专利名称：压电薄膜式机动车测速抓拍装置的制作方法
压电薄膜式机动车测速抓拍装置
技术领域：
本发明涉及智能交通领域，具体涉及到一种机动车测速抓拍装置。背景技术：
目前机动车测速系统大致分为激光测速、雷达测速、以及视频测速三种。激光测速系统的基本原理建立在光波测距的基础之上，利用对运动物体的多次测距与时间之比得出其运动速度。激光测速系统对于测速的角度要求非常高，测速系统应该正对运动物体的运动方向，测量偏差角度应小于10°，而且该系统价格昂贵。雷达测速系统采用了多普勒雷达体制，多普勒效应是指当发射源与接受者之间有相对径向运动时，接收到的信号频率将发生变化。该方法对测速的角度要求非常高，测速系统应该正对运动物体的运动方向。测量偏差角度应小于10°，且系统价格昂贵。视频测速系统采用目标识别与目标跟踪技术，通过复杂的建模和视频图像处理方法获得车辆速度。这种系统建模复杂，数据运算量大，对硬件要求高，夜间或恶劣天气对系统精度影响较大。压电薄膜作为一种线性度高、响应速度快、灵敏度高的压电传感器，已经广泛应用于超声波诊断仪的探头、声纳、耳机、麦克风、电话、血压计等装置中的换能部件。
发明内容为了克服激光测速、雷达测速偏差角度小、成本高，视频测速硬件要求高、算法复杂、误判率高及易受环境影响的不足，本发明的主要目的是提供一种简单、有效、准确、不受环境影响、智能的机动车测速抓拍系统。本发明为达到上述目的所采用的技术方案是一种压电薄膜式机动车测速抓拍装置，包括压电薄膜传感器组、模拟信号调理模块、模拟/数字转换模块、数字信号处理模块、视频采集模块、摄像头、通信模块以及供电模块，所述的压电薄膜传感器组通过模拟信号调理模块、模拟/数字转换模块与数字信号处理模块相连，所述的摄像头输出接口通过视频采集模块与数字信号处理模块相连，所述的数字信号处理模块与通信模块和供电模块相连。本发明中压电薄膜传感器组包括两条平行的压电薄膜传感器和置于两者之间用于分车的地感线圈，压电薄膜传感器的距离为IS，车辆压过两个压电薄膜传感器的时间差为It，测量压过传感器的速度为V =，当此速度大于限定速度值时，数字信号处理模块触发视频采集模块控制摄像头拍摄，拍摄到的照片连同车辆速度、时间、地点一并由通信模块发送出去，交警信息中心便可在无人值守的情况下搜集各个监控地点的机动车超速情况。本发明的有益效果是将先进的传感器技术、计算机技术、视频图像处理技术应用到机动车测速中，实现快速、准确、全自动、全天候对超速违章车辆进行拍照和图片自动上传等功能，在高速公路、 村庄、学校等限速路段实现全天候无人值守监控，对维护交通秩序具有重要意义。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。图1为本发明的结构示意2为本发明的实际安装结构示意3为本发明中压电薄膜传感器埋于路面下的结构示意图
具体实施方式下面结合实施例和附图，对本发明做进一步说明，但是本发明的实施方式不限于此。如图1所示，本发明由压电薄膜传感器组、模拟信号调理模块、模拟/数字转换模块、数字信号处理模块、视频采集模块、摄像头、通信模块以及供电模块组成，实际安装方式参考图2和图3。供电模块将市电转化为5V直流电，分别为模拟信号调理模块、模拟/数字转换模块、数字信号处理模块、视频采集模块、通信模块供电；压电薄膜传感器中的信号经与之相连的模拟信号调理模块进行阻抗变换、滤波、放大等处理，处理后的信号经模拟/数字转换模块(可采用AD7896，但不限于此)转换为数字信号，数字信号经数字信号处理模块处理，求出特征点(峰值点或上升斜率最大点)，两路压电薄膜传感器的特征点对应的时间差为It，两个压电薄膜传感器的距离为IS，于是可得被测车辆压过压电薄膜传感器时的速度ν =，当此速度超过预先设定的本路段限定速度时，数字信号处理模块便控制视频采集模块和摄像头拍下该违规车辆的高清视频或一组高清晰图像，而后将拍摄下来的高清晰视频或高清晰图形连同时间和预设好的本摄像头安装位置等信息，通过通信模块(本实施例采用有线网络)传输到交通控制中心，作为对违规车辆的处罚依据。本实施例中所提到的供电模块将市电转化为5V电压为其他模块供电是一种比较常见的、通用的供电方式，转化成其他直流电压或分别为不同模块提供不同的供电电压也是可行的；本实施例提到的采用两条压电薄膜传感器平行安装，地感线圈埋置于两者之间的安装方式只是一种比较简单、优化的方案，并没有限定传感器的条数、是否平行、地感线圈的位置，其他类似方式也可以达到同样的目的；模拟信号调理电路采用阻抗变换电路、滤波电路、放大电路对信号进行处理，并没有限定这三种处理电路连接的先后顺序和级数，其他类似方式也同样可以达到此目的；通信模块采用有线网络方式，也可以采用无线传输方式实现数据传输和交通控制中心对本地设备的设置与访问。除上述实施例外，凡采用等同替换或等效变换等形式所获得的技术方案，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种压电薄膜式机动车测速抓拍装置，其特征是包括压电薄膜传感器组、模拟信号调理模块、模拟/数字转换模块、数字信号处理模块、视频采集模块、摄像头、通信模块以及供电模块。
2.如权利要求1所述的压电薄膜式机动车测速抓拍装置，其特征在于采用压电薄膜传感器组感应车辆通过信息。
3.如权利要求1所述的压电薄膜式机动车测速抓拍装置，其特征在于压电薄膜传感器组包括压电薄膜传感器和用于分车的地感线圈。
4.如权利要求1所述的压电薄膜式机动车测速抓拍装置，其特征在于采用压电薄膜传感器组直接固定于在路面开挖的窄槽中。
5.如权利要求1所述的压电薄膜式机动车测速抓拍装置，其特征在于在检测到车辆压过压电薄膜传感器组的速度超过预设值时，数字信号处理模块控制视频图像处理模块和摄像头自动拍照或高清录像。
6.如权利要求1所述的压电薄膜式机动车测速抓拍装置，其特征在于拍摄到超速车辆图片或视频后，数字信号处理模块控制通信模块将违章车辆图片或视频、速度、时间及地点等信息自动传输到数据管理中心。
全文摘要
本发明公开一种压电薄膜式机动车测速抓拍装置，其特征是包括压电薄膜传感器组、模拟信号调理模块、模拟/数字转换模块、数字信号处理模块、视频采集模块、摄像头、通信模块以及供电模块，所述的压电薄膜传感器组通过模拟信号调理模块、模拟/数字转换模块与数字信号处理模块相连，所述的摄像头输出接口通过视频采集模块与数字信号处理模块相连，所述的数字信号处理模块与通信模块和供电模块相连。本发明将先进的传感器技术、计算机技术、视频图像处理技术应用到机动车测速中，实现快速、准确、全自动、全天候地对违章车辆进行拍照和图片自动上传等功能，在高速公路、村庄、学校等限速路段实现全天候无人值守监控，对维护交通秩序具有重要意义。
文档编号G01P3/66GK102236969SQ20111005788
公开日2011年11月9日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者冯晓星, 杨欣, 王新安, 班庆远 申请人:北京大学深圳研究生院, 深圳思量微系统有限公司