[发明专利]城市道路车辆信息采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及信息采集领域，尤其涉及一种城市道路车辆信息采集系 统。

背景技术

现有技术中充电桩只是提供了为电动汽车充电的功能，具有以下两个 缺陷：一方面，充电桩的本身结构效率较低，充电效果不佳，需要改善其 充电性能，另一方面，由于充电桩具有分散均匀、数量众多的分布特点， 可以用来作为本地数据采集终端，以为城市管理者提供参考数据。然而现 有技术中的充电桩都没有克服上述两个缺陷。

另外，在充电设施推进过程中，电动汽车的管理者面临充电桩分布无 法同时满足节省公共资源和迎合各个道路电动汽车充电需求这两个方面， 例如，如果在每一个道路旁边都设置数量充足的充电桩，这样将占据过多 的公共资源，相反，如果仅仅在一些重要地段设置充电桩，那么一些道路 上的电动汽车将面临无电可充的窘境。

因此，需要一种新型城市信息采集系统，能够以电动汽车的充电桩为 硬件平台，在充当本地数据采集终端的同时，对充电桩的充电性能进行改 善，从而从根本上方便电动汽车用户的使用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种城市道路车辆信息采集系统， 首先，对充电桩的内部结构和辅助结构进行设备实现和改良，从整体上提 高充电桩的性能；更为关键的是，采集系统建立在充电桩上，在充电桩上 集成了识别车辆的环形线圈检测设备和识别电动车辆的车辆类型检测设 备，从而能够为电动汽车的城市管理者提供更有价值的参考数据。

根据本发明的一方面，提供了一种城市道路车辆信息采集系统，所述 系统包括环形线圈检测设备、3G通信设备、车辆类型检测设备、充电桩主 体结构和飞思卡尔MC9S12芯片，环形线圈检测设备用于检测附近道路是 否有汽车通过，车辆类型检测设备用于检测通过汽车的车辆类型，充电桩 主体结构用于对电动车充电，3G通信设备用于建立双向通信链路，飞思卡 尔MC9S12芯片与环形线圈检测设备、3G通信设备和车辆类型检测设备 分别连接。

更具体地，在所述城市道路车辆信息采集系统中，包括：环形线圈检 测设备，埋设在充电站附近道路的下方，用于检测过往目标是否为汽车， 并在检测到汽车时发出存在汽车信号；其中，环形线圈检测设备包括第一 感应线圈、第二感应线圈、耦合振荡电路、信号整形放大电路和微处理器 组成，第二感应线圈设置在第一感应线圈的正前方，耦合振荡电路与第一 感应线圈和第二感应线圈分别连接，以在有目标依次通行过第一感应线圈 和第二感应线圈时检测第一感应线圈和第二感应线圈各自的线圈电感量 的变化，信号整形放大电路与耦合振荡电路连接，用于对耦合振荡电路的 输出信号进行整形放大以获得整形放大信号，微处理器与信号整形放大电 路连接，用于基于接收到的整形放大信号判断经过的目标是否为汽车以确 定是否发出存在汽车信号；充电桩主体结构，包括电力供应设备和电力供 应插头；电力供应设备包括第一开关、第二开关、上拉电压接入端、第一 电阻、第一交流电源线输入端、第一交流电源线输出端、第一中线输入端、 第一中线输出端、第一接地端、电压检测器和第一输出接口，第一开关位 于第一交流电源线输入端和第一交流电源线输出端之间，第二开关位于第 一中线输入端和第一中线输出端之间，第一电阻的一端连接上拉电压，另 一端连接电压检测器，第一输出接口包括四个输出端，分别为第一交流电 源线输出端、第一中线输出端、第一接地端和第一电阻的另一端；电力供 应插头包括第二交流电源线输入端、第二交流电源线输出端、第二中线输 入端、第二中线输出端、第二接地端、第二电阻、第三开关、第三电阻和 第二输出接口，第二交流电源线输入端、第二中线输入端和第二接地端与 第一交流电源线输出端、第一中线输出端和第一接地端分别连接，第二交 流电源线输出端、第二中线输出端与第二交流电源线输入端、第二中线输 入端分别连接，第三电阻的一端与第一电阻的另一端连接，另一端与第二 电阻的一端连接，第二电阻的另一端与第二接地端连接，第三开关的一端 与第二接地端连接，另一端与第三电阻的另一端连接，第二输出接口包括 三个输出端，分别为第二交流电源线输出端、第二中线输出端和第二接地 端，第二输出接口用于与电动车的充电插头连接；3G通信设备，与远端的 电动车信息采集中心建立无线双向通信链路；FLASH存储设备，预先存储 了黑白阈值和像素数阈值，所述黑白阈值用于对图像执行二值化处理，所 述FLASH存储设备还预先存储了多个灰度化电动车形状模版，每一个灰 度化电动车形状模版为对不同类型的基准电动车进行拍摄所得到的电动 车图像执行灰度化处理而获得；CCD图像采集设备，用于对附近道路进行 拍摄，以获得附近道路图像；车辆类型检测设备，与CCD图像采集设备 和FLASH存储设备分别连接，包括灰度化处理子设备、图像预处理子设 备、二值化处理子设备、列边缘检测子设备、行边缘检测子设备、目标分 割子设备和目标识别子设备，所述灰度化处理子设备与所述CCD图像采 集设备连接，以对所述附近道路图像执行灰度化处理以获得灰度化道路图 像；所述图像预处理子设备与所述灰度化处理子设备连接，以对所述灰度 化道路图像依次执行对比度增强和基于7×7像素窗口的中值滤波，以获 得预处理道路图像；所述二值化处理子设备与所述图像预处理子设备和所 述FLASH存储设备分别连接，将所述预处理道路图像的每一个像素的灰 度值与所述黑白阈值分别比较，当像素的灰度值大于所述黑白阈值时，将 像素记为白色像素，当像素的灰度值小于所述黑白阈值时，将像素记为黑 色像素，从而获得二值化道路图像；所述列边缘检测子设备与所述二值化 处理子设备和所述FLASH存储设备分别连接，用于对所述二值化道路图 像，计算每列黑色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈 值的列记为边缘列；所述行边缘检测子设备与所述二值化处理子设备和所 述FLASH存储设备分别连接，用于对所述二值化道路图像，计算每行黑 色像素的数目，将黑色像素的数目大于等于所述像素数阈值的行记为边缘 行；所述目标分割子设备与所述列边缘检测子设备和所述行边缘检测子设 备分别连接，将边缘列和边缘行交织的区域作为目标存在区域，并从所述 二值化道路图像中分割出所述目标存在区域以作为目标子图像输出；所述 目标识别子设备与所述目标分割子设备和所述FLASH存储设备分别连接， 将所述目标子图像与所述多个灰度化电动车形状模版匹配，匹配成功，则 输出存在电动车信号，并输出对应的电动车车型，匹配失败，则输出不存 在电动车信号；飞思卡尔MC9S12芯片，与3G通信设备、车辆类型检测 设备和环形线圈检测设备分别连接，当接收到存在汽车信号时，汽车数量 自加1，当接收到存在汽车信号且接收到存在电动车信号时，电动车数量 自加1，非电动车数量为汽车数量减去电动车数量，汽车数量、电动车数 量和非电动车数量每月自动清零，飞思卡尔MC9S12芯片通过3G通信设 备将汽车数量、电动车数量和非电动车数量发送给远端的电动车信息采集 中心位置处的服务器。