[发明专利]光电一体化轮轴计数器及其计数方法

说明书

技术领域

本发明属交通电子领域，主要用于检测车辆轴数的光电一体化轮轴计数器及其计数方法。

背景技术

在智能交通领域，经常需要对车辆的外部特征进行检测，从而运用到计重系统、车型判别系统等智能自动控制设备中。车辆的轮轴计数就是其中一个非常重要的特征参量。现有的轮轴计数技术或相关产品主要有以下几种：

第一种是胶条式压力开关，采用导电橡胶制作成1米至3米长度的胶条，横向或斜向铺设在车道上。有车辆经过时胶条受压，产生开关闭合信号；斜向铺设的两条平行胶条，可以根据两胶条的信号变化情况，判断车辆是单轮还是双轮(即判断单双轮)。这种识别器的优点是成本较低，缺点是单双轮识别率不高。

第二种是点触式压力传感器，这类传感器主要应用于公路动态计重收费及超限管理系统中对车轮宽度、车轮数的检测。压力传感器有规律地铺设在收费车道内，且由数十个压力传感器组成，传感器之间的间距约为10cm；轮轴识器处理控制器通过采集计算各个压力传感数据，然后依据这些数据计算出重量、车轴数、轮肽数等特征参数。这种识别器的优点是压力传感器可以检测重量，缺点是成本很高，难以大范围推广。

第三种是压电式轮轴识别器，采用压电薄膜技术研制而成，压电薄膜交通传感器通过金属编织芯线、压电材料和金属外壳制成同轴结构。而压电材料是一种经特殊加工后能将动能转化成电能的材料；一些聚合体材料，例如共聚物P(VDF-TrFE)使压电材料的这一特性有了很大提高。在压电薄膜交通传感器的制造过程中，将压电材料置于一个强电场中极化，数量级为每一毫米厚的压电材料大约100000V。极化场使非结晶聚合体变成半晶体的形式，同时又保留了许多聚合体的柔韧特性。这种识别器缺点是成本较高，且不能检测静止在传感器上的车辆，只能检测动态信号。优点是安装简单。

发明内容

本发明的首要目的在于针对现有技术的缺陷与不足，提供光电一体化轮轴计数器，采用精确度更高的光电信号去计算车辆轴数。

本发明的另一目的是提供光电一体化轮轴计数方法。

本发明采用以下技术方案实现上述首要目的：本光电一体化轮轴计数器，包括一个MCU控制器、多路漫反射式光电传感器、一个显示模块及一个接口模块；MCU控制器分别与多路漫反射式光电传感器、显示模块、接口模块连接；多路漫反射式光电传感器有序地安放在一条槽内，根据车的高度及车身自动调节光电传感器的垂直高度位置，从而形成几束平行排列的光束垂直射向车辆轮胎位置；车辆轮胎侧面对光信号进行漫反射，漫反射后的光信号进入漫反射式传感器后转换为电信号并输入到MCU控制器中；MCU控制器根据所输入的电信号判断为轮胎的轮轴存在，并对轮轴进行计数。

所述接口模块为RS232通信接口、继电器或者电平信号接口。

所述显示模块为LCD显示模块或LED显示模块。

本发明采用如下技术方案实现上述另一目的：基于所述光电一体化轮轴计数器的光电一体化轮轴计数方法，包括以下步骤：多路漫反射式光电传感器向车辆轮胎位置垂直射出几束平行光束；车辆轮胎对光信号进行漫反射，漫反射后的光信号由漫反射式光电传感器转换成脉冲信号；MCU控制器根据车辆轮胎对光信号漫反射所产生的脉冲信号判定为车辆的存在，且一脉冲信号对应为一车轮。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明实现了光信号的精确定位与现实交通需求的完美结合，得到的车辆特征信号数据可广泛应用到智通交通控制领域，成本低，计数精度高。可结合车辆的车型自动识别系统、称重系统、车流量统计系统等开发出相关功能的交通智能系统；可提供科学化的数据，进一步提高我国的交通行业管理水平，能更充分地利用车道资源，减少交通人力管理的支出，具有很大的市场前景和市场效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的安装示意图；

图3是前端电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本发明利用光的反射物理特性为技术基点，设计成一个光发射、光接收于一体的漫反射式传感器，由于光射出去遇到的物体对象各式各样，有平面光滑的，有粗糙面的，有斜面的，有曲面等不规则的几何面，所以通过对光的漫反射光线进行收集计算，就可以判断光束前面有或者没有物体的存在了。由于光的漫反射，它的光线很弱，且不集中成束，所以要对反射回来的光信号进行放大转换成电信号。