專利名稱：用紅外線矩陣檢測車流量的方法及交通監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用紅外線矩陣檢測車流量的方法及交通監(jiān)測系統(tǒng)，特別是利用紅外線矩陣檢測設(shè)備檢測道路上機動車流量的方法以及道路交通監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著城市中機動車數(shù)量的增加，城市道路交通壓力越來越大，準確掌握道路交通情況對于城市道路交通管理和城市交通發(fā)展都十分重要。目前對道路交通情況的了解都是通過視頻監(jiān)視的方法，用人工測算和經(jīng)驗分析，得到諸如交通量大，交通量??；堵車，不堵車等大概情況分析，無法得出每條道路在某個時間段通過多少量機動車的數(shù)據(jù)，無法得出某個路段出現(xiàn)堵車現(xiàn)象的頻度和堵車出現(xiàn)的時間規(guī)律。目前沒有見到可以具體統(tǒng)計出通過某個路段機動車數(shù)量的技術(shù)。
與本發(fā)明接近的技術(shù)有利用紅外線或激光判斷統(tǒng)計經(jīng)過某區(qū)域物體的技術(shù)，它們利用物體經(jīng)過時阻擋信號的次數(shù)來計數(shù)，需要物體按順序經(jīng)過監(jiān)測區(qū)域。由于車輛在道路上行駛的情況復(fù)雜多變，這些技術(shù)無法直接移植到檢測在道路上行駛的車輛上來。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以檢測駛?cè)肽硞€路段機動車數(shù)量和駛出該路段機動車數(shù)量的技術(shù)，通過計算機對數(shù)據(jù)進行分析，從而得出道路交通情況的量化分析結(jié)果，例如有多少量機動車在該路段上行駛，該路段平均每分鐘通過多少量車等，為城市道路交通管理和城市交通發(fā)展提供服務(wù)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是在道路的主要入口和出口安裝紅外線監(jiān)檢測矩陣設(shè)備，按時間段檢測出駛?cè)牒婉偝鲈撀范螜C動車的數(shù)量，通過對數(shù)據(jù)的分析，得出該道路交通情況的量化分析結(jié)果。
①紅外線檢測矩陣的構(gòu)成紅外線檢測矩陣由兩排嵌入路面內(nèi)的紅外線接收器和安裝在路面之上幾米處的紅外線發(fā)射器組成，兩排紅外線接收器之間的距離為0.5～2米，每排紅外線接收器由若干間隔0.2～0.9米的紅外線接收管和相應(yīng)接收電路組成。每個紅外線接收管和接收電路組成一個接收頭，兩排接收頭分別稱為A1，A2，A3…和B1，B2，B3…。紅外線接收管在沒有與垂直方向夾角很小的方向上遮擋的情況下可以接收到其上方紅外線發(fā)射器發(fā)出的信號，在接收電路中產(chǎn)生低電平信號，紅外線接收管在受到與垂直方向夾角很小的方向上遮擋的情況下無法接收到其上方紅外線發(fā)射器發(fā)出的信號，在接收電路中產(chǎn)生高電平信號。為了增強紅外線檢測矩陣的可靠性，紅外線發(fā)射器和接收器才用抗干擾技術(shù)。
②紅外線檢測矩陣統(tǒng)計經(jīng)過車輛的原理紅外線檢測矩陣利用紅外線發(fā)射和接收方向性較強的特點，當紅外線接收管在沒有與垂直方向夾角很小的方向上遮擋的情況下可以接收到其上方紅外線發(fā)射器發(fā)出的信號，在接收電路中產(chǎn)生低電平信號，紅外線接收管在受到與垂直方向夾角很小的方向上遮擋的情況下收不到其上方紅外線發(fā)射器發(fā)出的信號，在接收電路中產(chǎn)生高電平信號，判斷通過車輛的方向和數(shù)量。當有車輛經(jīng)過紅外線檢測矩陣時，車輛先后遮擋兩排紅外線接收器，從而判斷出車輛通過的方向。利用同一車輛至少要遮擋每排兩個以上相鄰連續(xù)的紅外線接收器，而并排行駛的車輛不會遮擋連續(xù)的紅外線接收器這一特點，紅外線檢測矩陣可以區(qū)分出并排行駛的車輛。由于每個紅外線接收器在收不到紅外線發(fā)射器發(fā)出的信號時，接收電路中產(chǎn)生特定高電平信號，利用這個特點，可以時時判斷紅外線檢測矩陣是否處于正常的工作狀態(tài)，確保統(tǒng)計出的結(jié)果準確可靠。
③單片機判斷計數(shù)原理單片機判斷計數(shù)原理圖如附

圖1所示。其中1、2、3……32表示接收頭A1、A2、A3……A32；33、34、35……64表示接收頭B1、B2、B3……B32。
單片機周期性地檢測接收頭A1，A2，A3…和B1，B2，B3…的狀態(tài)，通過判斷出現(xiàn)連續(xù)高電平的情況得出是否有車輛通過和通過的方向，對兩個方向通過的車輛分別計數(shù)。監(jiān)測周期要求小于車輛行駛1米距離所用的時間，保證車輛只遮擋一排接收器時的狀態(tài)能夠被檢測到，以便判斷車輛行駛的方向。
