SU1015413A1 - Vehicle moving speed and length measuring method - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ И ДЛИНЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА- -путем формировани  в контролируемой зоне направленного светового потока , пересекающего траекторию движени  транспортного сдедства, определени  времени нахождени  транспортного средства в контролируемой зоне и определени  длины транспортного средства по значению, скорости движени  транспортного средства и времени полного перекрыти  контролируемой зоны транспортным средством, о т л и чающий с   тем, что, с целью повышени  точности измерени  скорости движени  и длины транспортного средства , световой поток периодически перемещают в горизонтальной плоскости в пределах контролируемой зоны с посто нной скоростью, Ьпредел ют врем  освещени  транспортного средства при въезде в контролируемую зону в течение двух следующих друг за другом перемещений светового потока, определ ют разность этих времен, вычисл ют скорость движени  транспортного средства по формуле совпадении направлени  движени  транспортного средства и перемеь ени  светового потока и по формуле fi-t. V си Т-At При несовпадении направлени .движени  транспортного средства с направлением -перемещени  светового потока, где V - скорость движени  транспортного средства; Ш - скорость-перемейтени  свето (П вого потока; : Т - период повторени  перемещени  светового потока; . д-Ь разность времен освещени  транспортного чзредства в чение двух спедую1 дах друг за другом перемещений светового потока, определ ют длину транспортного средства по формуле , СП Ь длина транспортного средгде ства; 4 V скорость движени  транспор тного средства; врем  полного перекрыти  t 00 контроли уемой зоны транспортным средством г В - длина контролируемой зоны. METHOD OF MEASURING THE SPEED OF MOTION AND LENGTH OF A VEHICLE - by forming in a controlled zone a directional light flux intersecting the trajectory of the vehicle transport, determining the time spent by the vehicle in the controlled area and determine the length of the vehicle by value, vehicle speed and full overlap time of the controlled areas of the vehicle, so that, in order to improve the accuracy of measuring the speed of movement vehicle lengths, the luminous flux periodically move in a horizontal plane within the controlled area at a constant speed, the time of illumination of the vehicle at the entrance to the controlled area during two successive movements of the luminous flux is determined, the difference of these times is determined, vehicle speed according to the formula of coincidence of the direction of movement of the vehicle and the movement of the luminous flux and according to the formula fi-t. V si T-At If the direction of movement of the vehicle does not coincide with the direction of the movement of the luminous flux, where V is the speed of the vehicle; W is the speed of light interchange (light stream;: T is the repetition period of the movement of the luminous flux; db the difference between the times of illumination of the vehicle in two speeds one after the other of the movements of the luminous flux; determine the length of the vehicle by the formula L is the length of the vehicle; 4 V is the speed of the vehicle; the total overlap time t 00 of the controlled area by the vehicle g B is the length of the controlled area.

