專利名稱：一種環型線圈車輛檢測器基準頻率確定方法
技術領域：
本發明涉及車輛檢測中應用的一種新的檢測方法及系統。
背景技術：
車輛檢測是在對輸入信號的基礎上，在指定的范圍內識別車輛。從多個方面來講， 這是進行相關后續處理和判斷的前提。車輛檢測的基本原理是車輛檢測實際上是檢 測頻率的變化，當車輛通過埋設在路面下的環形線圈時，環形線圈的電感量發生變化， 經耦合到振蕩回路中，從而使振蕩頻率發生變化，以此檢測車輛的通過。但影響振蕩 頻率變化的因素有車輛、氣候、元器件參數的漂移等等，因此，環型線圈車輛檢測
器基準頻率的準確是十分重要的。
常見的環型線圈頻率車輛檢測方法，即車進出線圈從而改變頻率的特點，車進入 會使環形線圈的電感量發生變化，經耦合到振蕩回路中，從而使振蕩頻率升高。這一 方法雖然發展的比較完善，但也有一定的問題。特別是基準頻率(也可以叫無車頻率) 的判斷及調整算法，算法的好壞直接影響環型線圈車輛檢測器判斷的結果。
在無車情況下，基準頻率會因環境等因素影響有向上或向下的變化，這就需要有 一定的方法進行調整。傳統基準頻率的方法分為向上調整和向下調整。
傳統的向下調整方法利用多次判斷當前無車時的頻率是否減少來進行調整。
傳統的向上調整方法由于頻率的變大除了溫度升高影響外還有車輛進入的情 況。所以一般常用的方法是定時，在過一段時間無車情況下強制將當前的無車頻率作 為基準頻率。
傳統的調整方法的優缺點這種方法調整算法簡單，處理速度很快，在頻率低的 情況下基準頻率跟得上環境的變化產生的基準頻率的變化。但為了提高車輛檢測的精 度，需要將頻率提高到幾十kHz左右，則在如此高的頻率下，傳統的基準頻率調整方 法，特別是向上調整方法就跟不上環境變化引起的基準頻率的變化，這種調整方法就 不適用了。

發明內容
本發明的目的是提出一種環型線圈車輛檢測器基準頻率的確定方法，尤其是提出 一種應用于現有環型線圈車輛檢測器方便且有效的方法，構成的車輛檢測系統價格低 廉，可與計算機等多種設備相連，只要接入車輛檢測的線圈，就可以實現高精度多檔 位的車輛檢測功能，并可以減少環境因素對檢測的干擾，使檢測更加精確；使用本發 明方法的檢測系統，可替換目前大多數的道路車輛檢測器，從而可獲得高精度的檢測 效果。
本發明的目的是這樣實現的環型線圈車輛檢測器基準頻率的確定方法，(l)開 始；(2)連續存取多個當前頻率；(3)取平均值作為當前基準頻率；(4)采樣當前頻 率，與基準頻率比較，如頻率減小進入(5)，否則進入(7); (5)進行n次采樣比較，
是否連續比基準頻率小？如頻率減小進入(6)否則進入(4); (6)將最近的幾個當 前頻率取平均作為新的基準頻率，繼續頻率采樣；(7)增大是否超過有車的幅度，是 則進入(8)，否則進入(11); (8)判斷車進入；(9)采樣當前頻率，與基準頻率比 較頻率是否在幅降低，是則進入(10)，否則仍進行頻率采樣；(10)判斷車離開，并 繼續頻率采樣；(11)連續采樣與基準頻率比較是否頻率增大；進行n次采樣比較， 是否連續比基準頻率大？如頻率增大進入(12)，否則繼續采樣；(12)將最近的幾個 當前頻率取平均作為新的基準頻率，繼續頻率采樣。
車輛的進入和離開頻率變化幅度很大，則設定一個幅度范圍，在這個幅度范圍內 的頻率變化都可以認為無車情況，進行基準頻率的調整。在無車情況多次頻率變化情
況的下，就可以進行頻率的調整了。這個幅度范圍可以取一個固定值，變化幅度也可 以取基準頻率值的一定比例；n次采樣比較中，n取2-20次。