65～72表示集成塊IC1～IC8，是具有高阻狀態(tài)的8路反相器；73表示集成塊IC9，是單片機微處理器；74表示集成塊IC10，是3-8譯碼器。IC1～IC4的輸入端分別與接收頭A1～A32連接，IC5～IC6的輸入端分別與接收頭B1～B32連接，IC1～IC8的輸出端與單片機IC9的輸入接口連接，譯碼器IC10的輸入與單片機IC9的輸出口連接，譯碼器IC10的輸出分別與IC1～IC8的片選連接。
在單片機的一個判斷計數(shù)周期內(nèi)，單片機首先一一輸出選擇IC1～IC8的片選地址，經(jīng)過IC10譯碼后，分別選中IC1～IC8，將IC1～IC8上表示接收頭狀態(tài)的數(shù)據(jù)讀到單片機中，單片機將表示接收頭A1，A2，A3…和B1，B2，B3…狀態(tài)的最新數(shù)據(jù)保存到變量A(1)～A(32)和B(1)～B(32)之前，將前一次的讀到的數(shù)據(jù)保存到變量AA(1)～AA(32)和BB(1)～BB(32)。單片機分別判斷A(1)～A(32)和B(1)～B(32)中出現(xiàn)連續(xù)為1的情況與AA(1)～AA(32)和BB(1)～BB(32)中出現(xiàn)連續(xù)為1的情況比較，例如A(3)～A(6)出現(xiàn)連1則判斷AA(3)～AA(6)，如果多數(shù)為0，說明有車輛將要通過紅外線監(jiān)測矩陣，接著判斷BB(3)～BB(6)，如果多數(shù)為0，說明車輛是由A到B方向通過紅外線監(jiān)測矩陣，則在A到B方向計數(shù)一次。如果AA(3)～AA(6)多數(shù)為1，說明車輛正在通過紅外線監(jiān)測矩陣，向下判斷后面的A數(shù)據(jù)。
某段道路交通情況的分析將某段道路兩端設(shè)置的紅外線檢測矩陣檢測的車輛通過數(shù)量，根據(jù)判斷過程的要求確定以1～5分鐘為時間段，按照進入道路和離開道路分別傳送給中心計算機，中心計算機通過分析一段時間內(nèi)(比如2分鐘)進入和離開道路的車輛數(shù)，判斷道路上現(xiàn)有車輛的數(shù)量，以及通過車輛的數(shù)量，從而得出道路交通情況的量化信息。路上車輛較少，進入和離開的車輛相等且數(shù)量較小說明道路是暢通的；路上車輛較多，進入和離開的車輛相等且數(shù)量較大，說明道路通行良好；路上車輛較多，進入和離開的車輛相等且數(shù)量較小，說明車多通行緩慢；路上車輛較多，進入的車輛數(shù)大于離開的車輛數(shù)或離開的車輛數(shù)很小，說明發(fā)生了堵車。
具體實施例方式①建立交通情況監(jiān)測系統(tǒng)交通監(jiān)測系統(tǒng)示意圖如附圖2所示，1表示安裝在路口的紅外線檢測矩陣，2表示建立將紅外線檢測矩陣統(tǒng)計的經(jīng)過車輛數(shù)傳輸給中心計算機的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，3表示中心計算機。
在要監(jiān)測的道路兩端，安裝紅外線檢測矩陣，建立將紅外線檢測矩陣統(tǒng)計的經(jīng)過車輛數(shù)傳輸給中心計算機的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。外線檢測矩陣，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和中心計算機構(gòu)成交通監(jiān)測系統(tǒng)。紅外線檢測矩陣由兩排嵌入路面內(nèi)的紅外線接收器和安裝在路面之上幾米處的紅外線發(fā)射器組成，兩排紅外線接收器之間的距離為0.5～2米，每排紅外線接收器由若干間隔0.2～0.7米的紅外線接收管和相應(yīng)接收電路組成。紅外線檢測矩陣包含能夠分析計數(shù)的單片機系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以采用無線或有線方式及其它公知的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。中心計算機對收到的數(shù)據(jù)分別進行分析處理，得出道路交通狀況的詳細信息。
②發(fā)布和顯示監(jiān)測結(jié)果將監(jiān)測分析結(jié)果安照A-暢通(路上車輛較少，進入和離開的車輛相等且數(shù)量較小)，B-車多通行良好(路上車輛較多，進入和離開的車輛相等且數(shù)量較大)，C-車多通行緩慢(路上車輛較多，進入和離開的車輛相等且數(shù)量較小)，D-堵車(路上車輛較多，進入的車輛數(shù)大于離開的車輛數(shù)或離開的車輛數(shù)很小)分成4個等級?？梢岳脤ず襞_或手機短信等手段，將每個路段的交通情況全部或部分發(fā)送給裝在車輛上的移動接收設(shè)備，用綠，藍，黃，紅4種顏色顯示在電子地圖上，供用戶使用。
權(quán)利要求
