利名稱：一種環(huán)型線圈車輛檢測(cè)器基準(zhǔn)頻率確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛檢測(cè)中應(yīng)用的一種新的檢測(cè)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
車輛檢測(cè)是在對(duì)輸入信號(hào)的基礎(chǔ)上，在指定的范圍內(nèi)識(shí)別車輛。從多個(gè)方面來(lái)講， 這是進(jìn)行相關(guān)后續(xù)處理和判斷的前提。車輛檢測(cè)的基本原理是車輛檢測(cè)實(shí)際上是檢 測(cè)頻率的變化，當(dāng)車輛通過埋設(shè)在路面下的環(huán)形線圈時(shí)，環(huán)形線圈的電感量發(fā)生變化， 經(jīng)耦合到振蕩回路中，從而使振蕩頻率發(fā)生變化，以此檢測(cè)車輛的通過。但影響振蕩 頻率變化的因素有車輛、氣候、元器件參數(shù)的漂移等等，因此，環(huán)型線圈車輛檢測(cè)
器基準(zhǔn)頻率的準(zhǔn)確是十分重要的。
常見的環(huán)型線圈頻率車輛檢測(cè)方法，即車進(jìn)出線圈從而改變頻率的特點(diǎn)，車進(jìn)入 會(huì)使環(huán)形線圈的電感量發(fā)生變化，經(jīng)耦合到振蕩回路中，從而使振蕩頻率升高。這一 方法雖然發(fā)展的比較完善，但也有一定的問題。特別是基準(zhǔn)頻率(也可以叫無(wú)車頻率) 的判斷及調(diào)整算法，算法的好壞直接影響環(huán)型線圈車輛檢測(cè)器判斷的結(jié)果。
在無(wú)車情況下，基準(zhǔn)頻率會(huì)因環(huán)境等因素影響有向上或向下的變化，這就需要有 一定的方法進(jìn)行調(diào)整。傳統(tǒng)基準(zhǔn)頻率的方法分為向上調(diào)整和向下調(diào)整。
傳統(tǒng)的向下調(diào)整方法利用多次判斷當(dāng)前無(wú)車時(shí)的頻率是否減少來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
傳統(tǒng)的向上調(diào)整方法由于頻率的變大除了溫度升高影響外還有車輛進(jìn)入的情 況。所以一般常用的方法是定時(shí)，在過一段時(shí)間無(wú)車情況下強(qiáng)制將當(dāng)前的無(wú)車頻率作 為基準(zhǔn)頻率。
傳統(tǒng)的調(diào)整方法的優(yōu)缺點(diǎn)這種方法調(diào)整算法簡(jiǎn)單，處理速度很快，在頻率低的 情況下基準(zhǔn)頻率跟得上環(huán)境的變化產(chǎn)生的基準(zhǔn)頻率的變化。但為了提高車輛檢測(cè)的精 度，需要將頻率提高到幾十kHz左右，則在如此高的頻率下，傳統(tǒng)的基準(zhǔn)頻率調(diào)整方 法，特別是向上調(diào)整方法就跟不上環(huán)境變化引起的基準(zhǔn)頻率的變化，這種調(diào)整方法就 不適用了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種環(huán)型線圈車輛檢測(cè)器基準(zhǔn)頻率的確定方法，尤其是提出 一種應(yīng)用于現(xiàn)有環(huán)型線圈車輛檢測(cè)器方便且有效的方法，構(gòu)成的車輛檢測(cè)系統(tǒng)價(jià)格低 廉，可與計(jì)算機(jī)等多種設(shè)備相連，只要接入車輛檢測(cè)的線圈，就可以實(shí)現(xiàn)高精度多檔 位的車輛檢測(cè)功能，并可以減少環(huán)境因素對(duì)檢測(cè)的干擾，使檢測(cè)更加精確；使用本發(fā) 明方法的檢測(cè)系統(tǒng)，可替換目前大多數(shù)的道路車輛檢測(cè)器，從而可獲得高精度的檢測(cè) 效果。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的環(huán)型線圈車輛檢測(cè)器基準(zhǔn)頻率的確定方法，(l)開 始；(2)連續(xù)存取多個(gè)當(dāng)前頻率；(3)取平均值作為當(dāng)前基準(zhǔn)頻率；(4)采樣當(dāng)前頻 率，與基準(zhǔn)頻率比較，如頻率減小進(jìn)入(5)，否則進(jìn)入(7); (5)進(jìn)行n次采樣比較，
