CN104408938A - 智能卡口车距检测装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于道路交通智能卡口技术领域，特别涉及一种智能卡口车距检测装置，包括第一、二光电传感器；所述的第一光电传感器设置有下限阈值，光强高于该下限阈值时第一光电传感器有信号输出；所述的第二光电传感器设置有上限阈值和下限阈值，光强位于该上限阈值和下限阈值之间时第二光电传感器有信号输出；第一光电传感器的下限阈值高于第二光电传感器的上限阈值；所述的第二光电传感器外设置有遮光件或另外设置带有遮光件的第三光电传感器，处理模块对第一、二光电传感器输出的信号进行分析、处理后得到距离值。还公开了一种利用远近光灯进行距离测量的方法。本装置或方法结构简单、成本低、适用性广。

Description

智能卡口车距检测装置及方法
技术领域
本发明属于道路交通智能卡口技术领域，特别涉及一种智能卡口车距检测装置及方法。
背景技术
智能卡口在夜间工作时，灯光***需要对行人和车辆提供常规的照明功能、对摄像机提供摄录像补光功能以及爆闪抓拍补光功能。对于常规照明，从节能的角度来说，应该是在能够提供足够照明亮度的前提下光强越小越好；对于摄像机摄录像补光，所需的光强要比仅仅维持常规照明的光强大很多；而爆闪抓拍时的光强就更大了。
现有卡口通常采用恒定功率的LED灯或者LED频闪灯加氙气爆闪灯组合的方式进行补光，其中LED灯用于常规照明和摄像机摄录像补光，氙气爆闪灯用于抓拍补光。这种组合方式存在诸多缺点：其一，将不同类型的补光灯叠加在一起，结构和控制都比较复杂，提高了安装和维护成本；其二，由于常规照明和摄像机摄录像补光所需要的灯光强度不同，恒定功率的LED灯很难同时满足这两种状况的需求，如果过亮则造成能源浪费，过暗则造成摄像机补光不足；其三，氙气爆闪灯和LED灯之间的光强差别太大，容易对司乘人员造成视觉干扰。
为了避免上述不足，本公司同日申请的专利《智能卡口防眩光自动变光补光装置》中公开了一种方案，通过车距检测单元检测车辆与卡口之间的距离，在合适的时候调节电光源发光单元的输出功率，以实现电光源发光单元的逐渐变亮，避免突然爆闪造成的危害。其中，用于检测车辆与卡口之间距离的车距检测单元有很多种可实现的方案，比如采用雷达、地感线圈、激光测距仪、红外线测距设备等。采用雷达进行距离探测，成本较高，控制复杂；采用地感线圈则需要对路面进行破坏施工，不利于推广使用；激光测距仪和红外线测距设备成本较低，但是均不适合用于在道路上检测车辆与卡口之间的距离。
发明内容
本发明的首要目的在于提供一种智能卡口车距检测装置，能够根据车辆的光强判定车辆与卡口之间的距离。
为实现以上目的，本发明采用以下两个技术方案：
技术方案一：一种智能卡口车距检测装置，包括第一、二光电传感器；所述的第一光电传感器设置有下限阈值，光强高于该下限阈值时第一光电传感器有信号输出；所述的第二光电传感器设置有上限阈值和下限阈值，光强位于该上限阈值和下限阈值之间时第二光电传感器有信号输出；第一光电传感器的下限阈值高于第二光电传感器的上限阈值；所述的第二光电传感器外设置有遮光件，该遮光件使得第二光电传感器只能接收到位于近光灯识别区域内的汽车灯光；处理模块对第一、二光电传感器输出的信号进行分析、处理后得到距离值。
技术方案二：一种智能卡口车距检测装置，包括第一、二、三光电传感器；所述的第一光电传感器设置有下限阈值，光强高于该下限阈值时第一光电传感器有信号输出；所述的第二光电传感器设置有上限阈值和下限阈值，光强位于该上限阈值和下限阈值之间时第二光电传感器有信号输出；第一光电传感器的下限阈值高于第二光电传感器的上限阈值；所述的第三光电传感器外设置有遮光件，该遮光件使得第三光电传感器只能接收到位于近光灯识别区域内的汽车灯光或只能接收到位于近光灯识别区域以外的汽车灯光；处理模块根据第三光电传感器的输出情况选择性地对第一、二光电传感器的信号进行分析、处理后得到距离值。
与现有技术相比，本发明的两个技术方案均存在以下技术效果：本装置结构简单、成本低、适用性广，只需在现有的卡口上加装光电传感器即可，处理模块可以集成到现有的对卡口实施监控的计算机中。