Description

Изобретение относитс  к автотранспортной технике, а именно к организации и безопасности движени , и может быть использовано дл  определени  характеристик режимов движени  транспортных потоков, например, при реализации систем регулировани  движени . Известен способ измерени  скорости и длиньл транспортного средства ,согласно которому измер ют врем  изменени  не светового потока,а магнитного пол  зем .ли при пересечении транспортным средст вом границ контролируемой зоны 1. .Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ измерени  параметров движени  и длины транспортного средства , основанный на создании направленного светового потока, пересекающего траекторию движени  транспортного средства, и регистрации парамет .ров этого потока, в котором измер ют врем  изменени  интенсивности светового потока при въезде и выезде транспортного средства из контролируемой зоны и врем  полного перекрыти  потока С 2}. Недостатком известного способа  вл етс  низка  точность из-за наличи  операции аналогового дифференцировани  фронтов формируемых импульсов при вычислении скорости и ускорени  транспортного средства. Крометого , на определение скорости транспортного средства оказывает йли нйе форма фронтов формируемых импульсов, образованных перекрытием светового потока разли 1ной конфигурацией теневого профил  транспортнбго средства. И, наконец, по этому способу невозможно определить направление движени  транспортного средства, Цель изобретени  - повышение точности измерени  скорости движени  и длины транспортного средства. Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу измерени  скорости движени  и длины транспортного средства путем формировани  в контролируемой зоне направленного светового потока, пересекающего траекторию движени  транспортного средства, определени  времени нахождени  транс порта средства в контролируемой зоне и определени  длины транспортного средства по значению скорости движени  транспортного средства и времени полного перекрыти  контролируемой зоны транспортным средством, светово поток периодически реремещают в гори зонтальной плоскости в пределах конт ролируемой зоны с посто нной скороетью , определ ют врем  оснащени  тран спортного средства при въезде в конт ролируемую зону в течение двух следу Ющйх друг за другом перемещений све тового потока, oпpeдeл Joт разность этих времен, вычисл ют скорость днижени  транспортного средства по формуле при совпадении направлени  движени  транспортного средства и перемещени  светового потока и по формуле при несовпадении направлени  движени  транспортного средства с направлением перемещени  светового потока, где - скорость движени  транспортного средства; Ш - скорость перемещени  светового потока; Т - период повторени  перемещени  светового потока, Д-t- разность времен освещени  транспортного средства в течение двух следующих друг за йругом перемеще .; НИИ светового потока, определ ют длину транспортного средства по формуле , где Ь - длина транспортного средства j V скорость движени  транспортного средства; Г - врем  полного перекрыти  контролируемой зоны транспортным средством, - В - длина контролируемой зоны. На фиг.1 изображено устройство, осуществл ющее предлагаемый способ/ , на фиг.2 - импульсы на выходе фотот приемНика; на фиг.З - диаграмма, по сн юща  работу устройства. Устройство фиг.1) содержит блок 1 развертки светового луча 2, прот женный фотоприег иик 3 и блок 4 вычислени  параметров движени  транспортного средства, В заданном сечении автомагистрали 5 на определенном уровне над дорожным полотном,в горизонтальном направлении создаетс  сканируемый световой поток 2. Сканирование светового потока осуществл етс  с помощью блока 1 развертки , выполненного, например, в виде вращающегос  зеркального призменного барабана, на который падает луч оптического квантового генератора. На противоположной стороне дорожного полотна устанавливаетс  прот женный фотоприемник 3. ёыход фотоприемника св зан с входом блока 4 вычислени  параметров движени  транспортного ср.едства. Способ -осуществл етс  следующим образом. Остронаправленный световой поток Сдиаметр потока выбирают меньше -раз .меров мелких деталей теневого профил  транспортного средства) сканируют в горизонтальйрй плоскости контролируемой зоны. Прием .светового потока о-существл ют прот женным фотоприемником , который формирует импульсы,причем по. длине чувствительнсэй поверхности приёмника выбирают контролируе- 5 мую зону. Пока транспортное средство не пересекает контролируемую зону фотоприемником будут, формироватьс  им пульсы определенной одинаковой длительности , пропорциональные скорости. Ю сканировани  g длине фотоприемнйка ,(фиг,2а). При въезде транспортного средства в контролируемую зону сформированные фотоприепником-импульсы будут укора- 15 чиватьс  (фиг.25) пропорционально положению транспортного средства. При полном перекрытии транспортным средством контЕ олйруемой зоны импульсов на выходе фотоприемника не будет. 20 При выезде транспортно.