本發明的特點采用本發明的調整和檢測算法，可以實現多精度調節和多振蕩頻 率調節的問題，并進行了多種時間間隔的調整算法，從而達到很好的顯示效果。具有 以下特點
1) 采用時間可調，可以從50ms到300ms之間切換。
2) 振蕩頻率可調，無車情況下可以從50kHz到70kHz高頻之間切換。
3) 本發明環型線圈車輛檢測器基準頻率的確定方法，并經過模擬和實際驗證來實 現，將形成相應的電路模塊，最后固化成專用的硬件來實現基準頻率的確定以及 檢測功能，從而實現更好的算法效果，提高精度。


圖l為本發明實施的電路框圖
圖2為本發明計算軟件流程圖
圖3為本發明實際運行時的流程圖
具體實施例方式
以下結合附圖并通過實施例對本發明作進一步說明
在程序開始時，先連續取多個當前頻率作平均作為基準頻率，然后進入無車調整 階段，如果由于溫度等因素導致連續幾個頻率比基準低或高(比基準頻率高要在一定 的范圍內，超過這個范圍判斷為有車進入)的話，將最近的幾個頻率取平均替換原來 的基準頻率。當頻率變高超過一定范圍情況下，判斷有車，然后等待直到頻率低到一 定的范圍以后判斷車離開，進入無車調整階段，如此重復。
部分參數簡介首先要確定的基準算法調整中的連續多少個當前頻率比基準頻率
高或低時調整基準頻率。經過實驗測試(實驗中的無車振蕩頻率為70kHz左右)，即n 取6-10，連續6-10個進行基準頻率的調整是最好的。因為n數字再大的話，會使調 整時間太長，如果環境變化劇烈點會使基準頻率來不及調整，將當前變化的頻率超過 一定的范圍，判斷有車進入情況。相反，如果數字太小，則調整太頻繁，使相關運算 量增加，而且可能會出現車緩慢進入時，進入無車基準頻率調整過程，這就會使此時
的車進入判斷不出。
其次要確定的車進入的頻率變化范圍。這是判斷有車進入的依據。根據道路上車 輛進出數據， 一般情況下，普通車進入頻率變化大于40Hz，即車輛的進入和離開頻 率變化幅度范圍為40Hz;亦可以是有車進入時變化幅度取基準頻率值的一定比例， 比例為10-25%;然后根據采樣率決定范圍，例如采樣率為100ms，可以在幾次采樣 的頻率變化均超過幅度范圍如采樣4次，4次采樣就是判斷有無車進入的范圍。超過 這個范圍即判斷有車進入。
檢測算法中基準頻率調整采用向上和向下兩種調整算法，并在有車判斷后，進行 向上和向下調整算法的處理。
在確定有車進入范圍以后，就可以在這個基礎上，設置車離開的范圍，根據實驗
所得數據， 一般設為有車進入頻率變化幅度范圍的一半即可。但也有特殊情況，比如 有時為了精確，采樣時間設置得很長，比如取300ms，此時為了及時判斷無車情況并 作出相應處理，要將車離開范圍提高，可以設置成3/4車進入范圍，這個值要根據實 際要求和參數進行確定。
如圖l電路框圖所示，電路分為電源部分、采集部分、振蕩部分、控制部分、串 行輸出部分和按鈕輸入選擇部分等，可以根據具體要求添加其他設備。
如圖2為實際過程中的基準頻率無車情況下隨外界環境影響進行頻率的調整。
如圖3為計算流程圖，具體算法如下
Stepl:首先是程序的開啟。
Step2:每讀一個數就計數一次，看計數是否滿足放棄個數。如果沒滿，進入Step2。 否則進入Step3。
Step3:取最近的幾個頻率求和取平均數作為基準頻率，進入Step4。 Step4:將當前頻率跟基準頻率比較，如果當前頻率比基準頻率低，則進入向下調 整Step5。如果當前頻率比基準頻率小于有車范圍，則進入向上調整范圍 Step7。如果當前頻率比基準頻率大于有車范圍，則進入有車處理階段 Step9。
