УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2000 года по МПК G08G1/04 

Данное предложение относится к устройствам автоматического опознования наземных транспортных средств по типам, в частности автотранспортных средств, и может быть использовано в системах регулирования дорожного движения.

Устройства для определения типа транспортного средства известны. В устройстве [1] в качестве критерия для определения типа транспортного средства выбрана длина транспортного средства. Повысить достоверность опознования типа автомобиля в устройстве [2] предложено за счет подсчета количества характерных точек, суммирования всех значений полученных точек и сравнения полученного результата с эталоном, то есть за критерий опознования принято количество осей автомобиля. В устройстве [3] осуществляется раздельное опознование двух- и трехосных автомобилей с прицепами, а также автопоездов. Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является устройство [3], которое содержит два чувствительных элемента, выполненных в виде индуктивных рамок, первый генератор, два выпримителя, первый усилитель, формирователь импульсов, блок индикации, второй генератор, два фильтра низкой частоты, два пороговых элемента, два триггера, элемент И, элемент задержки, элемент ИЛИ и блок анализа, первая индуктивная рамка через последовательно включенные первые генератор, выпрямитель, фильтр низкой частоты, усилитель и пороговый элемент подключена к первому входу первого триггера, выход которого подключен к первому входу элемента И, выход которого через последовательно включенный элемент задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого является управляющим входом устройства, вторая индуктивная рамка через последовательно включенные вторые генератор, выпрямитель, фильтр низкой частоты и усилитель соединена с первым входом второго триггера и через последовательно включенные второй пороговый элемент и формирователь импульсов - с первым входом блока анализа, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и вторыми входами первого и второго триггеров, третий и четвертый входы блока анализа соединены соответственно с выходами первого и второго триггеров, второй вход элемента И соединен с первым выходом блока анализа, группа выходов которого подключена к группе входов блока индикации. При этом блок анализа содержит элемент И, первую и вторую группы элементов И, элементы задержки и по числу осей определяемых типов транспортных средств триггеры, первые входы которых являются вторым входом блока анализа, первым входом которого являются второй вход первого триггера и первые входы элементов И первой группы, выходы которых соединены со вторыми входами соответствующих триггеров, начиная со второго, первые входа триггеров, за исключением последнего, через соответствующие элементы задержки подключены к вторым входам элементов И первой группы, первый выход первого триггера является первым выходом блока анализа, третьим выходом которого являются первые входа элементов И второй группы и элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом последнего триггера, вторые выходы триггеров, кроме первого, соединены со вторыми входами элементов И второй группы, третьи входы которых, начиная с второго, соединены с первыми выходами триггеров, кроме первого, третий вход первого элемента И второй группы является четвертым входом блока анализа, группы выходов которого являются выходами элементов И второй группы и элемента И.

Недостатком известного устройства является низкая достоверность опознования типа транспортного средства. Устройство не позволяет отличить различные типы легковых автомобилей и грузовых автомобилей, микроавтобусы от легковых автомобилей и т. д.

Цель настоящего предложения состоит в повышении достоверности определения типа транспортного средства на основе анализа формы его кузова.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения типа транспортного средства, содержащее последовательно соединенные усилитель и пороговый элемент, формирователь импульсов, элемент ИЛИ, элемент задержки, блок анализа, блок индикации, дополнительно введены стойка с n светоизлучателями, стойка с n фотопреобразователями, n-1, последовательно соединенных усилителей и пороговых элементов, 2n-1 блоков анализа, два ключа, счетчик импульсов, делитель частоты, дополнительный элемент ИЛИ и последовательно соединенные блок хранения данных и блок последовательной выборки данных. Каждый светоизлучатель формирует узконаправленный луч, который принимается соответствующим фотопреобразователем. При прохождении транспортного средства между стойкой со светоизлучателями и стойкой с фотопреобразователями устройством фиксируются интервалы времени прерывания каждого луча, а также интервалы времени, прошедшие с момента прерывания луча, который прервался первым, до момента прерывания каждого луча. Эти интервалы времени фиксируются в соответствующих блоках анализа в виде числа импульсов установленной длительности и периода следования. Таким образом получается временной контур транспортного средства, в котором сохраняются геометрические соотношения линейных и угловых размеров кузова транспортного средства. Отдельным счетчиком импульсов фиксируется время прохождения транспортного средства между стойкой со светоизлучателями и стойкой с фотопреобразователями. Блоки деления служат для нормировки временного контура транспортного средства. Полученный нормированный временной контур последовательно и поэлементно сравнивается с эталонными нормированными временными контурами известных транспортных средств, хранящимися в блоках хранения данных. По результатам этого сравнения определяется тип транспортного средства.

