一种旋转式多向车流检测装置的制作方法

本发明涉及一种旋转式多向车流检测装置，属于道路用智能交通流量检测领域。

背景技术：
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现有的交叉口现场车流量信息检测设备通常采用固定式定向检测，一组检测设备只能检测一个固定进口的车流量，在一个十字交叉口中就需要四组检测设备；由于在相位红灯期间，车辆检测设备处于闲置状态，这也没有充分的利用设备。尤其在新建或维修改造交叉口，原有的交通信息检测系统不能正常使用，导致无法获取实时交通流信息，从而不能采用有效的控制策略。因此，如何尽可能的减少投入设备数量并提供实时有效的检测方式显得尤为必要。

技术实现要素：
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本发明提供了一种旋转式多向车流检测装置，尤其适用于新建或改造交叉口，利用红绿灯交替时间，通过旋转装置实现窄波雷达检测仪实时检测车辆信息，提高设备的使用效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种旋转式多向车流检测装置，其特征在于：包括有承载支座、旋转控制模块，承载支座上安装有主旋转装置，主旋转装置上安装有两个微旋转装置，两个微旋转装置上分别安装有一个上下旋转装置，两个窄波雷达检测装置通过雷达固定装置分别安装于两个上下旋转装置上；所述窄波雷达检测装置的信号输出端连接信号处理模块的信号输入端，信号处理模块的信号输出端连接信号控制模块的信号输入端，信号控制模块的信号输出端连接旋转控制模块的信号输入端，旋转控制模块的信号输出端与主旋转装置、微旋转装置、上下旋转装置控制连接，旋转控制模块根据窄波雷达检测装置的反馈信息对上下旋转装置进行控制，确定窄波雷达检测装置的俯仰检测角度；旋转控制模块根据窄波雷达检测装置的反馈信息对主旋转装置、微旋转装置进行控制，实现窄波雷达检测装置的水平检测角度的实时调整与校正。

所述的一种旋转式多向车流检测装置，其特征在于：所述主旋转装置、微旋转装置、上下旋转装置分别包括有外部罩壳，外部罩壳中设有旋转轴、轴承，旋转轴的一端安装在轴承中，旋转轴上固定套装有旋转齿轮，旋转齿轮与电动机的输出轴啮合联接，主旋转装置的外部罩壳通过螺栓固定在承载支座上，两个微旋转装置的外部罩壳通过螺栓固定在主旋转装置上，上下旋转装置的外部罩壳通过螺栓固定在微旋转装置上。

所述的一种旋转式多向车流检测装置，其特征在于：所述窄波雷达检测装置通过雷达固定装置固定在上下旋转装置上。

所述的一种旋转式多向车流检测装置，其特征在于：所述窄波雷达检测装置采用窄波雷达车流量检测仪，两个窄波雷达车流量检测仪按照尾部相对的排列方式分别置于两个微旋转装置上方，通过上下旋转装置使窄波雷达指向交叉口进口处，通过主、微旋转装置的旋转使窄波雷达指向检测方向，这时两个窄波雷达车流量检测仪能够同时检测两个方向的车流量信息。

所述的一种旋转式多向车流检测装置，其特征在于：所述旋转控制模块及其外围电路位于单片机中，信号处理模块将旋转角度信号传输给旋转控制模块，旋转控制模块直接控制分别连接主旋转装置、微旋转装置、上下旋转装置的电动机，相应的电动机工作使各旋转装置按接收到的角度信号旋转。

所述的一种旋转式多向车流检测装置，其特征在于：所述主旋转装置用于水平方向大角度的调节，定角度改变窄波雷达检测装置的检测方向，旋转角度在0-180度范围，这个角度是根据人工对交叉口实际情况测量所得的角度，微旋转装置置于主旋转装置之上，在主旋转装置上自主旋转，旋转角度在0-90度范围，旋转精度更高，用于对窄波雷达检测仪位置的微调及角度校正，以达到更好的检测效果。

