一种基于加速度传感器车辆检测装置及方法与流程

本发明涉及一种基于加速度传感器车辆检测装置及方法，属于智能交通技术领域。

背景技术：

道路交通流信息（包括交通流量、车速、行程时间、车道占有率以及车流密度等参数）是制定道路发展规划,安排道路养护经费规划和养护生产作业的主要依据,也是向交通城建规划与环保以及公安交通管理部门提供改善、优化道路交通的实际参考资料和数据。获得交通状况信息在道路网络中的分布情况,可以确定道路网络密度是否能够满足现在和未来的交通需求,解决交通设施的供给与需求的矛盾,使道路网络布局合理化。因此,实时准确地检测道路车辆的交通流信息并预测未来道路交通状况,进而将预测信息提供给交通控制中心,这样,就能够有效地诱导交通避免交通阻塞,减少出行时间和交通事故的发生。

现有的车辆检测技术多为视频检测、红外检测和地磁检测，存在价格昂贵、寿命低和易受到环境因素干扰等缺点。现有车辆检测装置往往忽略车辆驶过时车辆对地面造成的震动，而且压力检测技术等检测技术需要直接承受车辆的压力，不利于持久运作；因此本发明提出一种利用加速度传感器检测车辆驶过时对地面造成的震感来进行车辆检测。

技术实现要素：

为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种基于加速度传感器车辆检测装置及方法，其具体技术方案如下：

一种基于加速度传感器车辆检测装置，包括安装盒、加速度传感器和弹簧，所述安装盒设置于路面以下，所述弹簧悬挂在安装盒内的顶部，所述加速度传感器固定在弹簧的下端，所述加速度传感器距离安装盒底部的距离大于弹簧的最大形变量。

所述加速度传感器内设置有无线通信模块，用于将加速度传感器检测到的信号发送给数据处理器，所述数据处理器设置有数据接收模块，用于接收来自加速度传感器的信号，数据处理器设置于服务器终端内，数据处理器得到的最终数据呈现在服务器终端上。

所述安装盒的宽度与车道的宽度一致，且安装盒的左右两侧与车道的两侧边缘线对齐，加速度传感器的长度方向车辆的宽度方向一致，安装盒的长度不超过35cm。

一种基于加速度传感器车辆检测的方法，包括以下操作步骤：

步骤1：安装车辆检测装置：安装基于加速度传感器车辆检测装置，弹簧连接悬挂于安装盒，加速度传感器固定在弹簧下端，安装盒埋于路面下，且安装盒的左右两侧与车道的左右两侧对齐；

步骤2：测得竖直方向的加速度值：车辆经过会对地面产生竖直方向的震动，震感通过地面传至车辆检测装置的弹簧，弹簧因此产生形变，加速度传感器能检测出竖直方向加速度值；

步骤3：判断有无车辆：加速度传感器采集到的加速度值通过无线通信模块发送至数据处理器，数据处理器检测到的竖直方向加速度值是否超过阈值，当超过时，判定车辆存在，否则判定车辆不存在，并发送给服务器终端显示；

步骤4：判断车型：根据竖直方向加速度值的变化量的大小，判断出车辆的车型。

所述步骤3中的阈值为启动阈值，当检测到的竖直方向加速度超过启动阈值，启动数据处理器，显示有车辆。

所述数据处理器还设置有车型阈值，当步骤4中检测到的竖直方向加速度值小于车型阈值时，服务器终端显示为小型车辆，当超过车型阈值时，显示为大型车辆。

所述车辆阈值有两个或两个以上，分别为中小阈值和中大阈值，当步骤4中检测到的竖直方向加速度值小于中小阈值时，判断为小型车辆；当步骤4中检测到的竖直方向加速度值介于中小阈值和中大阈值之间时，判断为中型车辆；当步骤4中检测到的竖直方向加速度值大于中大阈值时，判断为大型车辆。

所述启动阈值和车辆阈值均由基于加速度传感器车辆检测装置出厂前，通过不同车型的车辆经过若干组试验测得。

本发明的工作原理是：

本发明加速度传感器与弹簧连接进行加速度采集，车辆未驶过时，弹簧不发生形变，加速度传感器检测值基本不发生变化；车辆驶过时，对地面造成一定的震感，弹簧受到震感后发生形变，带动加速度传感器作震荡运动，加速度传感器检测值发生变化，当此变化值大于预定值，则判定为车辆存在。

