KC04040101-m01-教学课件-智能交通中的压力检测.ppt

1、1 传感器及应用2*任务1：车速检测中的压力检测任务2：电子秤的压力检测任务3：管道内液体的压力检测任务4：物联网中的压力检测-知识拓展项目六、物联网中的压力检测传感器及应用3 1 任务1、车速检测中的压力检测智能交通中的压力检测4 当前城市交通的现状及问题？智能交通中的压力检测5 智能交通系统，简称ITS（Intelligent Transportation Systems）是将先进的电子、信息、传感与检测、自动控制、系统工程等技术综合运用于地面交通，建立起安全、实时、准确、高效的地面运输系统；实质是利用高新技术改造传统运输系统而形成的一种信息化、自动化、智能化、社会化的新型运输系统。什么是

2、智能交通系统？智能交通中的压力检测6 智能交通的主要内容 先进交通管理系统 包括城市交通控制系统、高速公路管理系统、应急管理系统、公交优先系统、不停车自动收费系统、需求管理系统等。先进出行者信息系统 向出行者提供当前的交通和道路状况等，以帮助出行者选择出行方式、出行时间和出行路线；还可为出行者提供准确实时的地铁、轻轨和公共汽车等公共交通的服务信息。智能交通中的压力检测7 先进公共运输系统 包括车辆定位、客运量自动检测、行驶信息服务、自动调度、电子车票、需求响应等系统；如利用GPS和移动通信网对公共车辆进行定位监控和调度、采用IC卡进行客运量检测和公交出行收费等。商用车辆运营管理系统 主要针对货

3、运和远程客运企业，目的是提高运营效率和安全性；它利用卫星、路边信号标杆、电子地图、车辆自动定位与识别、自动分类与称重等设备与技术，对运营车辆进行调度管理，掌握车辆的位置、货物负荷、移动路径等信息。智能交通中的压力检测8 先进车辆控制和安全系统 包括事故规避、监测调控等系统，使车辆具有道路障碍自动识别、自动报警、自动转向、自动制动、自动保持安全车距和车速等功能；可向驾驶员提供车体周围的必要信息，可发出预警，并可自动采取措施来防止事故的发生。自动化公路系统 是智能车辆控制系统和智能道路系统的集成，使车辆自动与智能交通设施及周围车辆相互配合，以控制车辆的速度、方向和位置，可以使司机更轻松、更安全地驾

4、驶车辆。在未来的高速公路上，甚至可以实现车辆完全自动驾驶。智能交通中的压力检测9 城市智能交通控制与管理系统的结构 信息传输系统交通诱导系统交通事件事故视频检测系统超速检测系统供电防雷系统闭路电视监控系统交通管理信息系统电子警察系统信号控制系统交通事件快速处理系统GPS车辆定位系统交通管理自动化系统其他信息应用系统业务支撑平台软件平台硬件平台指挥中心控制系统智能交通中的压力检测10 交通信息采集 常用检测技术有环形线圈、微波、视频、超声波等智能交通中的压力检测11 视频电子警察系统 电子警察系统由前端数码摄像机、车辆检测器、数据传输和数据处理部分组成，采用了先进的车辆检测、模式识别、图像处理、

5、通信传输等技术，具有自动拍摄违章车、图像远程传输、车牌识别、统计、分析和违章处罚等一系列功能。电子眼智能交通中的压力检测12 由无线传感器构成的传感网络具备优良特性，可以为智能交通系统的信息采集提供一种有效手段，而且可以检测路口各个方向上的车辆，并根据监测结果，改进简化、改进信号控制算法并提高交通效率。此外，无线传感器网络还可以应用于执行子系统中的控制子系统和引导子系统等方面，如改进信号控制器，实现智能交通系统的公交优先功能；而位置传感器能够有助实现节能、减排等功能。智能交通中的压力检测13 压电传感器主要应用于行驶中称重(wim)，车辆分类统计，计轴数，测轴距，车速监测，闯红灯拍照，泊车区域

6、监控，收费站地磅，交通信息采集和统计(道路监控)以及机场滑行道。智能交通中的压力检测14 1.1 压电传感器的应用范围 压电传感器主要应用于行驶中称重(wim)，车辆分类统计，计轴数，测轴距，车速监测，闯红灯拍照，泊车区域监控，收费站地磅，交通信息采集和统计(道路监控)以及机场滑行道。1.1.1 行驶中称重(wim)在美国、巴西、德国、日本和韩国有大量应用，其主要用途是高速公路车辆超重超载监测的预选和桥梁超载警告系统，既判断正在高速行驶中的车辆，尤其是驶过桥梁的车辆是否超载，由视频系统拍下车牌号记录在案，然后再由执法机构用精度较高的低速称重系统判断超载量并根据超载量罚款。智能交通中的压力检测1

7、5 1.1.2 车辆分类统计 压电传感器的主要用途是车型分类，车速数据可被转换为可靠的分类数据。不同的国家使用不同的分类表对车辆分类。在美国，把车辆定义为从摩托车到多用途拖车的13种类型，车辆的类型是根据轴数和轴距确定的。智能交通中的压力检测16 轴距：由于车速在3米或小于3米的距离内基本上是均速，用车轴经过传感器时建立的信号时间差乘以车速，就得出轴距。轴数：由于传感器是检测压过轮胎的力，因此即使在车量靠得很近时也很容易测出轴数，但在车流密集、低速及车型相似时，不能区分所计轴数是同一辆车还是两辆车，而电感线圈不能计轴数，因而用电感线圈+压电传感器的方案既可测得轴数又可测得车数。配置方案既可以是