是否連續(xù)比基準(zhǔn)頻率小？如頻率減小進(jìn)入(6)否則進(jìn)入(4); (6)將最近的幾個(gè)當(dāng) 前頻率取平均作為新的基準(zhǔn)頻率，繼續(xù)頻率采樣；(7)增大是否超過有車的幅度，是 則進(jìn)入(8)，否則進(jìn)入(11); (8)判斷車進(jìn)入；(9)采樣當(dāng)前頻率，與基準(zhǔn)頻率比 較頻率是否在幅降低，是則進(jìn)入(10)，否則仍進(jìn)行頻率采樣；(10)判斷車離開，并 繼續(xù)頻率采樣；(11)連續(xù)采樣與基準(zhǔn)頻率比較是否頻率增大；進(jìn)行n次采樣比較， 是否連續(xù)比基準(zhǔn)頻率大？如頻率增大進(jìn)入(12)，否則繼續(xù)采樣；(12)將最近的幾個(gè) 當(dāng)前頻率取平均作為新的基準(zhǔn)頻率，繼續(xù)頻率采樣。
車輛的進(jìn)入和離開頻率變化幅度很大，則設(shè)定一個(gè)幅度范圍，在這個(gè)幅度范圍內(nèi) 的頻率變化都可以認(rèn)為無(wú)車情況，進(jìn)行基準(zhǔn)頻率的調(diào)整。在無(wú)車情況多次頻率變化情
況的下，就可以進(jìn)行頻率的調(diào)整了。這個(gè)幅度范圍可以取一個(gè)固定值，變化幅度也可 以取基準(zhǔn)頻率值的一定比例；n次采樣比較中，n取2-20次。
本發(fā)明的特點(diǎn)采用本發(fā)明的調(diào)整和檢測(cè)算法，可以實(shí)現(xiàn)多精度調(diào)節(jié)和多振蕩頻 率調(diào)節(jié)的問題，并進(jìn)行了多種時(shí)間間隔的調(diào)整算法，從而達(dá)到很好的顯示效果。具有 以下特點(diǎn)
1) 采用時(shí)間可調(diào)，可以從50ms到300ms之間切換。
2) 振蕩頻率可調(diào)，無(wú)車情況下可以從50kHz到70kHz高頻之間切換。
3) 本發(fā)明環(huán)型線圈車輛檢測(cè)器基準(zhǔn)頻率的確定方法，并經(jīng)過模擬和實(shí)際驗(yàn)證來(lái)實(shí) 現(xiàn)，將形成相應(yīng)的電路模塊，最后固化成專用的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)頻率的確定以及 檢測(cè)功能，從而實(shí)現(xiàn)更好的算法效果，提高精度。


圖l為本發(fā)明實(shí)施的電路框圖
圖2為本發(fā)明計(jì)算軟件流程圖
圖3為本發(fā)明實(shí)際運(yùn)行時(shí)的流程圖
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明
在程序開始時(shí)，先連續(xù)取多個(gè)當(dāng)前頻率作平均作為基準(zhǔn)頻率，然后進(jìn)入無(wú)車調(diào)整 階段，如果由于溫度等因素導(dǎo)致連續(xù)幾個(gè)頻率比基準(zhǔn)低或高(比基準(zhǔn)頻率高要在一定 的范圍內(nèi)，超過這個(gè)范圍判斷為有車進(jìn)入)的話，將最近的幾個(gè)頻率取平均替換原來(lái) 的基準(zhǔn)頻率。當(dāng)頻率變高超過一定范圍情況下，判斷有車，然后等待直到頻率低到一 定的范圍以后判斷車離開，進(jìn)入無(wú)車調(diào)整階段，如此重復(fù)。
部分參數(shù)簡(jiǎn)介首先要確定的基準(zhǔn)算法調(diào)整中的連續(xù)多少個(gè)當(dāng)前頻率比基準(zhǔn)頻率
高或低時(shí)調(diào)整基準(zhǔn)頻率。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)試(實(shí)驗(yàn)中的無(wú)車振蕩頻率為70kHz左右)，即n 取6-10，連續(xù)6-10個(gè)進(jìn)行基準(zhǔn)頻率的調(diào)整是最好的。因?yàn)閚數(shù)字再大的話，會(huì)使調(diào) 整時(shí)間太長(zhǎng)，如果環(huán)境變化劇烈點(diǎn)會(huì)使基準(zhǔn)頻率來(lái)不及調(diào)整，將當(dāng)前變化的頻率超過 一定的范圍，判斷有車進(jìn)入情況。相反，如果數(shù)字太小，則調(diào)整太頻繁，使相關(guān)運(yùn)算 量增加，而且可能會(huì)出現(xiàn)車緩慢進(jìn)入時(shí)，進(jìn)入無(wú)車基準(zhǔn)頻率調(diào)整過程，這就會(huì)使此時(shí)