го средства из контролируемой зоны будет наблюдатьс  про вление и увеличение длительностей формируемых импульсов на выходе фотоприемнйка пропорционально os положению транспортного средства ( фиг. 28} . Тйким образом, значение скорости и ускорени  транспортного средства NioryT быть получены путем измерени  длительности импульсов в каждом периоде сканировайи  светового .потока, а дЛина транспортного средства может опре;|елена при известной скорости транспортного средства по времени полного перекрыти  им светового потока, т.е. по врв- 35 мени отсутстви  фо{эмируе1«5э1Х импуль- . сов. . . . . Устройство, осуществл ющее предлагаемый способ, работает следующим образом. 40 В исходном состо нии, когда транспортное средство не въехало в контролируемую зону, врем , за которое сканируемой световой поток 2 пробегает чувствительную поверхность фото- 45 приемника 3 ( фиг. За), определ етс  из выражени  (-1) где 6 -длина чувствительной .поверхности-фотопрйемника; Ш -. скорость перемещени  светового потока, . На вход блока 4 поступают импуль- 55 сы длительностью -Ь.ХФиг.2.). Период следовани  импульсов равен периоду сканировани  светового потока. При въезд©транспортного средства. 0 в контролируемую зону навстречу движению светового луча оно перекрывает часть оптического приемника. В результате этого врем  пробега оптического приемника сканируегллм световым 65 по ра ду ( ф ст то ск ре гд мы оп 1у С же по ли св чт дв оп до ме од оком (фиг.Зб определ етс  из выени - С. - длина перекрытой транспортным средством чувствительной поверхности оптического при- емника. Следовательно, на вход блока 4 бупоступать укороченные и йгyльcы г,25) .При движении транспортного ереДт а вдоль оптического приемника от ки -ti до точки ta (фиг.ЗЛ со ростью врем  его перемещени  опел етс  так it- V CV uit - врем  перемещени  транспортного средства от точки до точки; . V - скорость транспортного средства. Но за это же врем  -Ь .сканируесветовой поток дважды.пробегает ический приемник, следовательно u.-t--t-t 4.tj, 14) fc. - врем  пробега, чу в стаи-. тельйой поверхности оптического приемника ска-: нируемым световым потоком/ . -t - врем  пробега световым потоком не перекрытой транс;портным средством чувствительной поверхности оптического приёмника; Т - период сканировани . Подставив выражение (3 в (4 поим . -Т-i +tij. (,5) четом (1),(2)и (5) скорость двии  равна V- iirka UJ , (6) T-t-t ta) Рассмотрим случаи, когда транстное средство въезжает в контроуемую зону по направлению движени  тового потока. Легко убедитьс , {как и в предыдущем случае при. жении транспортногр средства вдоЛь ического приемника от момента tk i Чфиг. 3) со скоростью V врем  переени  определ етс  по формуле (зу,,., ако врем  д-Ь равно в этом случаеД : Т+А-1 ,The invention relates to motor vehicles, in particular to the organization and traffic safety, and can be used to determine the characteristics of traffic flow patterns, for example, when implementing traffic control systems. The known method of measuring the speed and length of a vehicle, according to which the time of change is not the luminous flux, but the magnetic field is ground when the vehicle crosses the boundaries of the controlled zone 1. The method of measuring the vehicle motion parameters and length is the closest to the proposed one. , based on the creation of a directional light flux intersecting the path of the vehicle, and recording the parameters of this flux, in which the time of change of the intensity is measured characteristics of the luminous flux at the entrance and exit of the vehicle from the controlled zone and the time of complete blocking of the C 2 flow. A disadvantage of the known method is low accuracy due to the presence of an analog differentiation operation of the edges of the generated pulses when calculating the speed and acceleration of the vehicle. In addition, the shape of the fronts of the generated pulses, which are formed by the overlap of the luminous flux by a different configuration of the shadow profile of the vehicle, provides for the determination of the speed of the vehicle. Finally, it is not possible to determine the direction of travel of the vehicle using this method. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the speed and length of the vehicle. The goal is achieved by the method of measuring vehicle speed and vehicle length by forming a directional light flux in a controlled area that crosses the vehicle’s trajectory, determining the vehicle’s stay in the controlled area and determining the vehicle’s length by the time of complete overlap of the controlled area by the vehicle, the light flux is periodically re-located in g the horizontal plane within the controlled zone with a constant wreck, determine the time of equipping the vehicle at the entrance to the controlled zone during the next two tracks of the light fluxes, the displacement of these times, calculate the displacement velocity of the transport Means according to the formula when the direction of movement of the vehicle and movement of the luminous flux coincides and according to