Устройство для измерения скорости транспортного средства Советский патент 1985 года по МПК G01P3/64 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления дорожным движением. Известно устройство для измерения скорости транспортного средства, содержащее два транспортных детектора, установленных вдоль пути движения транспортного средства и соединенных с измерителем временного интервала Недостатком известного устройства является получение результата измерения в виде кода, значение которого обратно пропорционально скоро.сти, что затрудняет эксплуатацию устройства из-за необходимости дополнительной обработки полученного результата измерения.. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее два транспортных детектора, установленных вдоль пути движения транспортного средства и соединенных с измерителем временного интервала,первый выход которого подключен к управлягщему входу пересчетной схемы, входом соединенной с выходом управляемого генератора импульсов и счетчик импульсов. Кроме того, выход второго по ходу движения транспортного детектора подключен ко входу управляемого генератора и ко входам установки нуля пересчетной схемы и счетчик импульсов, а выход пересчетной схемы - ко входу счетчики импульсов 2 Недостатком известного устройства является низкое быстродействие. Цель изобретения - повьшение быстродействия устройства за счет сокра, щения времени измерения скорости транспортного средства. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее два транспортных детектора, установленных вдоль пути движения транспортного средства и соединенных с измерителем временного интервала, первый выход которого подключен к управляющему входу пересчетной схемы,входом соедиНаиной с выходом управляемого генератора импульсов, и счетчик импульсов, введен элемент ИЛИ, первый вход кото рого подключен к выходу пересчетной схемы, второй вход - к выходу транспортного детектора , а выход-к счетному входу счетчика импульсов, вход установки нуля которого соединен с входом установки нуля иересчетиой схе мы, с выходом первого транспортного детектора и с первым входом управляемого генератора импульсов, вторым и третьим входами подключенного соответственно ко второму и третьему выходам измерителя временного интервала. Кроме того, в устройстве измеритель временного интервала выполнен в виде триггера, элемента И, генератора импульсов и счетчика, причем входы триггера соединены со входами измерителя, первый выход - со вторым выходом измерителя, а второй выход с первым входом элемента И, вторым входом подключенного к выходу генератора импульсов и к третьему выходу измерителя, а выходом - к счетному входу счетчика, выход которого соединен с первым выходом измерителя. При этом управляемый генератор импульсов выполнен в виде последовательно соединенных одновибратора и элемента И, причем вход одновибратора подключен к первому входу, а второй- и третий входы элемента И - ко второму и третьему входам управляемого генератора импульсов, выход элемента И соединен с выходом управляемого генератора импульсов. На фиг. 1 представленаструктурная схема устройства; на фиг. 2 временные диaгpaммь работы устройства для измерения скорости транспортного средства. Устройство содержит два транспортных детектора 1 и 2, установленных вдоль пути движения транспортного средства и соединённых с измерителем 3 временного интервала, первый выход которого соединен с управляющим входом пересчетной схемы 4, вход которой подключён к выходу управляемого генератора 5 импульсов, а выход - к первому входу элемента ИЛИ 6, второй вход которого соединен с выходом второго по ходу движе- , ния транспортного детектора, а выход - со счетным входом счетчика 7 импульсов, вход установки нуля которого объединен с одноименным входом пересчетной схемы и подключен к выходу первого по ходу движения транспортного детектора и к первому входу управляемого генератора импульсов, второй и третий входы которого соединены со вторым и третьим выходами измерителя временного интервала

соответственно. Кроме того, измеритель време ннрго интервала содержит триггер 8, входы которого соединены со входами измерителя, первый выход (Q) - со вторым выходом измерителя, а второй выход (Q) - с первым входом элемента И 9, второй вход которого подключен к выходу генератора 10 импульсов и к третьему выходу измерителя, а выход - к счетному входу счетчика 11, выход которого соединен с первым выходом измерителя. В состав управляемого генератора импульсов входят последовательно соединенные одновибратор 12 и элемент И 13, причем вход одновибратора соединен с первым входом, а второй и третий входы элемента И - со вторым и третьим входами управляемого генератора, выходом которого является выход элемента И 13. В состав пересчетной схемы входят счетчик 14, счетный вход которого соединен со входом схемы, и блок 15 сравнения кодов, входы которого соединены с управляющим входом схемы и с выходом счетчика, а выход с выходом схемы непосредственно и со входом обнуления счётчика через элемент ИЛИ 16, второй вход которого подключен ко входу установки нуля схемы.

Устройство для измерения скорости транспортных средств работает следующим образом.

При наезде транспортного средства например автомобиля, на транспортный детектор 1 он срабатывает, формируя импульс (фиг. 2q), которьй, во-первьпс, сбрасывает в нуль выходной счетчик 7 импульсов и через элемент ИЛИ 16 счетчик 14 пересчетной схемы 4, во-вторых, устанавливает в положение 1 триггер 8 и тем самым запускает измеритель 3 временного интервала, работающий по принципу заполне ния счетными импульсами высокой частоты с выхода reHepaToiia 10, входящего в состав измерителя, интервала времени и t (фиг. 28), начало которого совпадает с моментом срабатывания транспортного детектора 1, а конец - с моментом срабатывания транспортного детектора 2 (ф1иг. 24), в-третьих, запускает одновибратор 12 управляемого генератора 5, при этом одновибрдтор формирует интервал времени заданной длительности йt2(фиг.2e пропорциональный расстоянию между

транспортными детекторами 1 и 2. Потенциал высокого уровня, соответствующий уровню 1 (разрешающий потенциал), с выхода Q триггера 8 .2о подается на управляющий вход элемента И 9, KOTOpbrfi начинает пропускать счетные импульсы генератора 10 на счетный вход счетчика 11 (фиг. 2). Потенциал низкого уровня, соответствующего уровню О (запрещающий потенциал) с выхода Q триггера 8 (фиг.2Ь) подается на один из управляющих входов элемента И 13 управляемого генератора 5 и блокируют его, поэтому указанньш элемент И не пропускает (фиг. 2 счетные импульсы генератора 10 (несмотря на то, что на другом его управляющем входе - разрешающий потенциал с выхода одновибратора 12) все время, пока триггер 8 находится в положении 1, т.е. фактически вплоть до момента срабатывания транспортного детектора 2 (фиг. 2е).