本发明的另一个目的在于提供一种智能卡口车距检测方法，能够根据车辆的光强判定车辆与卡口之间的距离。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种智能卡口车距检测方法，包括如下步骤：(A)通过第一、二光电传感器分别接收车辆远光灯、近光灯的灯光；(B)通过在第二光电传感器外设置的遮光件或者在第一、二光电传感器外均设置遮光件或者设置带有遮光件的第三光电传感器来判定车辆的灯光是来自于远光灯还是来自于近光灯；(C)若车辆的灯光来自于远光灯，则对第一光电传感器输出的电信号进行处理获得距离值；若车辆的灯光来自于近光灯，则对第二光电传感器输出的电信号进行处理获得距离值。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明提供了一种全新的测量车辆与卡口距离的方法，且便于实施、成本低。
附图说明
图1是本发明实施例一第一、二光电传感器布置示意图；
图2是本发明实施例二第一、二光电传感器布置示意图；
图3是本发明实施例三第一、二、三光电传感器布置示意图；
图4是本发明处理模块的原理框图。
具体实施方式
下面结合图1至图4，对本发明做进一步详细叙述。
参阅图1至图3，一种智能卡口车距检测装置，包括第一、二光电传感器10、20；所述的第一光电传感器10设置有下限阈值，光强高于该下限阈值时第一光电传感器10有信号输出；所述的第二光电传感器20设置有上限阈值和下限阈值，光强位于该上限阈值和下限阈值之间时第二光电传感器20有信号输出；第一光电传感器10的下限阈值高于第二光电传感器20的上限阈值。
在具体应用的时候，根据各个卡口的实际情况，规定远光灯识别区域即图中的区域B以及近光灯识别区域即区域A，然后根据区域B的右端点位置，设置第一光电传感器10的下限阈值，使得车辆开着远光灯进入区域B时，第一光电传感器10接收到的光强值都高于该下限阈值；同样地，根据区域A的右端点值，设置第二光电传感器20的下限阈值，使得车辆开车近光灯进入区域B时，第二光电传感器20接收到的光强值都高于其该下限阈值。另外，为了区分近光灯和远光灯，第二光电传感器20还设置有上限阈值，该上限阈值的作用是保证了进入第二光电传感器20的光线肯定是近光灯的。
仅设置第一、二光电传感器10、20的情况下，当车辆分别开着远光灯和近光灯进入区域A、B、C时，第一、二光电传感器10、20能否接收到光强的情况如表①所示：
表① 区域A 区域B 区域C
远光灯 10√，20× 10√，20× 10×，20√
近光灯 10×，20√ 10×，20× 10×，20×
其中，当车辆开着远光灯开向卡口时，在区域A、B中，由于车辆灯光光强高于第一光电传感器10的下限阈值，所以第一光电传感器10有电信号输出，而第一光电传感器10的下限阈值高于第二光电传感器20的上限阈值，故第二光电传感器20无信号输出；车辆开着远光灯在区域C中或者车辆开着近光灯在区域A中时，由于车辆的灯光强度差不多在第二光电传感器20的下限阈值和上限阈值之间，因此，第一光电传感器10无信号输出，第二光电传感器20有信号输出；同样地，当车辆开车近光灯进入区域B、C时，由于光强较弱，小于第二光电传感器20的下限阈值，故两个光电传感器均无输出。
由表①我们可以看出，车辆开车远光灯在区域C中行驶与车辆开车近光灯在区域A中行驶时，都是第二光电传感器20能够接收到信号。此时，若不设置遮光件40或者第三光电传感器30，将会产生误判。因此，本装置还设置有遮光件40。
参阅图1，实施例一：所述的第二光电传感器20外设置有遮光件40，遮光件40使得第二光电传感器20只能接收到位于近光灯识别区域内的汽车灯光。在此方案下，车辆分别开着远光灯和近光灯进入区域A、B、C时，第一、二光电传感器10、20能否接收到光强的情况如表②所示：
表② 区域A 区域B 区域C
远光灯 10√，20× 10√，20× 10×，20×
近光灯 10×，20√ 10×，20× 10×，20×
与表①相比，其区别在于：当车辆开着远光灯进入区域C时，第二光电传感器20无信号输出。这样，当第二光电传感器20有信号输出时，我们就知道是车辆开着近光灯进入区域A中，此时处理模块50根据第二光电传感器20输出的电信号分析处理得到距离值；当第一光电传感器10有信号输出时，我们就知道是车辆开着远光灯进入区域A、B中，此时处理模块50根据第一光电传感器10输出的电信号分析处理得到距离值
