[发明专利]基于激光测距的道路车辆信息采集节点装置

说明书

技术领域

本发明涉及交通信息采集设备，特别涉及用于交通信息采集的激光设备，具体是指一种基于激光测距的道路车辆信息采集节点装置。

背景技术

激光距离传感器(又称激光测距仪)是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光距离传感器依靠目标的反射来识别：传感器向目标射出脉冲激光，由光电元件接收目标反射的激光脉冲，时间鉴别测定激光束从发射到接收的脉冲飞行时间，就可以得出从传感器到目标的距离。在激光距离传感器基础上发展起来的激光雷达不仅能测距，而且还可以测量目标方位、运动速度和加速度等。激光距离传感器是激光、精密机械、嵌入式技术及光电子学等多学科技术的综合应用。由于激光具有高方向性、高单色性和高功率等优点，激光距离传感器由于测距较远、方便判定目标方位、精确度和分辨率高、抗干扰能力强等优点，应用领域不断扩大、行业需求众多。

智能交通之所以有巨大的发展潜力而成为物联网发展的重点领域，是与我国的国情密不可分的。随着我国经济建设的蓬勃发展，城市规模不断扩大，汽车数量的持续快速增长，交通拥堵现象日趋严重，交通事故时有发生。交通问题已成为城市管理工作中的重大社会问题。利用先进的电子、通信等技术发展我国的智能交通系统，加强现有道路交通的运输管理，提高路网的通行能力和交通服务质量非常重要。

目前我国公路交通信息采集主要有地感线圈、微波探测、超声波探测、视频图像识别和压电称重等监测方式，以上这些方式都有其各自的局限性。例如效果单一，一套仪器只能检测单一的交通信息特征；检测准确率不高，在有车辆距离较近或者相互遮挡的情况时，部分车速和流量信息会产生丢失或误判；成本较高，施工麻烦，如地感线圈需要预先进行路面埋设，视频分析服务器成本一直居高不下。

在将激光技术用于交通信息采集的相关应用领域中，中国专利申请200810079778.0公开了一种采用红外光传感器配合路面铺设反光带，并沿反光带长度方向逐点扫描方式发射和接收的激光信息收集装置，两组这样的红外光传感器相距d的位置，可以对车辆的长度、行驶速度等进行测量。但这种类型的信息采集有很多缺点，例如需要用到两套光传感器系统；需要在路面上设置反光带；如果要达到此专利所想达到的效果，传感器来回扫描的速度需要达到几百甚至上千赫兹，如此扫描范围的机械扫描结构是难以做到的。中国专利申请200910092596.1介绍了一种利用垂直路面放置的激光测距或者超声波测距仪对路面车辆进行监控，能够达到对道路车辆类型进行识别的目的，识别时候对距离变化点进行监测，但这个专利方法对车辆进行识别的采样率偏低，不能对车辆做到细致甄别；这个专利的另一个缺点是由于这个专利没有考虑车辆的速度对车辆高度点采样率的影响，因此对车辆车型的识别率非常低，应用效果较差。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够实现车辆速度测量、车辆行为触发、车辆轮廓描绘、车流量统计等诸多功能的，结构简单，布设及应用简便，成本低廉，应用效果佳，且应用范围广泛的基于激光测距的道路车辆信息采集节点装置。

为了实现上述的目的，本发明的基于激光测距的道路车辆信息采集节点装置具有如下构成：

该节点装置包括激光距离传感器以及内置于所述的激光距离传感器中的数据处理器，所述的节点装置架设于道路一个车道的上方，所述的激光测距传感器为大角度激光收发测距传感器，所述的数据处理器具有车辆信息识别模块，所述的激光距离传感器的信号输出端连接所述的车辆信息识别模块的信号输入端。

该基于激光测距的道路车辆信息采集节点装置中，所述的大角度激光收发测距传感器包括控制电路、脉冲激光发射电路和激光接收电路，所述的脉冲激光发射电路和激光接收电路均连接所述的控制电路，所述的控制电路还连接所述的数据处理器。

该基于激光测距的道路车辆信息采集节点装置中，所述的脉冲激光发射电路的激光发射方向迎向所在车道的来车方向，且所述的激光发射方向与车道间夹角的角度在20°至60°之间。

该基于激光测距的道路车辆信息采集节点装置中，所述的大角度激光收发测距传感器的接收孔径角度角度在20毫弧度至100毫弧度之间。

该基于激光测距的道路车辆信息采集节点装置中，所述的脉冲激光发射电路发射的激光的在所述的车道上形成光斑。所述的光斑为2.5米×1米的矩形光斑。该光斑与所述的激光距离传感器之间的距离为25米。

该基于激光测距的道路车辆信息采集节点装置中，所述的激光接收电路的接收范围为一直径2.7米的圆形范围。