[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆检测系统及其检测方法，特别涉及一种用于停车场或道路交通领域的电阻抗成像车辆检测系统及其检测方法。

背景技术

在交通领域，随着车辆的增多和交通的飞速发展，道路交通管理与控制中对交通信息的需求越来越多。检测道路上车辆的通行情况（车流量、车速、车向、车型、车距等）、停车场车位的空余情况（车存在）等信息，用于路口、易拥堵路段、停车场交通的控制管理，对提高城市道路的通行能力、缓和城市交通拥挤将会起到十分重要的作用。

交通信息的采集大多是通过车辆检测器实现的，目前国内外采用的车辆检测器根据采用的不同技术主要分为线圈检测器、微波检测器、红外线检测器、雷达检测器、激光检测器、视频检测器等。从大的领域上来看，以上车辆检测器可以划分为地磁检测系统、波频检测系统以及视频检测系统三种类型。

地磁检测系统主要是指线圈检测器，它通过埋设在路面下的环形线圈检测车辆通过时线圈磁场的变化并据此计算出车辆的流量、速度、时间占有率和长度等交通参数，上传给中央控制系统，以满足交通控制系统的需要。这种方法技术成熟，易于掌握，成本较低，但它存在以下缺点：1）线圈在安装或维护时必须直接埋入车道，一方面对交通造成阻碍，另一方面损害路面，影响道路的使用寿命；2）线圈易受冰冻、路基下沉、盐碱等自然环境的影响；3）感应线圈由于自身的测量原理所限制，在停车场的车位检测，或车流拥堵，车间距小于3m时，其检测精度会下降，某些产品甚至无法检测。另外，在此类检测器的研究中，还有使用地磁传感器来检测车辆信息的报道，但这种系统由于成本较高，检测参数较少、适用范围较窄而未有大量使用。

波频检测系统主要是指以微波、超声波、激光和红外线等对车辆发射电磁波产生感应的检测器。这类检测器大多采用侧挂式安装，在检测区域内发射连续的低功率调制电磁波，通过检测车辆等目标返回的回波，测算出目标的交通信息，上传给中央控制系统。这类检测系统测量方式在车型单一，车流稳定，车速分布均匀的道路上准确度较高，但是在车流拥堵以及大型车较多、车型分布不均匀的路段，由于遮挡，测量精度会受到比较大的影响。另外，由于天气、安装空间、空气中的微颗粒等环境因素影响，此类检测系统使用寿命较短、安装成本较高、使用范围受限。

视频检测系统是通过视频摄像机作传感器，在视频范围内设置检测区，当车辆进入检测区时，通过背景灰度值的变化得知车辆存在，并以此检测车辆的流量和速度。检测器可安装在车道的上方和侧面，可根据需要设定检测区，并提供现场的视频图像，有着直观可靠，安装调试方便等优点。缺点是容易受恶劣天气、灯光、阴影等环境因素的影响，正检率会下降，同时汽车的动态阴影也会带来干扰，造成误检率大幅上升。另外，视频检测系统成本较高，维护需要专业人员，不利于灯光昏暗的地下停车场等场所的使用。

发明内容

本发明的目的是克服上述几种现有的车辆检测系统的缺点，提出一种基于压阻材料的电阻率成像车辆检测系统及其检测方法。

本发明通过检测车辆经过时压阻材料因受到压力而使电阻率产生的变化，利用电阻抗成像原理，反演计算压阻材料所承受的压力分布，进而根据其所受压力的大小、分布、随时间的变化特性来计算车辆交通信息，再将得到的交通信息上传给中央控制系统，以满足交通控制系统的需要。

本发明的车辆检测系统主要包括车辆检测垫、埋在车辆检测垫内部的温度传感器、连接在车辆检测垫边缘的注入电极、连接在车辆检测垫四周边缘的多个均匀分布的接收电极、连接在接收电极和温度传感器上的导线、与导线连接的信号采集单元、连接在信号采集单元上的信号传输单元以及与信号传输单元连接的信号处理单元八个部分。

所述的注入电极可以布置在检测垫边缘的任意位置，接收电极均匀分布在检测垫边缘，注入电极和接收电极不重叠。

所述的车辆检测垫采用具有良好线性压阻特性的柔性材料，如炭黑、纳米粒子等复合导电材料填充而成的导电橡胶等制作。所述的车辆检测垫的上、下表面，以及车辆检测垫与注入电极和接收电极连接处均涂有柔性绝缘材料，用以防止外界接触物对车辆检测垫的电干扰。所述的车辆检测垫可以为各种形状，厚度在1cm以内，边缘较薄，通过粘胶或金属夹片固定在地面上。

所述的注入电极与接收电极均采用具有良好导电性的金属制成，成针状或片状。注入电极用于向车辆检测垫内注入电流或电压，接收电极接收车辆检测垫边缘的电压或电流信号。

所述的导线具有良好的耐压防护措施，导线的传导通路可以是在具有良好耐压性能的绝缘橡胶中，也可以是具有良好耐压性能的金属通道内。