在此方案下，处理模块50对第一、二光电传感器10、20输出的信号进行分析、处理后得到距离值。处理模块50只要接收到第一光电传感器10输出的电信号，就能判断车辆是以近光灯过来的，根据该光强判断车辆与卡口的距离；处理模块50只要接收到第二光电传感器20输出的电信号，就能判断车辆是以远光灯过来的，根据该光强判断车辆与卡口的距离。
参阅图2，实施例二：所述的第一光电传感器10外也设置有遮光件40，该遮光件40使得第一光电传感器10只能接收到位于远光灯识别区域内的汽车灯光。在此方案下，车辆分别开着远光灯和近光灯进入区域A、B、C时，第一、二光电传感器10、20能否接收到光强的情况如表③所示：
表③ 区域A 区域B 区域C
远光灯 10×，20× 10√，20× 10×，20×
近光灯 10×，20√ 10×，20× 10×，20×
与表②相比，其区别在于：当车辆开着远光灯进入区域A时，第一光电传感器10无信号输出。这样，对于粗略判断车辆位置比较方便，当处理模块50接收到第一光电传感器10的信号输出时，可以判定车辆在区域B中，且开着远光灯以较快速度行驶；当处理模块50接收到第二光电传感器20的信号输出时，可以判定车辆在区域A中，且开着近光灯以较低速度行驶。
参阅图3，实施例三：还包括第三光电传感器30，所述的第三光电传感器30外设置有遮光件40，遮光件40使得第三光电传感器30只能接收到位于近光灯识别区域内的汽车灯光或只能接收到位于近光灯识别区域以外的汽车灯光；处理模块50根据第三光电传感器30的输出情况选择性地对第一、二光电传感器10、20的信号进行分析、处理后得到距离值。在此方案下，取第三光电传感器30的遮光件40对着区域A以外的地方，车辆分别开着远光灯和近光灯进入区域A、B、C时，第一、二、三光电传感器10、20、30能否接收到光强的情况如表④所示：
表④ 区域A 区域B 区域C
远光灯 10√，20×，30× 10√，20×，30√ 10×，20√，30√
近光灯 10×，20√，30× 10×，20×，30√ 10×，20×，30√
第三光电传感器30不设置上限阈值或下限阈值，仅用于区分车辆开着远光灯进入区域C、车辆开着近光灯进入区域A这两种情况。在对光电传感器输出的信号进行处理前，先进行如下判断：若第三光电传感器30有输出，则处理模块50分析处理第一光电传感器10输出的信号；若第三光电传感器30无输出，则处理模块50分析处理第二光电传感器20输出的信号。同样能够满足功能需求。
参阅图4，作为本发明的优选方案：所述的处理模块50包括用于设定基准电压的电压基准单元51、用于放大光电传感器输出的电信号的第一放大单元52、用于平滑第一放大单元52输出信号的滤波单元53、用于设定基准光强的定标单元54、用于将电压信号放大至A/D单元58转换范围的第二放大单元55、用于将第二放大单元55的输入信号设定在合适范围内的量程设定单元56、使得第二放大单元55输出值限幅在A/D单元58安全范围内的限幅单元57、用于进行模数转换的A/D单元58以及用于对A/D单元58输出的数字信号进行处理的CPU59。这里的光电传感器即实施例一中的第一、二光电传感器10、20，或者是实施例二中，根据第三光电传感器30有无输出选择得出的第一光电传感器10或第二光电传感器20。由于车辆开着近光灯或远光灯朝向卡口行驶时，光强变化较小且受环境光影响较大，故这里设置各单元，来对光电传感器输出的电信号进行分析、处理，以满足高精度的要求。
优选地，一种智能卡口车距检测方法，包括如下步骤：(A)通过第一、二光电传感器10、20分别接收车辆远光灯、近光灯的灯光；(B)通过第一、二光电传感器10、20外设置的遮光件40或者在第一、二光电传感器10、20外均设置遮光件40或者设置带有遮光件40的第三光电传感器30来判定车辆的灯光是来自于远光灯还是来自于近光灯；(C)若车辆的灯光来自于远光灯，则对第一光电传感器10输出的电信号进行处理获得距离值；若车辆的灯光来自于近光灯，则对第二光电传感器20输出的电信号进行处理获得距离值。该方法的具体实施，与上段对于装置的描述类似，这里就不再详细赘述。

