[发明专利]光切割多车道速度及加速度检测装置及其方法

权利要求书

1.一种光切割多车道速度及加速度检测装置，其特征在于，该检测装置包括：

若干支撑杆，多车道两侧垂向间隔相对设置若干所述支撑杆；

传感器对，相对设置的两所述支撑杆上均对应设置有所述传感器对，每一所述传感器对均包括发射端传感器和接收端传感器，且每一所述支撑杆上设置的传感器均包括纵向间隔设置的两层传感器；

测距模块，所述测距模块固定设置在车辆前进方向经过的第一对所述支撑杆上；

控制与运算装置，所述控制与运算电连接所述传感器对和测距模块，控制所述传感器对和测距模块的工作；

显示装置，所述显示装置用于显示所述控制与运算装置的输出结果。

2.根据权利要求1所述的光切割多车道速度及加速度检测装置，其特征在于，沿车道前进方向的两个相邻所述支撑杆的距离为1.5米。

3.根据权利要求1所述的光切割多车道速度及加速度检测装置，其特征在于，所述传感器对均采用激光对射传感器。

4.根据权利要求1～3任一项所述的光切割多车道速度及加速度检测装置，其特征在于，所述测距模块采用激光测距传感器。

5.根据权利要求1～3任一项所述的光切割多车道速度及加速度检测装置，其特征在于，每一所述支撑杆上均设置有指示灯，每一所述指示灯对应一所述支撑杆上下两层传感器，灯亮表示相应所述支撑杆上下两层传感器均没有接收到信号，灯灭表示相应所述支撑杆上下两层传感器在同一水平直线上且已经接收到信号。

6.一种基于权利要求1～5任一项所述的光切割多车道速度及加速度检测装置的检测方法，其特征在于，具体测速过程为：

1)控制与运算装置接收测距模块采集的距离值，判别出是否有机动车经过、是单车经过还是多车并行，若是多车并行情况判断机动车所在行驶车道判断机动车行驶情况；

2)计算得到机动车经过第一对传感器A上、下时的初速度v_A1、机动车经过第二对传感器B上层时的速度v_AB1、机动车经过第二对传感器B下层时的速度v_AB2以及机动车车头经过第一对传感器A和第二对传感器B之间的加速度a_AB；

式中，L_AB-1表示第一对传感器A上层到第二对传感器B上层之间设置距离，L_AB-2表示第一对传感器A下层到第二对传感器B下层之间设置的距离，T_1-1为机动车碰触第一对传感器A上层开始时间，T_1-2为碰触第一对传感器A下层开始时间，T_2-1为碰触第二对传感器B上层的时间，T_2-2为碰触第二对传感器B下层的时间；

3)得到机动车经过第一测距模块上、下时的初速度v_A1’、机动车经过第三对传感器C上层时的速度v_AC1、机动车经过第三对传感器C下层时的速度v_AC2以及机动车车头经过第一对传感器A和第三对传感器C之间的加速度

式中，L_AC-1表示第一对传感器A上层到第三对传感器C上层之间设置的距离，L_AC-2表示第一对传感器A下层到第三对传感器C下层之间设置的距离，T_3-1为机动车触第三对传感器C上层的时间，T_3-2为机动车碰触第三对传感器C下层的时间；

4)得到机动车经过第二对传感器B上层和机动车经过第三对传感器C上层之间的加速度a_BC’，得到机动车经过第二对传感器B下层和机动车经过第三对传感器C下层之间的加速度a_BC”；

5)得到机动车经过第二对传感器B和机动车经过第三对传感器C之间的加速度a_BC；

6)得到机动车的加速度a；

7)得到机动车经过第一对传感器A的平均速度机动车经过第二对传感器B计算的平均速度机动车经过第三对传感器C的平均速度

8)控制与运算装置将机动车经过第一对传感器A计算的平均速度机动车经过第二对传感器B计算的平均速度机动车经过第三对传感器C计算的平均速度机动车的加速度a以及测距模块采集的距离值x和y值均传输至显示装置，完成对机动车行驶车速、加速度、机动车所在车道、单车还是多车并行情况的判断。

7.根据权利要求6所述的光切割多车道速度及加速度检测装置的多车道测速方法，其特征在于，所述步骤1)的具体过程为：

1.1)当无机动车经过时，控制与运算装置接收测距模块的电压信号，得到道路两侧一对支撑杆A上下两层测距模块之间的距离，也就是多车道的水平距离，控制和运算装置对两个距离值求平均值，并将该平均值设置为背景值，将该背景值除以车道个数设置为比较值存储在控制和运算装置内；

1.2)当有机动车经过时，控制与运算装置接收两侧测距模块采集的距离值即x和y，将x与y值与比较值及背景值进行比较，假设该路段有三车道，记靠近x这边为第一车道，靠近y为第三车道，具体判断情况为：

若x+y≧背景值，说明此时无机动车经过；

若x≧比较值且y≧比较值但x+y≧2*比较值，说明此时单车经过并且在中间第二车道；

若x≦比较值且y≧比较值但x+y≧2*比较值，说明此时单车经过并且在第一车道；

若x≧比较值且y≦比较值但x+y≧2*比较值，说明此时单车经过并且在第三车道；

若x≧比较值且y≦比较值但比较值≦x+y≦2*比较值，说明两车并行经过，并且分别在第二、第三车道；

若x≦比较值且y≧比较值但比较值≦x+y≦2*比较值，说明两车并行经过，并且在第一、第二车道；

若x≦比较值且y≦比较值但x+y≦比较值，说明要么两车经过，分别在第一、第三车道，要么三车同时经过。