Структурная схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит стойку 1, расположенную вертикально. В стойке 1 расположены один под другим на расстоянии dR оптические излучатели. Общее количество излучателей равно N. В стойке 2, расположенной вертикально на противоположной стороне дороги напротив стойки 1, размещены один под другим на расстоянии dR фотопреобразователи. Они предназначены для преобразования оптического излучения в электрический сигнал. Общее число фотопреобразователей N. Выход каждого фотопреобразователя стойки 2 подключен через соответствующий усилитель 3 и пороговый элемент 4 к соответствующему входу элемента ИЛИ 5. Элемент ИЛИ 5 предназначен для выполнения операции логического сложения. Выход элемента ИЛИ 5 подключен к управляющему входу ключа 6, информационный вход которого соединен с выходом формирователя импульсов 7. Параллельно выход формирователя импульсов 7 подключен через делитель частоты 8 к управляющему входу блока последовательной выборки данных 9. Каждый блок хранения данных типовой марки автомобиля 10 содержит 2N выходов, подключенных к соответствующим входам блока последовательной выборки данных 9. Блок последовательной выборки данных 9 имеет 2N-число выходов эталона типа и выход индикации типа. Каждый выход эталона типа соединен с первым входом соответствующего блока анализа 11 или блока анализа 12. Общее число блоков анализа 11 и блоков анализа 12 равно 2N. Выход i-го порогового элемента 4 подключен к второму входу i-го блока анализа 11 и второму входу i-го блока анализа 12. Число блоков анализа 11 и блоков анализа 12 равно 2N. Третий вход каждого блока анализа 11 и блока анализа 12 соединен с выходом ключа 6. Параллельно выход ключа 6 соединен с входом счетчика импульсов 13, выход которого соединен с входом элемента задержки 14. Выход элемента задержки 14 соединен с четвертым входом каждого блока анализа 11 и блока анализа 12. Каждый блок анализа 11 и блок анализа 12 выполнен в виде последовательно соединенных ключа 15, счетчика импульсов 16, элемента задержки 17, блока деления 18 и блока вычитания 19. Причем выход элемента задержки 17 соединен с входом делимого блока деления 18, а выход блока деления 18 соединен с выходом уменьшаемого блока вычитания 19. Первым входом блока анализа 11 и блока анализа 12 является вход вычитаемого блока вычитания 19. Вторым входом блока анализа 11 и блока анализа 12 является информационный вход ключа 15. Третьим входом блока анализа 11 и блока анализа 12 является управляющий вход ключа 15. Четвертым входом блока анализа 11 и блока анализа 12 является вход делителя блока деления 18. Выходом блока анализа 11 и блока анализа 12 является выход блока вычитания 19. Выход какого блока анализа 11 и блока анализа 12 соединен с соответствующим входом дополнительного элемента ИЛИ 20. Выход дополнительного элемента ИЛИ 20 соединен с управляющим входом ключа 21. Информационный вход ключа 21 соединен с выходом индикации типа блока последовательной выборки данных 9. Выход ключа 21 соединен с входом блока индикации 22, предназначенного для регистрации типа транспортного средства.

