专利名称：车型自动分类系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于智能交通的技术领域，涉及一种车型自动分类系统，具体是基于嵌入式硬件信号采集和智能分析识别技术，使用在高速公路收费系统和城市智能交通系统中对汽车车型进行实时识别的设备。
背景技术：
目前，高速公路主要的收费模式是按车型收费，将来对货车实行按重量收费。车型识别器所提供的车辆客货信息、车型信息、车轴信息，是收费系统的重要参数，用于计算车辆的通行费。如果没有自动车型分类，缺失车辆的入口车型信息，造成出口收费的车型对比功能失效，增加了费额出错的可能性，降低了系统的严谨性。有关车型分类的研究，国内已有十多年的历史，国内外的车型识别系统主要采用的方法有:①图形识别法:由图像中获取车辆的外形轮廓参数，从而确定车型，识别精度与图像质量和处理算法有关，安装简单但受环境亮度影响较大。②车牌识别法:由图像中获取车辆的车牌号，通过车辆数据库查找车型。且需建立车牌号、车型数据库，对无牌、假牌无效。优缺点与图形识别法同。③感应线圈法:测量车辆底盘的磁质分布，免维护但受车速的影响较大。④轴重测量法:对车辆的轴重、轴数计量，已用于计重收费系统。路面安装复杂，需要维护。⑤红外检测法:通过安装在车道上的红外线发射接收装置，测量车辆的外形尺寸来判断车型，受气候影响较大，雨雾天性能下降，需要维护。⑥电子标签法:在车上安装电子标签，车型数据记录在电子标签内，通过车道上方的微波设备读取数据，不停车电子收费系统即是采取这种方式判断车型的，该法安装简单、基本上不需维护，缺点是成本高、需在每辆车上安装电子标签。上述的车型识别的方法各自存在缺陷，由于可靠性、准确性或稳定性不能保证，或是与现有的人工车型分类方法不符合而难于通用化、产品化。目前广为使用且较为成熟的方法是采用红外检测、感应线圈检测、轮轴数检测相结合的方法以弥补单一传感器的不足，其中红外检测完成车辆的分离和侧面轮廓的检测，感应线圈检测完成有无车辆检测，轮轴数检测完成车辆的轴数和轮胎数的检测，再根据检测的数据对车型进行分类，在计重收费系统中，采用的也是这种方法，在公路行业的应用已经过了多年的使用验证。此外，某些车型自动分类系统也采用阵列式触点式开关来检测轮轴方式，通过轮胎同时压过多少个开关，以及开关之间是否有空隙来判断单轮还是双轮，这种方式存在较大问题，由于阵列触点开关较多，体积较大，需要大面积开挖路面，造成对路面结构的破坏，路面容易下沉；其次机械式触点开关容易损坏，特别是以货车为主的出省通道，超重超载货车长期辗压，更加容易损坏。上述论述内容目的在于向读者介绍可能与下面将被描述和/或主张的本实用新型的各个方面相关的技术的各个方面，相信该论述内容有助于为读者提供背景信息，以有利于更好地理解本实用新型的各个方面，因此，应了解是以这个角度来阅读这些论述，而不是承认现有技术。
实用新型内容本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种车型自动分类系统，其通过对车辆的车高、车轮数、车轴数、外形轮廓等外形特征进行检测，从而实现车型的自动分类和识别。本实用新型的目的通过以下技术方案实现:提供一种车型自动分类系统，包括红外扫描光幕、轮轴传感器、控制器；所述红外扫描光幕安装在车道两侧并电连接到控制器，所述红外扫描光幕将扫描到的车辆外形信号发送给所述控制器；所述轮轴传感器安装在车道中并连接到控制器，所述轮轴传感器将检测到的车辆轮轴数发送给所述控制器；所述控制器根据所述车辆外形信号和车辆轮轴数分类出车型结果。其中，所述红外扫描光幕由对射式红外扫描光幕主体、对射式红外光电开关和箱体构成；对射式红外扫描光幕主体、对射式红外光电开关安装在箱体内。其中，所述的轮轴传感器由压电薄膜传感器、信号电缆组成，压电薄膜传感器埋设在车道路面的开槽中，槽的末端与红外扫描光幕对齐，槽与车辆行驶方向成45度，压电薄膜传感器通过设置在槽中的快速固化环氧树脂灌封，环氧树脂高出路面I一2_。其中，所述的控制器由箱体、嵌入式处理器主板、开关电源和总开关构成；所述的嵌入式处理器主板包括ARM核心处理模块、SRAM模块、RS232/485串口通讯模块、输入输出模块，AD放大电路模块。由于采用了上述的结构，本实用新型具有以下有益效果:( I)解决了日夜光照对光幕产生干扰的问题，能适应7*24小时连续工作；(2)采用的传感器只需要在路面切2条2.4米(长)*2CM (宽)*4CM (深)的槽，施工最简便，不需要大面积开挖路面，对路面破坏最少、轮轴传感器零维护，不存在凸点胶条磨损的问题，不存在机械触点损坏问题，不存在路面凹陷的问题；；(3)高灵敏度信号放大和高精度AD转换，解决了车辆不同行驶速度产生的信号失真现象和识别问题；(4)采用嵌入式ARM芯片硬件识别技术，大大提高识别速度，对收费工控机硬件资源要求不高，对原有收费系统影响非常小，最大限度简化了产品结构。(5)在保持与国外产品相接近的功能和识别效果的同时，本实用新型在成本和工程造价上具有一定的优势。