所述的一种旋转式多向车流检测装置，其特征在于：所述承载支座的底部设有快速安装旋钮，使其能够快速安装于承载支架或者其他承载结构上以及方便设备的拆卸。

所述的一种旋转式多向车流检测装置，其特征在于：所述上下旋转装置的旋转方式为：在初始位置进行俯仰角度的扫射，当窄波雷达检测装置检测到的位置为路口车辆入口处时，将该角度确定为该路口窄波雷达检测装置的俯仰角度；主旋转装置、微旋转装置的旋转方式为：提前在旋转控制模块中设定控制参数，控制参数包括：旋转方向、旋转角度、旋转速度以及旋转的停始时间和时间间隔，再根据窄波雷达检测装置采集到的信息对上述控制参数进行实时调整与校正。如果主旋转装置旋转不到位而出现角度误差，那微旋转装置即会根据实际情况进行旋转以调整测量角度。再调整过程中，确定雷达波频率最高或者强度变化最大的那个方位，认为这个方位正对对向来车，或者说认为这个方位可以更好的指向当前车道。若信号处理模块判断目前检测仪正朝向不是正对对向来车的方位，把由信号处理模块计算出的修正角度信号反馈给信号控制模块，指导旋转控制模块对微旋转装置进行角度微调，使检测仪正朝向此方位，并将此方位作为下个相位的旋转角度位置，此后每个相位都可以重复此过程；当连续几个相位的微调整角度均小于设定的误差值（根据交叉口的类型而定）时，认为角度已经基本确定而不需要再进行调整步骤。

根据交叉口每个路口相对雷达检测仪的竖直角度，采用手动方式设定上下旋转装置对各个路口的初始俯仰角度，之后根据设定值采用电动旋转方式定量旋转，其他旋转参数根据信号周期而定，一般手动设定检测仪在初始相位的角度位置。主旋转装置、微旋转装置采用电动旋转方式，根据现有的电动全方位旋转技术，通过窄波雷达不同角度检测面的检测结果对比，经过信号处理模块对数据的分析，进而得出修正角度，指挥左右及上下两部分微旋转装置进行角度的修正，修正次数根据交叉口实际复杂程度而定，调整次数一般在3-5次即可达到误差范围内的检测角度。

初始水平角度位置的确定可以分为预设和不预设两种方式。预设方式是人工设定角度位置，开始检测后就根据人工设定的位置进行角度的变换；而不预设方式是通过检测仪在开始工作后自行确定交叉口各个进口的角度位置，具体的说，就是检测仪先处于扫射模式，两个检测仪分别在一定角度范围内进行扫射，当检测到某个角度车辆信号强度或频率有明显变化，就将其位置角度进行存储，直到找到所有的进口位置。

本发明的有益效果是：

本发明根据现有交叉口检测设备都是固定式单向检测的而造成的设备利用效率不足问题，提出借助现有的可控旋转装置，实现一组检测设备同时检测四个方向车辆信息的效果，从而可节省设备的使用量，提高设备的使用效率，同时这也避免了更多的地面支撑设备的建设，减少工程量。

附图说明：

图1是本发明的整体安装结构示意图。

图2是图1的拆解图。

图3是本发明的控制连接图。

图4是本发明的主旋转装置的结构示意图。

图5是窄波雷达检测装置上下调节图解。

图6是窄波雷达检测装置微调旋转图解。

图7为本发明装置安装在移动式信号灯上的示意图。

图8是本发明总体流程图。

具体实施方式：

如图1-6所示，一种旋转式多向车流检测装置，包括有承载支座5、旋转控制模块6，承载支座5上安装有主旋转装置4，主旋转装置4上安装有两个微旋转装置3，两个微旋转装置3上分别安装有一个上下旋转装置1，两个窄波雷达检测装置2通过雷达固定装置9分别安装于两个上下旋转装置1上；窄波雷达检测装置2的信号输出端连接信号处理模块7的信号输入端，信号处理模块7的信号输出端连接信号控制模块8的信号输入端，信号控制模块8的信号输出端连接旋转控制模块6的信号输入端，旋转控制模块6的信号输出端与主旋转装置4、微旋转装置3、上下旋转装置1控制连接，旋转控制模块6根据窄波雷达检测装置2的反馈信息对上下旋转装置1进行控制，确定窄波雷达检测装置2的俯仰检测角度；旋转控制模块6根据窄波雷达检测装置2的反馈信息对主旋转装置4、微旋转装置3进行控制，实现窄波雷达检测装置2的水平检测角度的实时调整与校正。

主旋转装置4、微旋转装置3、上下旋转装置1分别包括有外部罩壳10，外部罩壳10中设有旋转轴11、轴承12，旋转轴11的一端安装在轴承12中，旋转轴11上固定套装有旋转齿轮13，旋转齿轮13与电动机14的输出轴啮合联接，主旋转装置4的外部罩壳10通过螺栓15固定在承载支座5上，两个微旋转装置3的外部罩壳通过螺栓固定在主旋转装置4上，上下旋转装置1的外部罩壳通过螺栓固定在微旋转装置3上。