Claims (6)

1.一种智能卡口车距检测装置，其特征在于：包括第一、二光电传感器(10、20)；所述的第一光电传感器(10)设置有下限阈值，光强高于该下限阈值时第一光电传感器(10)有信号输出；所述的第二光电传感器(20)设置有上限阈值和下限阈值，光强位于该上限阈值和下限阈值之间时第二光电传感器(20)有信号输出；第一光电传感器(10)的下限阈值高于第二光电传感器(20)的上限阈值；所述的第二光电传感器(20)外设置有遮光件(40)，该遮光件(40)使得第二光电传感器(20)只能接收到位于近光灯识别区域内的汽车灯光；处理模块(50)对第一、二光电传感器(10、20)输出的信号进行分析、处理后得到距离值。
2.如权利要求1所述的智能卡口车距检测装置，其特征在于：所述的第一光电传感器(10)外也设置有遮光件(40)，该遮光件(40)使得第一光电传感器(10)只能接收到位于远光灯识别区域内的汽车灯光。
3.如权利要求1或2所述的智能卡口车距检测装置，其特征在于：所述的处理模块(50)包括用于设定基准电压的电压基准单元(51)、用于放大光电传感器输出的电信号的第一放大单元(52)、用于平滑第一放大单元(52)输出信号的滤波单元(53)、用于设定基准光强的定标单元(54)、用于将电压信号放大至A/D单元(58)转换范围的第二放大单元(55)、用于将第二放大单元(55)的输入信号设定在合适范围内的量程设定单元(56)、使得第二放大单元(55)输出值限幅在A/D单元(58)安全范围内的限幅单元(57)、用于进行模数转换的A/D单元(58)以及用于对A/D单元(58)输出的数字信号进行处理的CPU(59)。
4.一种智能卡口车距检测装置，其特征在于：包括第一、二、三光电传感器(10、20、30)；所述的第一光电传感器(10)设置有下限阈值，光强高于该下限阈值时第一光电传感器(10)有信号输出；所述的第二光电传感器(20)设置有上限阈值和下限阈值，光强位于该上限阈值和下限阈值之间时第二光电传感器(20)有信号输出；第一光电传感器(10)的下限阈值高于第二光电传感器(20)的上限阈值；所述的第三光电传感器(30)外设置有遮光件(40)，该遮光件(40)使得第三光电传感器(30)只能接收到位于近光灯识别区域内的汽车灯光或只能接收到位于近光灯识别区域以外的汽车灯光；处理模块(50)根据第三光电传感器(30)的输出情况选择性地对第一、二光电传感器(10、20)的信号进行分析、处理后得到距离值。
5.如权利要求4所述的智能卡口车距检测装置，其特征在于：所述的处理模块(50)包括用于设定基准电压的电压基准单元(51)、用于放大光电传感器输出的电信号的第一放大单元(52)、用于平滑第一放大单元(52)输出信号的滤波单元(53)、用于设定基准光强的定标单元(54)、用于将电压信号放大至A/D单元(58)转换范围的第二放大单元(55)、用于将第二放大单元(55)的输入信号设定在合适范围内的量程设定单元(56)、使得第二放大单元(55)输出值限幅在A/D单元(58)安全范围内的限幅单元(57)、用于进行模数转换的A/D单元(58)以及用于对A/D单元(58)输出的数字信号进行处理的CPU(59)。
6.一种智能卡口车距检测方法，包括如下步骤：
(A)通过第一、二光电传感器(10、20)分别接收车辆远光灯、近光灯的灯光；
(B)通过在第二光电传感器(20)外设置的遮光件(40)或者在第一、二光电传感器(10、20)外均设置遮光件(40)或者设置带有遮光件(40)的第三光电传感器(30)来判定车辆的灯光是来自于远光灯还是来自于近光灯；
(C)若车辆的灯光来自于远光灯，则对第一光电传感器(10)输出的电信号进行处理获得距离值；若车辆的灯光来自于近光灯，则对第二光电传感器(20)输出的电信号进行处理获得距离值。
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Inventor after: Wei Xiaosheng

Inventor after: Zhang Yiming

Inventor after: Zhang Qiyun

Inventor before: Zhang Fanbo

Inventor before: Wei Xiaosheng

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Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: ZHANG FANBO WEI XIAOSHENG TO: ZHANG FANBO WEI XIAOSHENG ZHANG YIMING ZHANG QIYUN

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 230022 HEFEI, ANHUI PROVINCE TO: 230000 HEFEI, ANHUI PROVINCE

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Effective date of registration: 20150403

Address after: 230000 room 2, building 112, green capital village, Fuyang Road, Hefei, Anhui

Applicant after: HEFEI SHENGBORUI TECHNOLOGY CO.,LTD.

Address before: 1005, room 230022, Bauhinia house, 23 Mount Huangshan Road, Anhui, Hefei

Applicant before: ANHUI TUOWEI TECHNOLOGY Co.,Ltd.

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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
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