利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是车型自动分类系统的电路框图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实用新型的核心在于提供一种车型自动分类系统，其通过对车辆的车高、车轮数、车轴数、外形轮廓等外形特征进行检测，从而实现车型的自动分类和识别。如图1所示，本实用新型所述的车型自动分类系统，包括红外扫描光幕1、轮轴传感器2、控制器3 ;红外扫描光幕I安装在车道两侧，距离无人值守自动发卡机约23米位置，使用膨胀螺丝固定于路面，导线经镀锌钢管连接到控制器3 ;轮轴传感器2安装在车道路面上，导线经镀锌钢管连接到控制器3 ;控制器3安装在光幕旁边，使用膨胀螺丝固定于路面，线缆穿过镀锌钢管从收费亭底部引进收费机柜里。本实用新型所述的红外扫描光幕I由对射式红外扫描光幕主体、对射式红外光电开关和箱体构成；箱体内装有对射式红外扫描光幕主体、对射式红外光电开关、红外光电开关安装支架等；所述的对射式红外扫描光幕主体内置64对独立光束和RS485通讯模块，能自动将64对独立光束的通断状态通过RS485通讯模块传输给控制器。本实用新型所述的轮轴传感器2由压电薄膜传感器、信号电缆组成，需要开挖2条
2.4米长*2CM宽*4CM深的槽，槽末端与红外扫描光幕对齐，安装角度与车辆行驶方向成45度，槽用快速固化环氧树脂灌封，胶体高出路面约I一2_，导线经镀锌钢管连接到控制器。压电薄膜传感器特性上相当于一个电容，当传感器受压时，产生正电压，当传感器失压时，产生负电压，经过连续的采集，可以产生一个连续的电压变化波形，通过对波形的分析识别出车轮数。本实用新型所述的控制器3包括箱体、嵌入式处理器、主板开关电源和总开关构成；所述的嵌入式处理器主板包括ARM核心处理模块、SRAM模块、RS232/485串口通讯模块、输入输出模块、AD放大电路模块等，控制器通过各模块完成接收外部各种传感器信号，并进行数据的采集、分析和处理，分类出车型结果。上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本实用新型保护范围的限制。总之，本实用新型虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本实用新型的范围，否则都应该包括在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种车型自动分类系统，其特征在于:包括红外扫描光幕(I)、轮轴传感器(2)、控制器(3);所述红外扫描光幕(I)安装在车道两侧并电连接到控制器(3)，所述红外扫描光幕(I)将扫描到的车辆外形信号发送给所述控制器(3 );所述轮轴传感器(2 )安装在车道中并连接到控制器(3)，所述轮轴传感器(2)将检测到的车辆轮轴数发送给所述控制器(3);所述控制器(3 )根据所述车辆外形信号和车辆轮轴数分类出车型结果。
2.根据权利要求1所述的车型自动分类系统，其特征在于:所述红外扫描光幕(I)由对射式红外扫描光幕主体、对射式红外光电开关和箱体构成；对射式红外扫描光幕主体、对射式红外光电开关安装在箱体内。
3.根据权利要求1所述的车型自动分类系统，其特征在于:所述的轮轴传感器(2)由压电薄膜传感器、信号电缆组成，压电薄膜传感器埋设在车道路面的开槽中，槽的末端与红外扫描光幕对齐，槽与车辆行驶方向成45度，压电薄膜传感器通过设置在槽中的快速固化环氧树脂灌封，环氧树脂闻出路面I一2mm。
4.根据权利要求1或2或3所述的车型自动分类系统，其特征在于:所述的控制器(3)由箱体、嵌入式处理器主板、开关电源和总开关构成；所述的嵌入式处理器主板包括ARM核心处理模块、SRAM模块、RS232/485串口通讯模块、输入输出模块，AD放大电路模块。
专利摘要本实用新型公开了一种车型自动分类系统。其包括红外扫描光幕(1)、轮轴传感器(2)、控制器(3)；所述红外扫描光幕(1)安装在车道两侧并电连接到控制器(3)，所述红外扫描光幕(1)将扫描到的车辆外形信号发送给所述控制器(3)；所述轮轴传感器(2)安装在车道中并连接到控制器(3)，所述轮轴传感器(2)将检测到的车辆轮轴数发送给所述控制器(3)；所述控制器(3)根据所述车辆外形信号和车辆轮轴数分类出车型结果。本实用新型所述的车型自动分类系统，解决了日夜自然光干扰、不同行驶速度汽车产生的信号畸变干扰、车辆或非车辆行驶干扰、正向或反向行驶方式识别、嵌入式硬件处理、无须配置高性能计算机等问题。
文档编号G07B15/06GK202929689SQ20122064716
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者何玉明, 高延芳, 李洁樱 申请人:广东新粤交通投资有限公司