CN104360098A - 一种基于汽车发动机的车速检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于汽车发动机的车速检测方法，在发动机的转动轴上设置一齿轮；采用连续的光源垂直照射到齿轮的码盘上形成光脉冲信号；采集形成的光脉冲信号，并将该光脉冲信号转换成电脉冲输出信号；根据采集电脉冲输出信号单位时间内的个数计算出发动机转速进而通过显示单元实时显示汽车发动机转速。本发明方法简单、测量精度高。

Description

一种基于汽车发动机的车速检测方法

技术领域

本发明涉及一种测速装置，尤其涉及一种基于汽车发动机的车速检测方法，属于速度检测领域。

背景技术

目前，在我国交通运输过程中普遍存在着车辆超速行驶的现象，这种行为不但易对驾驶者造成伤害，还会对路边的行人或者其他车辆产生威胁，由此引发的交通事故屡见不鲜，给社会和人们的生命财产安全造成极大的危害。如何准确、高效的检测出在途车辆的行驶速度已经成为交通管理部门亟待解决的一个重要问题。

传统的车速检测方法有雷达测速、激光测速、红外测速、超声波测速和环形线圈检测等。这些方法在使用中都有一定的局限性，主要体现在：一，测量精度有限；二，发现车辆超速行驶时不能提供违章车辆的汽车类型和车牌号码等全面的交通信息，无法对违章车辆做出及时处理；三，设备易损坏，维护费用高。目前车速检测基本上都是在轮胎附近添加检测单元，用于检测轮胎转动所产生的各项参数，通过各项参数来计算判断车速，但是检测结果和速度精度都有待进一步提升。

电子仪表都是通过检测车速传感器信号的频率来确定车速的大小，如1Hz 对应1km/h，60Hz 对应60km/h。车速信号的频率一般由3 个参数决定：轮胎直径D( 或周长)，该参数可将轮胎的线速度即车速v( 单位km/h)，转换成角速度ω1( 单位rPm)，公式如下：ω1＝ v/60πD，不同的车型轮胎直径不一样；传动比n，变速箱输出轴到轮胎之间经过的减速比n，该参数可将轮胎角速度ω1 转换成齿轮箱输出轴角速度ω2，公式如下：ω2 ＝ nω1，不同的车型传动比不一样；每转脉冲数m，传感器和齿轮箱配合，齿轮箱输出轴每转一圈，传感器产生m 个脉冲信号，该参数将齿轮箱输出轴角速度ω2 转换成仪表检测到的脉冲信号频率P( 单位：Hz)，公式如下：P ＝ mω2/60 ＝ m nω1/60 ＝ mnv/(3600πD)。

通常仪表车速算法根据检测到的频率数值P，经过公式：v ＝ 3600πD P/(mn) 计算得到车速数值。即：v ＝ kP，常数k ＝ 3600πD/(mn)。这种方法在仪表软件设计时有两点限制：要求能准确获知D、m、n 这三个数据值，任何一个参数不准都会导致车速检测不准，任何一个参数未知时设计就无法完成；车型变化时，这三个参数中任何一个参数发生变化时，仪表软件都要作相应修改，也即要仪表型号作相应变化，已便与整车一一对应，型号增多给生产、管理、销售等各个经营环节带来的麻烦不一而足。

例如申请号为“201210342552.1”的一种车速检测方法，通过让整车以预定的速度v 运行，可在整车检测线上车速测试台上进行，此时仪表检测到的信号频率P，经计算后得到k ＝ v/P，并将此值存入仪表***中，作为仪表正常工作时的常数k，当仪表正常工作时，车速为v ＝ kP。采用本技术方案的有益效果方便可行，仪表软件设计者无须关注整车机械结构及相关参数，减少了产品开发过程中供需双方的技术交底工作，缩短了开发周期，适用于仪表外形尺寸相同的所有车型。但是在测速精度方面有待进一步提升。

又如申请号为“201310045928.7”一种基于枚举试探的车速检测方法，通过在图像上划出三条车道线，手动标记不少于三对特征点，建立映射表，划定跟踪区域，构建一幅背景图像，然后采用当前帧和背景图像做差分的方法进行目标识别，利用比率法寻找特征点，最后再利用枚举试探的方法计算车速。该发明的车速检测方法，能够实时、精确的检测出在途车辆的速度，配合智能交通***的其他应用可迅速得到违章车辆的全面信息，不受环境限制。适用于智能交通管理中对车速的监测，减少交通事故的发生，具有广阔的应用前景。该发明虽然解决了车速测量，但是在测速精度方面有待进一步提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于汽车发动机的车速检测方法，其方法简单、测量精度高、抗干扰能力强且能够精确地测量汽车发动机的转速。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