Устройство работает следующим образом. При отсутствии автомобиля между стойками 1 и 2 излучаемые стойкой 1 пучки света попадают в соответствующие им фотопреобразователи стойки 2, которые формируют электрические сигналы, поступающие на соответствующие усилители 3, а затем на соответствующие пороговые элементы 4. На выходе пороговых элементов 4 действуют двоичные сигналы, соответствующие потенциалу логического нуля. В этом случае на выходе элемента ИЛИ 5 будет логический ноль и ключ 6 будет разомкнут. Импульсы с формирователя импульсов 7 не будут поступать на третьи входы блоков анализа 11, блоков анализа 12 и на счетчик импульсов 13. При появлении автомобиля между стойками 1 и 2 хотя бы один из лучей прервется. На выходе порогового элемента 4, соответствующего данному лучу, будет потенциал логической единим. На выходе элемента ИЛИ 5 также будет логическая единица. Ключ 6 замкнется и импульсы с формирователя импульсов 7 будут поступать на третьи входы блоков анализа 11, 12 и на счетчик импульсов 13. Одновременно с этим на вторые входы каждой пары блоков анализа будет поступать сигнал с выхода соответствующего порогового элемента 4. Ключ 15 блока анализа 11 размыкается при подаче на его управляющий вход логического нуля, а замыкается при подаче логической единицы. Ключ 15 блока анализа 12 наоборот размыкается при подаче логической единицы, а замыкается при подаче логического нуля. Во всех блоках анализа при замыкании ключа 15 импульсы с формирователя импульсов 7 поступают на счетчик импульсов 16, где производится их счет. При размыкании ключа 15 счет импульсов прекращается и состояние счетчика импульсов 16 передается в элемент задержки 17. В i-том блоке анализа 11 фиксируется количество импульсов, соответствующее времени прерывания i-го луча, а в соответствующем ему i-том блоке анализа 12 фиксируется количество импульсов, соответствующее времени, прошедшему с момента прерывания луча, который прервался первым, до момента прерывания i-го луча. По мере прохождения автомобиля между стойками 1 и 2 вслед за лучами, которые прервались первыми, начинают прерываться остальные лучи. В дальнейшем, когда отдельные детали кузова автомобиля пройдут стойки 1 и 2, лучи начнут один за другим восстанавливаться, то есть на соответствующих этим лучам выходах фотопреобразователей появится аналоговый сигнал. После прохождения автомобилем стоек 1 и 2 в элементах задержки 17 всех блоков анализа будет содержаться информация о количестве импульсов, подсчитанных счетчиками импульсов 16. На выходах всех пороговых элементов 4 будет потенциал логического нуля. На выходе элемента ИЛИ 5 будет логический ноль. Ключ 6 разомкнется. Счет импульсов на счетчике импульсов 13 прекратится и состояние счетчика импульсов 13 зафиксируется в элементе задержки 14. В элементе задержки 14 будет зафиксировано количество импульсов, соответствующее времени прохождения автомобилем стоек 1 и 2. Из каждого элемента задержки 17 информация одновременно поступает на вход делимого соответствующего блока деления 18. Одновременно информация с элемента задержки 14 поступает на четвертые входы всех блоков анализа, которые соответствуют входам делителя соответствующих блоков деления 18. В каждом блоке деления происходит деление количества импульсов, поступающих на вход делимого, на количество импульсов, поступающих на вход делителя. Таким образом, в блоках деления происходит нормирование числа импульсов, подсчитанных счетчиками импульсов 16 соответствующих блоков анализа. Сигналы с формирователя импульсов 7 подаются на делитель частоты 8, который преобразует их в управляющие синхроимпульсы, подаваемые на управляющий вход блока последовательной выборки данных 9. Блок последовательной выборки данных 9 осуществляет последовательную выборку данных эталонных типов транспортных средств из соответствующих блоков хранения данных 10 и производит одновременную передачу значений этих данных на соответствующие первые входа блоков анализа 11, 12. С выхода индикации типа блока последовательной выборки данных 9 осуществляется передача информации о выбранном в текущий момент типе транспортного средства на информационный вход ключа 21. На вход уменьшаемого каждого блока вычитания 19 поступает информация с выхода соответствующего блока деления 18. В блоке вычитания 19 происходит вычитание числа, поступившего на вход вычитаемого, из числа, поступившего на вход уменьшаемого. Если результат вычитания не ноль, то на выходе блока вычитания 19 будет логическая единица, в противном случае - ноль. Сигнал с выхода каждого блока вычитания 19 поступает на соответствующий вход дополнительного элемента ИЛИ 20. Если на выходе дополнительного элемента ИЛИ 20 будет логическая единица, то, следовательно, данный тип транспортного средства не соответствует типу обрабатываемого транспортного средства. Сигнал логической единицы, поступающий с выхода дополнительного элемента ИЛИ 20 на управляющий вход ключа 21, разомкнет его. Под воздействием управляющего синхроимпульса от делителя частоты 8 блок последовательной выборки данных осуществит обращение к следующему блоку хранения данных 10 и произойдет новый цикл сравнения. Если на выходе дополнительного элемента ИЛИ 20 будет логический ноль, то ключ 21 замкнется и информация о выбранном в текущий момент типе транспортного средства поступит в блок индикации 22. Блок индикации 22 поставит в соответствие обрабатываемому транспортному средству определенный тип и обеспечит долговременное хранение.