the formula if the direction of movement of the vehicle does not coincide with the direction of movement of the light sweat where, is the speed of the vehicle; W - the speed of movement of the light flux; T is the period of repetition of the movement of the luminous flux, D-t is the difference of the times of illumination of the vehicle during the two displacements that follow each other; The SRI of the light flux, determine the length of the vehicle by the formula, where b is the length of the vehicle j V the speed of the vehicle; G - time of complete overlapping of the controlled area by the vehicle; - B - length of the controlled area. Figure 1 shows a device implementing the proposed method /, Figure 2 shows pulses at the output of a photo cell of a receiver; FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the device. The device of FIG. 1) contains a scanner unit 1 of the light beam 2, an extended photodetector 3 and a unit 4 for calculating vehicle motion parameters. In a given section of highway 5, at a certain level above the roadway, a scanned light flux 2 is created in the horizontal direction. The flow is carried out using a scanner unit 1, made, for example, in the form of a rotating mirror prism drum on which a beam of an optical quantum generator is incident. A longitudinal photodetector 3 is installed on the opposite side of the roadway. The output of the photodetector is connected to the input of the unit 4 for calculating the motion parameters of the vehicle. The method is carried out as follows. Ostradirectional light flux With a diameter of the stream is chosen less than the size of small parts of the shadow profile of the vehicle) scan in the horizontal plane of the controlled zone. Receiving a light flux is an o-existent by a long-range photodetector, which generates pulses, moreover by. the length of the sensitive surface of the receiver is selected in the controlled zone. As long as the vehicle does not cross the controlled area by the photoreceiver, pulses of a certain same duration, proportional to the speed, are formed. Yu scan the length of the photoreducer, (FIG. 2a). When the vehicle enters the controlled area, the pulses generated by the photodetector will be shortened (Fig. 25) in proportion to the position of the vehicle. When the vehicle completely overlaps the controllable zone, there will be no pulses at the output of the photodetector. 20 When the vehicle exits the controlled zone, the development and increase of the duration of the generated pulses at the photoreceiver output will be observed in proportion to the vehicle's os position (Fig. 28}. In a manner, the speed and acceleration of the vehicle NioryT can be obtained by measuring the pulse duration each period of the scanning of the light stream, and the length of the vehicle can be determined; at a known speed of the vehicle, at the time of complete shut-off of the light flow, i.e., in time of the absence of a phore {emire1 5 5e1X pulses.... the device implementing the proposed method works as follows. 40 In the initial state, when the vehicle did not enter the controlled the area, the time for which the scanned light flux 2 runs through the sensitive surface of the photo- 45 receiver 3 (Fig. 3a) is determined from the expression (-1) where 6 is the length of the sensitive photoconductor surface; Sh -. the speed of movement of the light flux,. The input of block 4 receives pulses of 55 duration, l.HFig.2.). The pulse period is equal to the scanning period of the light flux. When entering the vehicle. 0 in a controlled area in order to meet the movement of the light beam, it overlaps part of the optical receiver. As a result, the travel time of the optical receiver is scanned by the light 65 in a row (in this case, we will be connected in two ways (Fig. 3b is determined from the finding — C). means of the sensitive surface of the optical receiver. Therefore, the input of the block 4 will have access to shortened and full lengths, 25). When the vehicle moves along the optical receiver from Ki-ti to point ta (FIG. it- V CV uit - the time of moving the vehicle from a point about the point; V is the vehicle speed. But at the same time the scan is the light flux twice. A different receiver runs, therefore u.-t - tt 4.tj, 14) fc. is the travel time, The tel surface of the optical receiver by the scanned: luminous flux /. -t is the transit time of the luminous flux not blocked by the trance; by the tailor means of the sensitive surface of the optical receiver; T is the scan period. -T-i + tij. (, 5) by the equation (1), (2) and (5) the speed of the two is equal to V-iirka UJ, (6) T-t-t ta) Consider the cases when the vehicle enters the controlled zone in the direction of the movement of the flow. It is easy to make sure {as in the previous case with. of the vehicle in the receiver from the moment tk i фиfig. 3) with the speed V, the transfer time is determined by the formula (memory, .., the time d-b is equal in this case D: T + A-1,