1.一種用紅外線矩陣檢測車流量的方法及交通監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于該發(fā)明包含以下內(nèi)容①在道路的主要入口和出口安裝紅外線檢測矩陣設(shè)備，按時間段統(tǒng)計出駛?cè)牒婉偝鲈撀范螜C動車的數(shù)量，通過對數(shù)據(jù)的分析，得出該道路交通情況的分析結(jié)果。②紅外線檢測矩陣由兩排嵌入路面內(nèi)的紅外線接收器和安裝在路面之上幾米處的紅外線發(fā)射器組成，兩排紅外線接收器之間的距離為0.5～2米，每排紅外線接收器由若干間隔0.2～0.9米的紅外線接收管和相應(yīng)接收電路組成。③紅外線監(jiān)測矩陣利用紅外線接收管在沒有與垂直方向夾角很小的方向上遮擋的情況下可以接收到其上方紅外線發(fā)射器發(fā)出的信號，在接收電路中產(chǎn)生低電平信號，紅外線接收管在受到與垂直方向夾角很小的方向上遮擋的情況下收不到其上方紅外線發(fā)射器發(fā)出的信號，在接收電路中產(chǎn)生高電平信號，判斷通過車輛的方向和數(shù)量。④交通監(jiān)測系統(tǒng)由安裝在檢測道路的兩端紅外線檢測矩陣、將紅外線檢測矩陣統(tǒng)計的經(jīng)過車輛數(shù)傳輸給中心計算機的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和計算機分析系統(tǒng)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之用紅外線矩陣檢測車流量的方法及交通監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于該技術(shù)周期性地檢測接收頭的狀態(tài)，通過判斷出現(xiàn)連續(xù)高電平的情況得出是否有車輛通過和通過的方向，對兩個方向通過的車輛分別計數(shù)；通過對通過車輛數(shù)的分析了解道路交通狀況。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之用紅外線矩陣檢測車流量的方法及交通監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所說時間段的長短是根據(jù)判斷過程的要求確定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述之用紅外線矩陣檢測車流量的方法及交通監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所說兩排紅外線接收器之間的距離，是按照保證車輛只遮擋一排接收器時的狀態(tài)能夠被監(jiān)測到的要求確定的，沒有具體數(shù)值的限制；每個紅外線接收器的間隔，是按照同一車輛至少要遮擋每排兩個以上相鄰連續(xù)的紅外線接收器的要求確定的，沒有具體數(shù)值的限制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述之用紅外線矩陣檢測車流量的方法及交通監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所說紅外線檢測矩陣，利用紅外線發(fā)射和接收方向性較強的特點，也可以用激光等方向性強的發(fā)射和接收技術(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述之用紅外線矩陣檢測車流量的方法及交通監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所說數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)可以采用無線或有線方式及其它公知的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用紅外線矩陣檢測車流量的方法及交通監(jiān)測系統(tǒng)，特別是利用紅外線矩陣檢測設(shè)備檢測道路上機動車流量的方法以及道路交通監(jiān)測系統(tǒng)。在道路的入口和出口安裝紅外線檢測矩陣，紅外線檢測矩陣由兩排嵌入路面內(nèi)的接收器和安裝在其上方幾米處的發(fā)射器組成，兩排接收器之間的距離為0.5～2米，每排接收器由若干間隔0.2～0.9米的接收管和接收電路組成。接收管在沒有遮擋的情況下可以接收發(fā)射器發(fā)出的信號，接收電路中產(chǎn)生低電平，接收管在受到遮擋的情況下收不到發(fā)射器發(fā)出的信號，接收電路中產(chǎn)生高電平，利用每個接收電路輸出的高低電平判斷經(jīng)過車輛的方向和數(shù)量。按時間段統(tǒng)計出駛?cè)牒婉偝鰴C動車的數(shù)量，通過對數(shù)據(jù)分析，了解道路交通情況。
文檔編號G08G1/01GK1967623SQ200610149088
公開日2007年5月23日 申請日期2006年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月23日
發(fā)明者李瑞強 申請人:河北理工大學(xué)