8、传感器+线圈+传感器，也可以是线圈十传感器十线圈，为获取车速信号进行其它计算，两个方案都可以，但前一个配置较好。轮距：有些国家如南韩，车辆的分类需要检测轮距，我国车辆的种类很多，存在同轴距不同轮距的问题，如解放车和黄河车，其载重能力的差别很大。如果检测器能分辨轮距，将增加系统的覆盖率和准确性。将传感器以一定角度斜埋可解决这个问题。轮胎数：其他国家车辆分类的标准，如巴西是以双轮胎作为等级划分标准的。为了探测双轮胎，通常在与车流方向成一定角度(一般是30度到45度)再加装一个传感器。当双轮胎经过斜埋的传感器时，会产生一个双峰脉冲，通过电路的处理可识别双轮胎信号。垂直车流安装的传感器仍用来正常探测车

9、速，轴数，并与斜埋传感器计数进行比较。根据交通部发布的“超限运输车辆行驶公路管理规定”，动态称重系统应具备识别单、双轮胎的能力，通过斜埋压电轴传感器就可解决这个问题。由于车流量的快速增长，etc(电子不停车收费系统)成为业内人士关注的焦点。我国一直采用的是按吨位和按客车座位数分类，现在国内行驶的车辆种类复杂，按这种分类法在etc系统中引入自动分类十分困难。按轴距和轴数分类，再考虑载重，应是比较合理的方法。建立合理的分类标准是解决etc问题的关键。智能交通中的压力检测17 1.1.3 车速监测 通常在每条车道上安装两条传感器，这便于分别地采集每条车道的数据。使用两个传感器可计算出车辆的速度。当轮

10、胎经过压电膜2时，启动电子时钟，当轮胎经过压电膜1时，时钟停止。两个传感器之间的距离一般是3米，或比3米短一些(可根据需要确定)。传感器之间的距离已知，将两个传感器之间的距离除以两个传感器信号的时间周期，就可得出车速。根据德国ptb的报告，在汽车以200公里小时的匀速行驶时，测量精度可达到1。智能交通中的压力检测18 压电传感器可以区分差别很小的车辆，这一点使其可与速度相机触发器在固定地点一同使用。通常都安装2条传感器作为一组，有的国家也安装3条(增加了校验)。当轮胎经过传感器时，根据从a到b，再从b到c，最终从a到c的时间，计算出车速。然后对这几个车速进行对比，它们都应在规定的范围内，通常不

11、超过2。如果车辆超过了规定的时速，前轮经过 最后一个传感器时，立刻给车辆拍照，并计算出车速。在第一张照片拍摄后的固定时间进行第二次拍照，这样观测仪可以校验车速。即使在车流量很高的情况下，也可得到各个车道的信息。传感器可以交错安装，以便照相机有稳定的焦点，从而使得照片清晰可读。通过车速监测既可以对超速车辆罚款，又可以根据车流量建立可变限速标志和可变情报板。在车流量较高时，设置较低的限速；流量较低时，设置较高的限速，建立动态的管理系统，从而实现路面管理智能化。智能交通中的压力检测19 1.1.4 收费站地磅 压电轴传感器的一个应用就是收费站地磅。传感器可以记录高速行驶中车辆的数据。车速较低时，轴传

12、感器与电路的接口很关键，压电传感器对低频信号会衰减，低频衰减由传感器的电容和电路输入阻抗决定。压电轴传感器电路部分的另一个改进就是允许传感器在10米分钟(0.6公里小时)的速度时应用。智能交通中的压力检测20 尽管压电轴传感器能探测出压上传感器然后从传感器上移开的轮胎，但它不能检测静止在传感器上的车辆。在一个非常小的距离内可以同时应用多个传感器。以防止错误的计数，改善计数的校验。压电传感器十分适合在收费站自动分类车道上使用，因为在那里车速的变化很大。压电轴传感器为收费站地磅提供了一个非常有效的优势，压电轴传感器的寿命比普通的电阻式地磅要长得多。由于传感器的固态结构，压电轴传感器没有可移动部分。

13、传感器中可见的变形在微米(um)范围内，而电阻式地磅通常在橡胶套中有几毫米的变形，因此而引入了一个疲劳元件。电阻式传感器寿命为100-500万轴次，而压电传感器却超过1亿轴次。智能交通中的压力检测21 1.1.5 闯红灯拍照 压电轴传感器也可作为闯红灯照相机的触发器。在交叉路口的红灯线前安装两个传感器，传感器与红灯线的最小距离一般为2米。两条传感器的间距为1米或小于1米，可安装在地感线圈的上方，所有数据由前轮采集，在车辆移动6(150mm)以前完成信号采集，信号采集与速度无关，与车辆类型无关，可在高密度交通流量时使用，照相机控制器与红绿灯控制器相连，以便只在红灯时完成动作。智能交通中的压力检测22 1.1.6 触发器 选择压电传感器作闯红灯照相机触发器的原因与它们在速度照相机中的应用相同。在照片中可以看到车辆仍在传感器的上方。传感器以有线方式连接到照相机上，将信息具体到某一车道。即使在两条相邻车道上，两辆车紧挨着，传到照相机控制器的数据将是该传感器所在车道的数据。传感器不象固定的雷达装置那样很难区分相邻车辆，因此，压电传感器适用于多车道。收到罚单的人被再确认他们确实是闯了红灯或违反了车速规定，因为他们可以很清楚地看到展现在他们眼前的证据。智能交通中的压力检测23 1.1.7 交通信息采集和统计(道路监控)智能交通中的压力检测24 谢谢关注！