车型自动分类识别系统

第27卷第4期2006年7月 微计算机应用

M ICROCO M PU IER A P PL ICAT ION S

Vo l.27No.4

July.2006

本文于2005-07-04收到。

车型自动分类识别系统

牟 瑛

(辽东学院信息技术学院 丹东 118003)

摘 要:车型自动分类识别系统由车型分类识别系统主机、轴检测器、红外光栅式车辆分离器和环形线圈检测器组成。该系统通过对车辆的轴距和轴数、车体外形的检测和计算前后车辆的分离,达到分型的目的。关键词:红外光栅式车辆分离器 轴检测传感器 环形线圈检测器

Automatic Classification and Identification System for Vehicles 'M odels

M OU Ying

(Eas tern Liaon ing U nivers ity Information and techn ology Institute,Dan don g,118003,C hina)

Abstract:car mo del .s automatic classify ing and identify ing system is made up of car model .s classify and identify main -fr ame 、ax le detect or,infrar ed r aster car segr egato r and annular lo op detecto r.By detecting and co mputing car .s ax les base 、number of anles 、car bo dy .s for mal,seg r eg ating sequential cars ,this system can achiev e the aim o f classifiy car .s models.

Keywords:infrared raster ca r segr egato r,anx is detecting sensor ,annular loo p detecto r

1 系统设计

车型自动分类识别系统的分型方法是检测行驶车辆的车

速,根据车速计算轴距、轮胎大小,记录轴数;红外光栅式车辆分离器实施前后车辆分离和车体外形的检测;线圈检测器检测车辆是否离开检测区域和车辆的大小;根据对这些检测数据的分析比较,实现了车辆种类的自动检测。系统结构框图如图1所示。

图1 系统结构框图

111 轴检测器工作原理

沿道路行车方向的一定距离安装两条轴检测传感器(气动或压电式轴检测传感器),当车辆通过检测断面时,各轴将依次通过两条传感器,利用车辆的第一轴从C1到C2的时间T 及C1、C2之间的距离S,计算出车辆的行驶速度V (V =S/

T );利用第一个轴检测器测量车辆经过时相邻两个轴之间的时间T 1、T 2、T 3、T 4...(T 1表示车辆1、2轴的之间的时间,T 2表示车辆2、3轴之间的时间,依此类推),通过公式Sn=V *T n(n=1,2,3...)即可得到车辆相邻两轴之间的轴距。在一辆车通过车辆分离器期间C1主机所检测的信号数量就是轴数。依据这些参数可以对通过该检测断面的机动车辆按用户要求的分类标准进行分类。112 车辆分离器工作原理

将前后两辆车分辨出来,是正确识别车型种类的技术关键。红外光栅式车辆分离设备采用红外线对射方式,按一定规律垂直排布,在路面上形成一个红外光栅网,可以将通过检测器的前后车辆分离出来;它的可靠应用避免了将两辆车判为一辆车或一辆车(尤其是拖挂车)判为两辆车的错误。车辆分离器随时向主机传输车辆分离状态,同时在有车情况下,车

辆外型特征也由车辆分离器检测。113 线圈检测器工作原理

采用电磁感应原理,车辆进入检测区域时,线圈内的磁通量发生变化引起振荡频率变化,通过检测频率的变化判断车辆的到来、离开及车辆的大小。

微计算机应用

2006年

2 硬件实现

整个系统由车型自动分类识别系统主机、红外光栅式车辆分离器和环形线圈检测器组成。

211 车型自动分类识别系统主机

本系统的CPU 采用A T M EL 的A T 89C52单片机。图2

所示为车型自动分类识别系统主机的硬件电路结构框图。

图2 系统主机电路结构图

系统启动后,车辆分离器时刻检测是否有车辆到达,当车辆到达检测区域,车辆分离器的红外光栅光路被挡,分离器即向A T 89C52的P1.2口和P 1.3口发出有车信号,车辆离开分离器后,车辆分离器恢复常态。当车辆分离器没有检测到有车信息,轴检测器不会启动。车辆分离器与CP U 之间用光耦隔离,以防止相互干扰。

车辆的轴信号由轴检测器C1和轴检测器C2测量,当车辆的每一个车轴经过轴检测器C1时,轴检测器C1产生一个脉冲信号,引起CP U 中断,第一次响应中断时,启动CT C1开始计时,以后每次响应中断都将CT C1的计时读出(每次记录的时间即为T 1、T 2、T 3、T 4...),并记录中断次数,当车辆通过后,所记录的中断次数即为车辆的轴数;在启动CT C1计时的同时,实时检测轴检测器C2是否有轴通过(P3.7)信号,检测到第一个信号时,记录下CT C1的计时时间,此时间即为T 。线圈检测器的频率信号输入到CPU 的P 3.4口,定时检测其频率变化。系统在进行轴信号处理时,其基准时间由14级二进位脉动计数器CD4060提供,为128us;同时还为线圈检测提供4ms 的基准脉冲。

系统的通讯采用RS-232通讯方式,选用ICL232通讯接口芯片,通过RS-232接口与车道控制计算机的串口相连,实现车型数据的传送。

电路中选用具有电源监视和看门狗的功能的MAX706P 芯片,防止程序/跑飞0和进行电源管理,喂狗的最大时间为1.6秒。

液晶显示器选用7段三线串行接口的液晶显示模块,

AT 89C52的P2.6口为时钟输出端,P2.7为数据输出端。

AT 89C52的P0口接有8个红色发光管,用来指示车辆的种类;P2.0-P2.5接有6个开关,用来调整轴检测器安装误差。212 红外光栅式车辆分离器

图3所示为红外光栅式车辆分离器的硬件电路结构框图,CPU 采用AT M EL 公司的A T 89C2051单片机。

车辆分离器由红外线发射器和红外线接收器组成,红外线发射器共有17个发射头(F0~F16),其中发射头F16安装在离地面1.9米高的位置,用于检测车头特征,其余16个发射头(F0~F15)依次从离地面0.5米开始向上排列,其间距为2.5厘米;红外线接收器的排列同发射端一一对应,由17个接收头(J0-J16)组成;在检测区内分离器检测的物体宽度大于4厘米。当车辆分离器工作时在检测断面形成一道红外光栅,用来进行车辆的前后分离并将检测到的车辆到来及离去信息送系统主机。为了降低功耗及避免相互干扰等问题,采用分时扫描法(即发射头分时发射,接收头分时接收)。由A T 89C2051的P 1.4至P1.7脚发出编码信号,在发射端通过3-8译码器74HC138选通一个发射头发射,发射头采用Æ5

红外线发射管;接收头采用H T J-3型红外线接收器,其接收的信号通过8-1数据选通器74H C151根据编码选择允许的一路信号输入到AT 89C2051的P3.2(J0~J7)和P3.3(J8~J15)脚,A T 89C2051中断接收,这样AT 89C2051可以确定某一时段由哪一个发射头发射,和哪一个接收头接收。发射和接收是一一对应的,循环周期为5毫秒。F 16和J16始终工作,随时检测车头信息。AT 89C2051的P 1.0~P 1.3向二)))十进制7段译码驱动器74L S48发送信号以显示当前哪一路发射接收器的光路被阻挡,同时向主机发送被挡信息。另外M AX 706P 提供了看门狗功能。

图3 红外光栅式车辆分离器电路结构图

213 环形线圈检测器

环形线圈检测传感器的硬件电路结构框图如图4所示。主要用于对通过检测断面的机动车辆实施分离。

472