      一种基于汽车发动机的车速检测方法，具体包含如下步骤：

步骤一，在发动机的转动轴上设置一齿轮；

步骤二，采用连续的光源垂直照射到齿轮的码盘上形成光脉冲信号；

步骤三，采集步骤二形成的光脉冲信号，并将该光脉冲信号转换成电脉冲输出信号；

步骤四，根据采集电脉冲输出信号单位时间内的个数计算出发动机转速进而通过显示单元实时显示汽车发动机转速。

作为本发明一种基于汽车发动机的车速检测方法的进一步优选方案，在步骤二中，通过在齿轮的码盘两侧分别设置一光源发射器和一光接收器形成光脉冲信号并将光脉冲信号转换成电脉冲输出信号。

作为本发明一种基于汽车发动机的车速检测方法的进一步优选方案，在步骤二中，通过在齿轮的码盘两侧分别设置一光源发射器和一在步骤四种，所述显示单元为数码管。

作为本发明一种基于汽车发动机的车速检测方法的进一步优选方案，在步骤二中，通过在齿轮的码盘两侧分别设置一光源发射器和一所述光源发射器为发光二极管。

作为本发明一种基于汽车发动机的车速检测方法的进一步优选方案，在步骤二中，通过在齿轮的码盘两侧分别设置一光源发射器和一所述光接收器为光敏三极管。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、方法简单、测量精度高；

2、抗干扰能力强且能够精确地测量汽车发动机的转速；

3、简化了硬件电路，降低了产品成本，缩短了设计周期，提高了装置的可靠性和灵活性。

附图说明

图1是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种基于汽车发动机的车速检测方法，具体包含如下步骤：

步骤一，在发动机的转动轴上设置一齿轮；

步骤二，采用连续的光源垂直照射到齿轮的码盘上形成光脉冲信号；

步骤三，采集步骤二形成的光脉冲信号，并将该光脉冲信号转换成电脉冲输出信号；

步骤四，根据采集电脉冲输出信号单位时间内的个数计算出发动机转速进而通过显示单元实时显示汽车发动机转速。

其中，在步骤二中，通过在齿轮的码盘两侧分别设置一光源发射器和一光接收器形成光脉冲信号并将光脉冲信号转换成电脉冲输出信号，在步骤二中，通过在齿轮的码盘两侧分别设置一光源发射器和一在步骤四种，所述显示单元为数码管，在步骤二中，通过在齿轮的码盘两侧分别设置一光源发射器和一所述光源发射器为发光二极管，在步骤二中，通过在齿轮的码盘两侧分别设置一光源发射器和一所述光接收器为光敏三极管。

在发动机的转动轴上设置一齿轮，在齿轮的码盘两侧分别设置一光源发射器和一光接收器，发动机的转动带动齿轮同步转动，齿轮的码盘转动时，由于码盘上的齿轮经过光源发射器发出的光线时，会阻碍光线传播。所以接收管两端的电阻会有很大的变化，这样，在电路中采样电阻两端的电压就会有很大的变化。

用处理器上的脉冲捕捉端口采集电压脉冲单位时间内的个数，就会获得电机转速，从而获得车速，若果每分钟有30个输出脉冲，即可算出每个脉冲的输出时间，再根据码盘数，即可计算出齿轮的转速即码盘转速。此时光接收器将接收的光脉冲转化成电脉冲经过脉冲放大电路传输至微控制器模块，微控制器模块根据处理计算得出发动机转速。目前大多数汽车速度检测都是通过在轮胎附近设置速度传感器检测速度，但是在精确度上远不如通过光电检测来的准确。

光电速度检测首先利用机械传动方式，将机车轮对的转速转化成光通量的变化，再通过光电转换元件将光通量的变化转换成电通量的变化，即把光脉冲转换成电脉冲信号，通过对电脉冲的计算得出转速。光电转换元件的的工作原理，即当光照射某种物质时，若入射光子能量足够大，致使电子逸出物质表面，或者电阻发生变化，或者产生电动势的变化。

本技术领域技术人员可以理解的是，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来生成机器，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行的指令创建了用于实现结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方法。

本技术领域技术人员可以理解的是，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于汽车发动机的车速检测方法，其特征在于：具体包含如下步骤：

步骤一，在发动机的转动轴上设置一齿轮；

步骤二，采用连续的光源垂直照射到齿轮的码盘上形成光脉冲信号；

步骤三，采集步骤二形成的光脉冲信号，并将该光脉冲信号转换成电脉冲输出信号；

步骤四，根据采集电脉冲输出信号单位时间内的个数计算出发动机转速进而通过显示单元实时显示汽车发动机转速。

2.根据权利要求1所述的一种基于汽车发动机的车速检测方法，其特征在于：在步骤二中，通过在齿轮的码盘两侧分别设置一光源发射器和一光接收器形成光脉冲信号并将光脉冲信号转换成电脉冲输出信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于汽车发动机的车速检测方法，其特征在于：在步骤四种，所述显示单元为数码管。

4.根据权利要求2所述的一种基于汽车发动机的车速检测方法，其特征在于：所述光源发射器为发光二极管。

5.根据权利要求2所述的一种基于汽车发动机的车速检测方法，其特征在于：所述光接收器为光敏三极管。