本发明安装盒内弹簧在受到震感后会产生多次形变，即加速度传感器值会发生多次改变；本发明采用加速度传感器检测值前三次变换量作平均值作为判定量。本车辆检测装置检测误差主要为附近工地运作造成的地面震动，故本发明在安装地点的选择最好是远离建筑区的道路，检测到的车辆值有一定的检测范围，将检测范围缩小到环境干扰影响不到或影响较小的范围可有效消除误差。

本发明基于加速度传感器的车辆检测装置需搭配微处理器、无线通信模块和终端服务器；微处理器主要为加速度传感器提供通信接口，将加速度传感器采集到的模拟量转化为数字量，并进行存储；无线通信模块将微处理器处理后的加速度值发送至终端服务器；微处理器上需要有连接无线通信模块的接口；终端服务器需要对接受到的加速度值进行处理，判断实时情况下是否满足车辆存在条件；在满足车辆存在的前提下，再根据加速度值变化值区间，判断是大型车辆或是小型车辆。

本发明的有益效果是：

本发明提出了一种检测车辆车型的新思路，成本低、结构简单、安装方便，测量车辆的车型交过准确，不容易受到地面其他因素干扰。

本发明可以应用于收费站等车辆能准确行驶在车道上的地方，判断车型。

本发明也可以结合其他检测设备一起，综合检测到车辆的更多信息。

附图说明

图1是本发明车辆检测装置结构示意图，

图2是本发明车辆检测流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

图1是本发明的结构示意图，结合附图可见，本基于加速度传感器车辆检测装置，包括安装盒4、加速度传感器3和弹簧2，所述安装盒设置于路面1以下，所述弹簧2悬挂在安装盒4内的顶部，所述加速度传感器3固定在弹簧4的下端，所述加速度传感器3距离安装盒4底部的距离大于弹簧2的最大形变量。

在实际应用中，所述加速度传感器内设置有无线通信模块，用于将加速度传感器检测到的信号发送给数据处理器，所述数据处理器设置有数据接收模块，用于接收来自加速度传感器的信号，数据处理器设置于服务器终端内，数据处理器得到的最终数据呈现在服务器终端上。

为了确保安装盒在使用过程中，不会被车辆压垮或者变形，所述安装盒的宽度与车道的宽度一致，且安装盒的左右两侧与车道的两侧边缘线对齐，加速度传感器的长度方向车辆的宽度方向一致，安装盒的长度不超过35cm。

结合图2可见，本发明基于加速度传感器车辆检测的方法，包括以下操作步骤：

步骤1：安装车辆检测装置：安装基于加速度传感器车辆检测装置，弹簧连接悬挂于安装盒，加速度传感器固定在弹簧下端，安装盒埋于路面下，且安装盒的左右两侧与车道的左右两侧对齐；

步骤2：测得竖直方向的加速度值：车辆经过会对地面产生竖直方向的震动，震感通过地面传至车辆检测装置的弹簧，弹簧因此产生形变，加速度传感器能检测出竖直方向加速度值；

步骤3：判断有无车辆：加速度传感器采集到的加速度值通过无线通信模块发送至数据处理器，数据处理器检测到的竖直方向加速度值是否超过启动阈值，当超过时，判定车辆存在，否则判定车辆不存在，并发送给服务器终端显示；

步骤4：判断车型：数据处理器还设置有车型阈值，当步骤4中检测到的竖直方向加速度值小于车型阈值时，服务器终端显示为小型车辆，当超过车型阈值时，显示为大型车辆。

所述车辆阈值有两个或两个以上，分别为中小阈值和中大阈值，当步骤4中检测到的竖直方向加速度值小于中小阈值时，判断为小型车辆；当步骤4中检测到的竖直方向加速度值介于中小阈值和中大阈值之间时，判断为中型车辆；当步骤4中检测到的竖直方向加速度值大于中大阈值时，判断为大型车辆。

所述启动阈值和车辆阈值均由基于加速度传感器车辆检测装置出厂前，通过不同车型的车辆经过若干组试验测得。

本发明不仅可独立使用，并可与现有的多种车辆检测技术相结合；如安装盒内安装地磁传感器用于检测车辆是否存在；又如安装压力传感器与安装盒外表面，检测压力状况。本发明从车辆驶过时带动地面震动角度检测车辆，是一种新的检测手段，不受天气、气候、温度和湿度等环境因素的影响，应用面广阔，具有实用性。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。