[发明专利]一种悬吊式超声波阵列乡村公路车辆检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通系统领域，尤其是涉及乡村公路车辆信息检测问题，可以广泛应用于在路面较窄、信号有线传输布线困难的乡村公路车辆检测场合。

背景技术

我国是一个农业人口众多的国家，在广阔的农村土地上存在大量的乡村公路。虽然这些年来国家和政府加大了对乡村公路的建设，但是受资金短缺、历史原因、地理条件等因素的限制，乡村公路路面较窄、弯道较多的现状始终没有从根本上解决。通常是采取在每隔一段较窄的路段上修建一个岔口，会车在岔口进行。但是，由于乡村公路弯道较多，司机有视觉盲区，这给司机判断是否需要避让对面车辆带来了困难。同时，即使会车双方看到彼此几乎同时驶入一段单车道路段，也可能由于没有警示信号而互不相让，导致车辆拥塞，甚至引发纠纷。目前市面上的会车警示装置产品和公布的该类专利，存在布线困难、功能单一等缺陷。专利CN201408481Y、专利CN202523224U、专利CN201738255U在道路一端的地下分别安装地感线圈、地磁感应传感器、压电板检测车辆，存在布线和维护困难的缺陷。专利CN200920063304在道路一端的两侧安装红外对管来检测车辆，存在供电不便、安装困难等问题。本发明提供一种悬吊式超声波阵列乡村公路车辆检测装置，克服上述已有技术专利的缺陷。

发明内容

本发明提供一种悬吊式超声波阵列乡村公路车辆检测装置。通过在位于会车岔口处已有的太阳能路灯杆上安装此车辆检测装置。该装置所含的五阵元超声波阵列模块固定在1.5m×2m的U状支撑管平面上，悬吊在离地面4.5m处的延伸支架上。该车辆检测装置能检测出有无汽车通过、汽车行驶方向、汽车类型等车辆信息。所述车辆检测装置具有成本低、安装方便、体积较小等优点，可以广泛应用在路面较窄、信号有限传输布线困难的乡村公路车辆检测场合。本发明是通过以下技术方案实现的。

    本发明提供一种悬吊式超声波阵列乡村公路车辆检测装置，包括供电模块、微处理器模块、五阵元超声波阵列模块、脉冲驱动模块及回波检测模块。所述供电模块分别与微处理器模块、脉冲驱动模块及回波检测模块连接；所述微处理器模块分别与脉冲驱动模块及回波检测模块连接；所述五阵元超声波阵列模块分别与脉冲驱动模块及回波检测模块连接。

进一步，本发明所述供电模块包括太阳能电板、充电电路、蓄电池三个子模块，用于为所述车辆检测装置供电。白天阳光充足时，在利用太阳能电板供电的同时，通过充电电路给蓄电池充电；晚上则利用蓄电池供电。

进一步，本发明所述微处理器模块采用低功耗单片机，用于所述车辆检测装置的超声波脉冲信号的生成、驱动控制信号产生、回波信号检测、时序控制，以及进行有无车辆、车辆类型、车辆行驶方向的判断。

进一步，本发明所述五阵元超声波阵列模块包括五组超声波收发子模块，用于完成脉冲到超声波的转换和回波到电信号的转换。五阵元超声波阵列模块固定在1.5m×2m的U状支撑管平面上，悬吊在离地面4.5m处的延伸支架上。

进一步，本发明所述脉冲驱动模块采用电平转换驱动放大芯片，用于驱动超声波发射子模块。

进一步，本发明所述回波检测模块包括回波信号放大电路和脉冲整形子模块，用于将回波电信号映射为状态信号。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明系统组成框图。

图2为本发明五阵元超声波阵列模块示意图。

图3为本发明脉冲驱动模块原理图。

图4为本发明回波检测模块原理图。

具体实施例

如图1所示的本发明系统框图中，供电模块为微处理器模块（MSP430F149）、脉冲驱动模块（ST202）及回波检测模块（TL074）供电。微处理器模块首先按照规律产生40KHz的脉冲信号，脉冲信号经过脉冲驱动模块转换为232电平后驱动超声波发射头，当超声波遇到车辆顶部后产生反射，经超声波接收头后变为电信号，最后利用回波检测模块检测后送入微处理器模块中处理。

图2为本发明五阵元超声波阵列模块示意图。所述五阵元超声波阵列模块固定在1.5m×2m的U状支撑管平面上，悬吊在离地面4.5m处的延伸支架上，U状支撑管平面在公路平面的水平投影处于公路中间位置。图中的T_i、R_i分别表示第i个超声波发射头与超声波接收头。