Step5:比基準頻率低的個數加l，個數是否滿足要求的個數，如果是進入Step6， 否則進入Step4。
Step6:取最近的幾個頻率求和取平均數作為基準頻率，進入Step4。 Step7:比基準頻率高的個數加l，個數是否滿足要求的個數，如果是進入Step8， 否則進入Step4。
Step8:取最近的幾個頻率求和取平均數作為基準頻率，進入Step4。
Step9:進行一系列有車處理操作，包括控制欄桿信號，傳行輸出信號，有車燈的
顯示提示信號等。如果當前頻率比基準頻率+車離開范圍小，判斷無車，并進入Step4。
否則進入Step9。
權利要求
1.環型線圈車輛檢測器基準頻率的確定方法，其特征是以下述步驟進行，(1)開始；(2)連續存取多個當前頻率；(3)取平均值作為當前基準頻率；(4)采樣當前頻率，與基準頻率比較，如頻率減小進入(5)，否則進入(7)；(5)進行n次采樣比較，是否連續比基準頻率小？如頻率減小進入(6)否則進入(4)；(6)將最近的幾個當前頻率取平均作為新的基準頻率，繼續頻率采樣；(7)增大是否超過有車的幅度，是則進入(8)，否則進入(11)；(8)判斷車進入；(9)采樣當前頻率，與基準頻率比較頻率是否在幅降低，是則進入(10)，否則仍進行頻率采樣；(10)判斷車離開，并繼續頻率采樣；(11)連續采樣與基準頻率比較是否頻率增大；進行n次采樣比較，是否連續比基準頻率大？如頻率增大進入(12)，否則繼續采樣；(12)將最近的幾個當前頻率取平均作為新的基準頻率，繼續頻率采樣。
2、 根據權利要求1所述的環型線圈車輛檢測器基準頻率的確定方法，其特征是 車輛的進入和離開時頻率變化幅度范圍取一個固定值或取基準頻率值的一定比例。
3、 根據權利要求1所述的環型線圈車輛檢測器基準頻率的確定方法，其特征是n 次采樣比較中，n取2-20次。
4、 根據權利要求1所述的環型線圈車輛檢測器基準頻率的確定方法，其特征是 檢測算法中基準頻率調整采用向上和向下兩種調整算法，并在有車判斷后，進行向上 和向下調整算法的處理。
5、 根據權利要求1所述的環型線圈車輛檢測器基準頻率的確定方法，其特征是 以單片機芯片實現，以串行口及繼電器信號進行連接，微處理器附設有定時和計數模 塊，并用LED顯示工作狀態，硬件接口預留RS232,欄桿控制和精度調節接口。
6、 根據權利要求1所述的環型線圈車輛檢測器基準頻率的確定方法，其特征是 核心算法芯片單片機采用winbond w78e5x系列，串行輸入輸出芯片采用MAX232。
全文摘要
環型線圈車輛檢測器基準頻率的確定方法，(1)開始；(2)連續存取多個當前頻率；(3)取平均值作為當前基準頻率；(4)采樣當前頻率與基準頻率比較；(5)進行n次采樣比較；(6)將最近的幾個當前頻率取平均作為新的基準頻率，繼續頻率采樣；(7)增大是否超過有車的幅度；(8)判斷車進入；(9)采樣當前頻率，與基準頻率比較頻率是否在幅降低，是則進入(10)，否則仍進行頻率采樣；(10)判斷車離開，并繼續頻率采樣；(11)連續采樣與基準頻率比較是否頻率增大；進行n次采樣比較，是否連續比基準頻率大？如頻率增大進入(12)，否則繼續采樣；(12)將最近的幾個當前頻率取平均作為新的基準頻率，繼續頻率采樣。
文檔編號G01V3/10GK101369026SQ200810156590
公開日2009年2月18日 申請日期2008年10月6日 優先權日2008年10月6日
發明者徐敏杰, 沈慶宏, 峰 鄭, 都思丹 申請人:南京大學