窄波雷达检测装置2通过雷达固定装置9固定在上下旋转装置1上。

窄波雷达检测装置2采用窄波雷达车流量检测仪，两个窄波雷达车流量检测仪按照尾部相对的排列方式分别置于两个微旋转装置3上面，根据上下旋转装置1控制检测交叉路口车辆入口处，根据主、微旋转装置4、3的旋转控制检测方向及车道，两个窄波雷达车流量检测仪能够同时检测两个方向的车流量信息。

旋转控制模块6包括有单片机及其外围电路，信号处理模块将旋转角度信号传输给旋转控制模块，旋转控制模块直接控制分别连接主旋转装置4、微旋转装置3、上下旋转装置1的电动机，相应的电动机运行使旋转装置按接收到的角度信号旋转。

主旋转装置4用于水平方向大角度的调节，定角度改变窄波雷达检测装置的检测方向，旋转角度在0-180度范围，这个角度是根据人工对交叉口实际情况测量所得的角度，微旋转装置3置于主旋转装置4之上，在主旋转装置4上自主旋转，旋转角度在0-90度范围，旋转精度更高，用于对窄波雷达检测仪位置的微调及角度校正，以达到更好的检测效果。

上下旋转装置1的旋转方式为：在初始位置进行俯仰角度的扫射，当窄波雷达检测装置检测到的位置信号为路口车辆入口处时，将该角度确定为该路口窄波雷达检测装置的俯仰角度；主旋转装置4、微旋转装置3的旋转方式为：提前在旋转控制模块中设定控制参数，控制参数包括：旋转方向、旋转角度、旋转速度以及旋转的停始时间和时间间隔，再根据窄波雷达检测装置采集到的信息对上述控制参数进行实时调整与校正。

如图7所示，承载支座5的底部设有快速安装旋钮，使其能够快速安装于承载支架或者其他承载结构上以及方便设备的拆卸。本实施例中，承载支架选择移动式信号灯，承载支座5的下部通过一个伸缩杆连接到移动式信号灯的顶部，使窄波雷达检测装置能够达到检测高度（伸缩杆伸缩最大长度6至8米）。

本发明装置的检测原理：本发明可直接采用固定安装与其他设备相连接；首先本发明可与临时信号灯装置一同使用，形成一个独立的信号灯系统，其次本发明可用于普通交叉口信号灯中，采用顶部安装方式，代替现有的固定式检测系统，可以提高设备使用效率，减少设备资金投入，节省安装空间。

本发明采用窄波雷达作为检测设备，检测信号为微弱的雷达波信号，需要通过现有的放大电路技术及雷达波信号与电信号的转换设备进行信号的转换；信号的传输通过导线传输（或无线传输）方式实现，将信号传输至处理中心进行处理，进而反馈至输出设备。

本发明检测装置的旋转是自适应旋转，通过对检测雷达波束的数据对比，确定检测角度偏差范围，调节下一相位时的检测角度；旋转角度设定标准轴（0度轴），顺时针旋转为正旋转，逆时针旋转为逆旋转，旋转角度大小的数据通过角度传感器可测出，得出相对于标准轴旋转的角度位置信息。

主旋转装置旋转依靠现场条件提前设定旋转角度，以及根据红绿灯周期确定其他控制参数，使雷达检测仪旋转到大致合适的位置。

信息处理模块对窄波雷达不同角度检测到的结果进行比较，判断是否有角度误差，如果出现误差，则信息处理模块传输角度调整信号至旋转控制装置，指导微旋转装置进行相应的角度调整，以达到更好的检测效果，调节次数根据交叉口复杂情况而定，一般调整次数在3-5次后可达到误差范围内的检测角度，之后旋转装置固定。

针对不同的实地情况需要，本装置可按使用要求安装于某固定结构或可移动结构上，采用顶部安装方式安装，安装高度为离地4-8m，开始检测时由窄波雷达检测装置进行某方向（东西或南北）的检测，主旋转装置为90°定角度旋转，微旋转装置可根据窄波雷达不同角度的检测结果比较，由信息处理模块进行判断角度是否有误差，如果有角度误差则通过信号控制模块传输角度调节信号到旋转控制模块，指导微旋转装置进行左右方向微调，上下旋转装置则是根据实际的路口停止线与本发明装置的位置来确定俯仰检测角度，以得到更好的检测效果。主旋转装置旋转速度60°/s，旋转精度3°，微旋转装置旋转速度1°/s，旋转精度0.5°。