的車進(jìn)入判斷不出。
其次要確定的車進(jìn)入的頻率變化范圍。這是判斷有車進(jìn)入的依據(jù)。根據(jù)道路上車 輛進(jìn)出數(shù)據(jù)， 一般情況下，普通車進(jìn)入頻率變化大于40Hz，即車輛的進(jìn)入和離開頻 率變化幅度范圍為40Hz;亦可以是有車進(jìn)入時(shí)變化幅度取基準(zhǔn)頻率值的一定比例， 比例為10-25%;然后根據(jù)采樣率決定范圍，例如采樣率為100ms，可以在幾次采樣 的頻率變化均超過幅度范圍如采樣4次，4次采樣就是判斷有無(wú)車進(jìn)入的范圍。超過 這個(gè)范圍即判斷有車進(jìn)入。
檢測(cè)算法中基準(zhǔn)頻率調(diào)整采用向上和向下兩種調(diào)整算法，并在有車判斷后，進(jìn)行 向上和向下調(diào)整算法的處理。
在確定有車進(jìn)入范圍以后，就可以在這個(gè)基礎(chǔ)上，設(shè)置車離開的范圍，根據(jù)實(shí)驗(yàn)
所得數(shù)據(jù)， 一般設(shè)為有車進(jìn)入頻率變化幅度范圍的一半即可。但也有特殊情況，比如 有時(shí)為了精確，采樣時(shí)間設(shè)置得很長(zhǎng)，比如取300ms，此時(shí)為了及時(shí)判斷無(wú)車情況并 作出相應(yīng)處理，要將車離開范圍提高，可以設(shè)置成3/4車進(jìn)入范圍，這個(gè)值要根據(jù)實(shí) 際要求和參數(shù)進(jìn)行確定。
如圖l電路框圖所示，電路分為電源部分、采集部分、振蕩部分、控制部分、串 行輸出部分和按鈕輸入選擇部分等，可以根據(jù)具體要求添加其他設(shè)備。
如圖2為實(shí)際過程中的基準(zhǔn)頻率無(wú)車情況下隨外界環(huán)境影響進(jìn)行頻率的調(diào)整。
如圖3為計(jì)算流程圖，具體算法如下
Stepl:首先是程序的開啟。
Step2:每讀一個(gè)數(shù)就計(jì)數(shù)一次，看計(jì)數(shù)是否滿足放棄個(gè)數(shù)。如果沒滿，進(jìn)入Step2。 否則進(jìn)入Step3。
Step3:取最近的幾個(gè)頻率求和取平均數(shù)作為基準(zhǔn)頻率，進(jìn)入Step4。 Step4:將當(dāng)前頻率跟基準(zhǔn)頻率比較，如果當(dāng)前頻率比基準(zhǔn)頻率低，則進(jìn)入向下調(diào) 整Step5。如果當(dāng)前頻率比基準(zhǔn)頻率小于有車范圍，則進(jìn)入向上調(diào)整范圍 Step7。如果當(dāng)前頻率比基準(zhǔn)頻率大于有車范圍，則進(jìn)入有車處理階段 Step9。
Step5:比基準(zhǔn)頻率低的個(gè)數(shù)加l，個(gè)數(shù)是否滿足要求的個(gè)數(shù)，如果是進(jìn)入Step6， 否則進(jìn)入Step4。
Step6:取最近的幾個(gè)頻率求和取平均數(shù)作為基準(zhǔn)頻率，進(jìn)入Step4。 Step7:比基準(zhǔn)頻率高的個(gè)數(shù)加l，個(gè)數(shù)是否滿足要求的個(gè)數(shù)，如果是進(jìn)入Step8， 否則進(jìn)入Step4。
Step8:取最近的幾個(gè)頻率求和取平均數(shù)作為基準(zhǔn)頻率，進(jìn)入Step4。
Step9:進(jìn)行一系列有車處理操作，包括控制欄桿信號(hào)，傳行輸出信號(hào)，有車燈的
顯示提示信號(hào)等。如果當(dāng)前頻率比基準(zhǔn)頻率+車離開范圍小，判斷無(wú)車，并進(jìn)入Step4。
否則進(jìn)入Step9。
權(quán)利要求