де д-t - разность времен пробега лучом чувствительной поверхности фотоприемника и неперекрытой транспортным средством части фотоприемника , т.е. . А окончательное выражение дл  опеделени  скорости в этом случае римет видde d-t is the difference between the travel times of the sensitive surface of the photodetector and the part of the photodetector not overlapped by the vehicle, i.e. . And the final expression for determining speed in this case rimet

V-S ,,. г-,) V-S ,,. g-)

Следовательно, скорость транспортного средства пропорциональна длительност м , формируемых импульсов, периоду и скорости сканировани .Consequently, the vehicle speed is proportional to the duration, the pulses generated, the period, and the scan speed.

При известной скорости V по времени полного перекрыти  фотоприемника, которое характеризуетс  отсутствием импульсов с фотоприемника (фиг.1в), можно с высокой точностью определитьAt a known speed V, by the time of complete overlap of the photodetector, which is characterized by the absence of pulses from the photodetector (figv), it is possible to determine with high accuracy

длину транспортного средства из выражени vehicle length from the expression

LVtr -e-,--vviT- -C4, (g;LVtr -e -, - vviT- -C4, (g;

длина тра.нспортного средЬ ства J врем  полного перекрыти vehicle length J overlap time

Т фотоприемника транспортным средством, количество периодов скаи нировани  от момента пропадани  до момента по влени  ш/шульсов с фотоприемника .T of the photoreceiver by the vehicle, the number of scans from the time of the disappearance to the time of the occurrence of a pulse from the photoreceiver.

Технико-экономический эффект от использовани  изобретени  выражаетс  в повышении точности определени  параметров движени  транспортных средств.The technical and economic effect of using the invention is expressed in improving the accuracy of determining the parameters of the movement of vehicles.

Claims (1)

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ · ДВИЖЕНИЯ И ДЛИНЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА- путем формирования в контролируемой зоне направленного светового по- • тока, пересекающего траекторию движения транспортного средства, определения времени нахождения транспортного средства в контролируемой зоне и определения длины транспортного средства по значению, скорости движения транспортного средства и времени полного перекрытия контролируемой зоны транспортным средством, о т л и чающий с я тем, что, с целью повышения точности измерения скорости движения и длины транспортного средства, световой поток периодически перемещают в горизонтальной плоскости в пределах контролируемой эоны с постоянной скоростью, Ьпределяют время освещения транспортного средства при въезде в контролируемую эону в течение двух следующих друг за другом перемещений светового' потока, определяют разность этих времен, вычисляют скорость движения транспортного средства по формулеMETHOD OF SPEED MEASUREMENT · MOVEMENT AND LENGTH OF VEHICLE - by forming in the controlled area a directional light flow • crossing the vehicle’s motion path, determining the time the vehicle is in the controlled area and determining the vehicle length from the value, vehicle speed and time complete overlap of the controlled area by the vehicle, which is due to the fact that, in order to increase the accuracy of measuring the speed of movement and vehicle, the luminous flux is periodically moved in a horizontal plane within the controlled aeon at a constant speed, L determine the time of illumination of the vehicle at the entrance to the controlled aeon during two successive movements of the light 'flux, determine the difference of these times, calculate the speed of the vehicle funds according to the formula Ι+Δ-t о>Ι + Δ-t о> при совпадении направления движения транспортного средства и перемещения светового потока и по формулеwhen the direction of movement of the vehicle and the movement of the light flux and the formula T-at при несовпадении направления.движения транспортного средства с направлением перемещения светового потока, где V - скорость движения транспортного средства,' <*> - скорость-перемещения светового потока;T-at when the direction of movement of the vehicle does not coincide with the direction of movement of the light flux, where V is the speed of the vehicle, '<*> is the speed-movement of the light flux; Т - период повторения перемещения светового потока,’ разность времен освещения транспортного средства в течение двух следующих друг за другом перемещений светового потока.T is the repetition period of the movement of the light flux, ’the difference between the times of illumination of the vehicle during two successive movements of the light flux. определяют длину транспортного средства по формуле где L - длина транспортного средства;determine the length of the vehicle according to the formula where L is the length of the vehicle; У - скорость движения транспор* тного средства;Y is the speed of movement of the vehicle; Т - время полного перекрытия'* контролируемой зоны транспортным средством'.T is the time of complete overlap of '* the controlled area by the vehicle'. В - длина контролируемой эоны.B is the length of the controlled aeon. 1015413 А1015413 A