[发明专利]基于各向异性磁阻传感器阵列的车辆探测器

说明书

技术领域

本发明属于道路车辆检测与控制用领域，具体涉及一种基于各向异性磁阻传感器阵列的车辆探测器。

背景技术

近年城市的汽车数量越来越多，带来了车辆管理，交通拥堵问题。车辆探测设备可以为智能交通控制系统提供车辆的运行信息，从而实现交通优化控制及道路保护等功能。

现有的车辆探测设备，如交通摄像头，雷达，环形线圈感应器等，成本高，体积大，功耗大，不易施工，探测准确率受天气和环境影响大。

基于磁阻传感器的车辆检测技术因其检测灵敏度高，不易受气候影响，可小型化而得到快速发展。但单一的磁阻传感器在准确探测车辆及其行驶速度，方向上还有局限性。通常的解决方案是布设多个磁阻传感器。利用车辆到达不同磁阻传感器的时间差和先后顺序来测量速度和方向。此方案需要安装多个磁阻传感器，成本高，施工量大。而且因为各磁阻传感器之间通常间距较大，车辆可以在两个磁阻传感器之间换到另外一条车道上，就会发生前一个磁阻传感器探测到车辆但下一个磁阻传感器没有探测到车辆，从而不能测量车的速度和方向。另外，磁场的变化是三维的。现有的测量方法通过测量磁场在和车道平行方向上的变化来探测车辆及其速度，忽略了其他方向的变化。此方法假设车辆行驶方向与车道完全平行。如果车辆在通过磁阻传感器时与车道不平行，就会引起误差。在测量车速时，如果磁阻传感器之间距离短，此误差会明显影响测量结果。

发明内容

本发明的目的是针对现有车辆探测技术中的准确性和成本问题，提供一种基于各向异性磁阻传感器阵列的车辆探测器，用三个三维各向异性磁阻传感器实现实时车辆探测，车速，加速度和运行方向的测量。且具有智能化的控制与数据传输，设备的小型化和低功耗优化的特点。

本发明采用的技术方案是：基于各向异性磁阻传感器阵列的车辆探测器，其特征在于，该车辆探测器包括三维各向异性磁阻传感器阵列，数据采集模块，中央信息处理控制模块，数据存储与传输模块，电源控制模块；三维各向异性磁阻传感器阵列与数据采集模块连接，数据采集模块与中央信息处理控制模块连接，中央信息处理控制模块与数据存储模块和传输模块连接,电源控制模块与车辆探测器的各个模块相连；所述三维各向异性磁阻传感器阵列用于探测车辆。该三维各向异性磁阻传感器阵列设置在坐标轴X、Y、Z方向上，每个方向均各有至少三个传感单元以一定间隔的方式放置，三个三维各向异性磁阻传感器分别在不同时间在坐标轴X、Y、Z方向上探测到地球磁场产生的扰动，从而探测到车辆的存在，计算出车辆在X、Y、Z方向上的速度，加速度，以此得出车辆行驶速度，运行方向，是否在加速或减速，是否在换车道。

作为上述方案的优选，所述的三维各向异性磁阻传感器阵列包括三个三维各向异性磁阻传感器，每个三维各向异性磁阻传感器包括三个传感单元；三个传感单元分别平行于对应空间坐标系的三条立体相交的坐标轴X、Y、Z；三个三维各向异性磁阻传感器以之间间隔一定距离的方式放置在与坐标轴X、Y、Z方向成一定角度的直线上并集成在一个车辆探测器之内。

作为上述方案的优选，所述的数据存储模块包括存储有探测器运行状态和参数和安全加密信息的闪存存储单元，以及存储有原始数据和探测结果的安全数码卡存储单元。

作为上述方案的优选，所述的中央信息处理控制模块采用MSP430低功耗处理器，包括多通道高速处理单元，低功耗工作单元，输出控制接口。

作为上述方案的优选，所述的数据传输模块包括有线串行传输单元和无线射频传输单元，通过编程实现有线通信或无线通信，或同时进行有线和无线通信。

作为上述方案的优选，所述电源控制模块由大容量12V锂亚电池、电压转换电路和电源控制开关组成；所述的电源控制模块与各模块通过控制开关连接，中央处理器控制各模块的电源开关使设备进入低功耗运行状态。

本发明的有益效果是：车辆经过所述基于各向异性磁阻传感器阵列的探测器时，三个三维各向异性磁阻传感器分别在不同时间在坐标轴X、Y、Z方向上探测到地球磁场产生的扰动，从而探测到车辆的存在，计算出车辆在X、Y、Z方向上的速度，加速度，以此得出车辆行驶速度，运行方向，是否在加速或减速，是否在换车道。本发明采用一个探测器实现所述功能，降低了成本。准确度高，低功耗，持续工作时间长。体积小，施工方便，减少对道路的破坏，降低了维修成本，不易受环境影响。

附图说明

图1是基于各向异性磁阻传感器阵列的车辆探测器的结构原理框图；

图2是图1中各向异性磁阻传感器阵列20的结构示意图。

具体实施方式