Источники информации
1. Устройство для определения типа и счета транспортных средств. Авторское свидетельство СССР 559265, Кл. G 08 G 1/01, 1977 г.

2. Устройство для определения типа и счета транспортных средств. Авторское свидетельство СССР 762027, Кл. G 08 G 1/01, 1980 г.

3. Устройство для определения типа и счета транспортных средств. Авторское свидетельство СССР 1048499, Кл. G 08 G 1/04, 1982 г.

Изобретение предназначено для определения типа транспортного средства в системах контроля дорожного движения. Технический результат заключается в повышении достоверности определения типа транспортного средства. Устройство содержит стойку с фотопреобразователями, выход каждого из которых через усилитель и пороговый элемент соединен с управляющими входами ключей соответствующей пары блоков анализа. Каждый блок анализа содержит последовательно соединенные ключ, счетчик импульсов, элемент задержки, блок деления и блок вычитания. Выходы блоков вычитания соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом ключа, через который осуществляется передача данных в блок индикации. При прохождении транспортного средства между стойкой со светоизлучателями и стойкой с фотопреобразователями устройством фиксируются интервалы времени прерывания каждого луча, которые фиксируются в соответствующих блоках анализа в виде числа импульсов установленных длительности и периода следования. Таким образом получается временной контур транспортного средства, в котором сохраняются геометрические соотношения линейных и угловых размеров кузова транспортного средства. Отдельным счетчиком импульсов фиксируется время прохождения транспортного средства. Полученный временной контур нормируется и сравнивается с эталонными нормированными временными контурами известных транспортных средств, хранящимися в блоках хранения данных. По результатам этого сравнения определяется тип транспортного средства. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для определения типа транспортного средства, содержащее последовательно соединенные усилитель и пороговый элемент, формирователь импульсов, элемент ИЛИ, элемент задержки, блок анализа и блок индикации, отличающееся тем, что дополнительно введены N-1 последовательно соединенных усилителей и пороговых элементов, 2N-1 блоков анализа, два ключа, счетчик импульсов, делитель частоты, дополнительный элемент ИЛИ и последовательно соединенные блок хранения данных и блок последовательной выборки данных, выход индикации типа которого подключен к информационному входу первого ключа, выходом соединенного с входом блока индикации, а управляющим входом - с выходом дополнительного элемента ИЛИ, i-й вход которого подключен к выходу i-го блока анализа первый вход каждого из которых соединен одновременно с выходом второго ключа и входом счетчика импульсов, подключенного через элемент задержки, выполненный с возможностью фиксации состояния счетчика импульсов, одновременно к второму входу каждого блока анализа, третий вход каждого из которых подключен к соответствующему выходу эталона типа блока последовательной выборки данных, синхронизирующий вход которого через делитель частоты подключен к выходу формирователя импульсов параллельно информационному входу второго ключа, управляющий вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, j-й вход которого подключен к выходу j-го порогового элемента и четвертому входу j-го и (N+j)-го блока анализа, причем вход j-го усилителя соединен с выходом j-го фотопреобразователя, фотопреобразователи размещены на стойке, расположенной на обочине проезжей части перпендикулярно земной поверхности и ориентированной в сторону второй стойки, размещенной на другой стороне проезжей части и содержащей N светоизлучателей, каждый из которых ориентирован в сторону соответствующего фотопреобразователя. 2. Устройство для определения типа транспортного средства по п.1, отличающееся тем, что блок анализа выполнен в виде последовательно соединенных ключа, счетчика импульсов, элемента задержки, блока деления, блока вычитания, выход которого служит выходом блока анализа, а вход является третьим входом блока анализа, вторым входом которого служит второй вход блока деления, а первым входом - информационный вход ключа, управляющий вход которого соединен с четвертым входом блока анализа.