[实用新型]车辆自动分类装置

说明书

本实用新型涉及一种车辆自动分类装置，属于交通管理技术领域。

目前，在我国的高速公路收费系统中，收费的形式基本上还是人工识别车型和人工收费，或者是人工识别车型和电脑收费相结合。由于人工识别车型的不确定性和主观性，致使票款流失非常严重。据交通部门有关资料统计，目前公路收费的总额只占应收总额的80％左右，其中有相当一部分流失。给国家和公路经营单位造成极大损失。鉴于此，建立一个完善的收费管理制度，特别是建立一个超高精度的车辆自动分类系统，使其分类准确度达到或超过一个熟练的收费员的准确度，彻底杜绝通过车在数量、类型以及免费车上的作弊行为，对高速公路的发展有十分重要的意义。

国内外车辆自动分类检测装置多种多样，基本上是根据车辆本身的参数进行分类。较常用的方法有以下两种：

1、红外自动分类装置

其原理是用红外线扫描车辆的外形轮廓，并根据车辆的外形轮廓特征(譬如车长、车高、车头形状等)来对车辆进行分类。其特点是原理简单、技术成熟，同时存在的缺点是系统较为复杂，环境适应性差，故障率较高，维修不便

2、线圈自动分类装置

利用金属物体通过感应线圈时，感应线圈的参数会发生变化的原理，当车辆通过埋在地下的感应线圈时，感应线圈的参数会发生变化，由于底盘形状的不同，对感应线圈的影响就不同。因此，通过测量感应线圈参数的变化就可以间接地反应车辆底盘的特征，再进一步根据底盘的特征来判别车辆。其特点是系统简单，隐蔽性好，不需要维护，不足之处是电感线圈易受周围环境的影响(譬如介质、电磁信号等)

本实用新型的目的是设计一种车辆自动分类装置，将先进的光电检测技术、信号相关技术、信息融合技术、智能模糊识别技术集中于一个装置，以改善传统收费系统中的弊端，用计算机替代人工判别车型，杜绝收费中的漏洞，提高高速公路的管理水平和经济效益。

本实用新型设计的车辆自动分类装置，由红外分离器、线圈探测器和车道计算机组成，其中：

1、红外分离器包括：

1)用于发射红外信号的发射部分：

晶体振荡器T3产生高频振荡脉冲CLK，经大规模集成电路U2产生扫描时钟信号CLR和触发脉冲LCLK，送到移位寄存器U4，产生顺序的触发脉冲Q0-Q7，再与CLK经过与门U3，产生调制后的高频脉冲OUT0输入到由发光二级管L1、限流电阻R9和开关三级管T1组成的发射单元，使T1处于导通状态，L1发光；

2)用于接收红外信号的接收部分：

发射部分产生的扫描时钟信号CLR和触发脉冲LCLK，经移位寄存器U8，产生顺序的触发脉冲Q0-Q7，再与接收单元U9接收到的信号R0，经与非门U10和U11产生输出信号OUT0-OUT7，经与非门U7产生接收单元状态信号IN1、IN2、IN3送到控制部分；

(3)用于控制发射部分和接收部分同步工作的控制部分

大规模集成电路U16接收接收部分发来的状态信号IN1、IN2、IN3，并转换成数据信号D0-D7以及中断信号INT送到单片机U12，单片机将数据通过通讯芯片U14发给车道计算机。

2、线圈探测器包括

(1)两个感应线圈，用来感应汽车的底盘特征信号，该感应线圈埋于本装置的车辆入口处的地面下；

(2)两个频率采样器：频率采样器完成采样信号的放大、整形和滤波。两频率采样器工作原理一致。

埋于地面下的感应线圈通过耦合电感131与第一个频率采样器上的电容C5组成LC振荡回路，产生的振荡频率F，该频率值取决于线圈电感值L和电容C5的大小，电容C5固定不变，因此，感应线圈电感量L的变化就决定了振荡频率F的变化。该振荡频率F经过三极管T1放大电路放大后，送至运算放大器U17进行比较、滤波，经过整形后转换成方波输出至下一级频率计数器处理；

(3)频率计数器：

频率计数器U9以芯片为核心，该芯片在单片机U20的控制下，可分别完成对上述两个频率采样器送过来的频率F1和F2进行计数，U19工作于计时器模式，计时器将当前对频率F1和F2的计数值保存下来，并将计数结果送至单片机。

(4)微型计算机处理系统

单片机U20接收频率计数器U19送来的数据，并进行数据的分析和处理，通过通讯芯片U24向车道计算机发送数据。