1.環(huán)型線圈車輛檢測(cè)器基準(zhǔn)頻率的確定方法，其特征是以下述步驟進(jìn)行，(1)開始；(2)連續(xù)存取多個(gè)當(dāng)前頻率；(3)取平均值作為當(dāng)前基準(zhǔn)頻率；(4)采樣當(dāng)前頻率，與基準(zhǔn)頻率比較，如頻率減小進(jìn)入(5)，否則進(jìn)入(7)；(5)進(jìn)行n次采樣比較，是否連續(xù)比基準(zhǔn)頻率??？如頻率減小進(jìn)入(6)否則進(jìn)入(4)；(6)將最近的幾個(gè)當(dāng)前頻率取平均作為新的基準(zhǔn)頻率，繼續(xù)頻率采樣；(7)增大是否超過有車的幅度，是則進(jìn)入(8)，否則進(jìn)入(11)；(8)判斷車進(jìn)入；(9)采樣當(dāng)前頻率，與基準(zhǔn)頻率比較頻率是否在幅降低，是則進(jìn)入(10)，否則仍進(jìn)行頻率采樣；(10)判斷車離開，并繼續(xù)頻率采樣；(11)連續(xù)采樣與基準(zhǔn)頻率比較是否頻率增大；進(jìn)行n次采樣比較，是否連續(xù)比基準(zhǔn)頻率大？如頻率增大進(jìn)入(12)，否則繼續(xù)采樣；(12)將最近的幾個(gè)當(dāng)前頻率取平均作為新的基準(zhǔn)頻率，繼續(xù)頻率采樣。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)型線圈車輛檢測(cè)器基準(zhǔn)頻率的確定方法，其特征是 車輛的進(jìn)入和離開時(shí)頻率變化幅度范圍取一個(gè)固定值或取基準(zhǔn)頻率值的一定比例。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)型線圈車輛檢測(cè)器基準(zhǔn)頻率的確定方法，其特征是n 次采樣比較中，n取2-20次。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)型線圈車輛檢測(cè)器基準(zhǔn)頻率的確定方法，其特征是 檢測(cè)算法中基準(zhǔn)頻率調(diào)整采用向上和向下兩種調(diào)整算法，并在有車判斷后，進(jìn)行向上 和向下調(diào)整算法的處理。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)型線圈車輛檢測(cè)器基準(zhǔn)頻率的確定方法，其特征是 以單片機(jī)芯片實(shí)現(xiàn)，以串行口及繼電器信號(hào)進(jìn)行連接，微處理器附設(shè)有定時(shí)和計(jì)數(shù)模 塊，并用LED顯示工作狀態(tài)，硬件接口預(yù)留RS232,欄桿控制和精度調(diào)節(jié)接口。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)型線圈車輛檢測(cè)器基準(zhǔn)頻率的確定方法，其特征是 核心算法芯片單片機(jī)采用winbond w78e5x系列，串行輸入輸出芯片采用MAX232。
全文摘要
環(huán)型線圈車輛檢測(cè)器基準(zhǔn)頻率的確定方法，(1)開始；(2)連續(xù)存取多個(gè)當(dāng)前頻率；(3)取平均值作為當(dāng)前基準(zhǔn)頻率；(4)采樣當(dāng)前頻率與基準(zhǔn)頻率比較；(5)進(jìn)行n次采樣比較；(6)將最近的幾個(gè)當(dāng)前頻率取平均作為新的基準(zhǔn)頻率，繼續(xù)頻率采樣；(7)增大是否超過有車的幅度；(8)判斷車進(jìn)入；(9)采樣當(dāng)前頻率，與基準(zhǔn)頻率比較頻率是否在幅降低，是則進(jìn)入(10)，否則仍進(jìn)行頻率采樣；(10)判斷車離開，并繼續(xù)頻率采樣；(11)連續(xù)采樣與基準(zhǔn)頻率比較是否頻率增大；進(jìn)行n次采樣比較，是否連續(xù)比基準(zhǔn)頻率大？如頻率增大進(jìn)入(12)，否則繼續(xù)采樣；(12)將最近的幾個(gè)當(dāng)前頻率取平均作為新的基準(zhǔn)頻率，繼續(xù)頻率采樣。
文檔編號(hào)G01V3/10GK101369026SQ200810156590
公開日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月6日
發(fā)明者徐敏杰, 沈慶宏, 峰 鄭, 都思丹 申請(qǐng)人:南京大學(xué)