[发明专利]基于压阻材料的电阻抗成像车辆检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种基于压阻材料的电阻抗成像车辆检测系统，其特征在于：所述的检测系统包括车辆检测垫（1）、埋在车辆检测垫（1）内部的温度传感器（2）、连接在车辆检测垫（1）边缘的注入电极（3）、连接在车辆检测垫（1）四周的均匀分布的多个接收电极（4）、连接在接收电极（4）和温度传感器（2）上的导线（5）、与导线（5）连接在一起的信号采集单元（10）、连接在信号采集单元（10）上的信号传输单元（11），以及与信号传输单元（11）连接的信号处理单元（12）。

2.如权利要求1所述的车辆检测系统，其特征在于：所述的车辆检测垫（1）采用柔性导电橡胶材料制作。

3.如权利要求1所述的车辆检测系统，其特征在于：所述的导线（5）具有耐压防护措施，导线（5）的传导通路置于具有耐压性能的绝缘橡胶中，或位于具有耐压性能的金属通道内。

4.如权利要求1所述的车辆检测系统，其特征在于：所述的信号采集单元（10）包含多个分路，每一个分路都通过导线（5）与一个接收电极（4）或温度传感器（2）相连；接收电极（4）检测到的电压信号或温度传感器（2）检测到的温度信号通过导线（5）传输到信号采集单元（10）的各个分路；信号采集单元（10）每个分路的电路结构均相同，主要包括：与导线相连的运算放大电路（6）、与运算放大电路输出端相连的滤波电路（7）、与滤波电路输出端相连的差分放大电路（8）和与差分放大电路输出端相连的A/D转换电路（9）。

5.采用权利要求1所述的车辆检测系统的检测方法，其特征在于：

1）当车辆经过车辆检测垫（1）时，车辆检测垫受到一定压力，由于材料的压阻特性，车辆检测垫内部的电阻率会发生变化，压力大小与电阻率变化大小具有一定的比例关系；另外温度的变化也会导致车辆检测垫电阻率产生变化，所述的温度传感器（2）测量车辆检测垫（1）内部的温度；

2）所述的注入电极（3）向车辆检测垫（1）内注入激励电流或电压信号，然后由所述的接收电极（4）接收激励信号的响应电压或电流信号，同时由所述的温度传感器（2）测量车辆检测垫（1）内部的温度；

3）所述的接收电极（4）采集到的响应电压或电流信号以及温度传感器（2）测量的温度信息通过导线（5）输送给所述的信号采集单元（10），由信号采集单元（10）各个分路中的运算放大器（6）进行缓冲放大，消除接触阻抗的影响；由运算放大器（6）放大的电压或电流信号和温度信息分别经信号采集单元（10）中的滤波电路（7）进行滤波处理，去除干扰成分；滤波后得到的电压或电流信号和温度信息，再分别输入到信号采集单元（10）中的差分放大电路（8）进行进一步放大处理；最后，放大后的电压或电流信号和温度信息分别输入到高精度的高速A/D转换电路（9）转换为数字信号；

4）所述的信号传输单元（11）将信号采集单元（10）输出的数字信号以有线或无线的方式传输给信号处理单元（12）；

5）所述的信号处理单元（12）采用电阻抗成像技术对传输进来的数字信号进行计算和解调，并去除温度影响，得到车辆检测垫（1）内部电阻率变化情况；再根据压阻材料压力大小和电阻率变化大小之间的压阻特性关系得到车辆检测垫（1）所受压力大小的分布及随时间变化的特性；

6）所述的信号处理单元（12）根据车辆检测垫（1）所受压力的大小估算车型与车载重；根据车辆检测垫所受压力的分布确定车存在，计算车距、车流量、占有率；根据车辆检测垫所受压力随时间的变化特性计算车速、车向；

7）所述的信号处理单元（12）将计算处理得到的交通、车辆信息输送给信号传输单元（11），由信号传输单元（11）以有线或无线的数据传输方式将这些交通、车辆信息上传给中央控制系统，以满足交通控制系统的需要。