Скорость транспортного средства определяется в устройстве путем нахождения отношения интервалов времени Л. t-(расстояние) и и t (время движения на заданном участке пути, ограниченном транспортными детекторами) , при этом искомому результату ставится в соответствие число, показывающее, сколько раз интервал времени bti(время) уложится в интервал

it(расстояние). Важно отметить, чт начало обоих интервалов времени в данном случае совпадает (фиг. 25 ие что позволяет осуществить процесс измерения за время Ut.

В момент времени, соответствующий срабатыванию второго, по ходу движения транспортного детектора 2, импульс с его выхода (фиг. 2а) останавливает измеритель 3, возвращая триггер 8 в исходное положение О, при этом, во-первых, разрешающий потенциал с управляющего входа элемента И 9 снимается (фиг. 26) , поступление счетных импульсов на счетчик 11 прекращается (фиг, 2i) и в нем фиксируется код NI, пропорциональный дt,/N( ut f , где f(, - частота счетньрс импульсов генератора 10 (это значение кода в дальнейшем в пределах всего цикла измерения не изменяется, что условно показано штрихпунктирной линией на фиг. 2р, во-вторых, запрещающий потенциал с соответствующего управ.пяющего входа элемента И 13 управляемого генератора 5 снимается (теперь на этом входе разрешающий потенциал с выхода Q триггера 8, фиг. 2S), счетные импульсы через указанный элемент И 5 проходят на пересчетную схему 4 (фиг. 2) и начинают заполнять счетчик 14, содержимое N2 которого увеличивается с каждым счетным импульсом, поступившим на его вход (условно пока-Ю зано сплошной линией на фиг. 2i). Кроме того, импульс с выхода транспортного детектора 2 через элемент ИЛИ 6 заносится в выходной счетчик 7 (фиг.2к) , что указывает на то, что в интервал 15 времени dt уложился ровно один интервал времени длительностью bt,.

Содержимое Нл счетчика 14 пересчетной схемы 4 увеличивается до тех пор,20 пока не станет равным N. (фиг. 2р. Момент равенства фиксируется блоком 15, импульс с выхода которого (фиг. 2и), .во-первых, сбрасывает счетчик 14 в нуль, пройдя через элемент ИЛИ 16 (условно показано пунктирной линией на фиг. 2а), и, во-вторых, через элемент ИЛИ о заносится в счетчик 7 (фиг. 2к); это значит, что в интервал времени it я уложился второй ин- 30 тервал времени длительностью и t

Содержимое счетчика 14 опять начинает увеличиваться, так как импульсы с выхода управляемого генератора импульсов продолжают поступать на его 35 счетный вход (Ьиг. 2), и увеличивается до тех пор, пока не станет равным Nf. Дальнейшая последовательность операций аналогична рассмотренной: срабатывает блок 15 сравнения кодов, импульс с выхода которого (фиг. 2ц) сбрасывает счетчик 14 (через элемент ИЛИ 16), заносится в счетчик 7 (через элемент ИЛИ 6 (фиг. 2 к) и т.д.

Цикл измерения заканчивается с окончанием интервала времени ut, (фиг. 2 е ), при этом элемент И 13 закрывается и прекращается поступление счетных импульсов на счетчик 14 пересчетной схемы 4 (фиг. 2), а в выходном счетчике 7 устройства (через время t с момента срабатывания транспортного детектора 1 в прототипе - через время t, + nt ) фиксируется число, прямо пропорционалное скорости движения транспортного средства.

Предлагаемое устройство обладает большим быстродействием, что достигается за счет уменьшения времени измерения до А ti(в ,известном устройстве i.t,+ ut) без существенного усложнения конструкции.

Увеличение быстродействия устройства создает предпосылки для его применения в многоканальных системах с большим числом датчиков, кроме того, появляется возможность увеличения пропускной способности трассы, так как с окончанием текущего цикла измерения измерение скорости следующего транспортного средства здесь можно начать раньше, а значит через данный участок трассы можно пропустить большее число автомобилей.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее два транспортных детектора, установленных вдоль пути движения транспортного средства и соединенных с измерителем временного интервала, первый выход которого подключен к управляющему входу пересчетной схемы, входом соединенной с выходом управляемого генератора импульсов , и счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу пересчетной схемы, второй вход - к выходу второго транспортного детектора, а выход - к счетному входу счетчика импульсов, вход установки нуля которого соединен с входом установки нуля пересчетной схемы, с выходом первого транспортного детектора и с первым входом управляемого генератора импульсов, вторым и третьим входами подключенного соответственно ко второму и третьему выходам (Измерителя временного интервала. 2.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что измеритель временного интервала выполнен в виде триггера, элемента И, генератора импульсов и счетчика, причем входы триггера соединены со входами измерителя, первый выход - со вторым выходом измерителя, а второй выход - с первым входом элемента И, вторым входом подключенного к выходу генератора импульсов и к третьему выходу измерителя,. а выходом - к счетному входу счетчика, выход которого соединен с первым выходом измерителя. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управляемый генератор импульсов выполнен д в виде последовательно соединенных одновибратора и элемента И, причем вход одновибратора подключен к пер;о вому входу, а второй и третий входь М) элемента И - ко второму и третьему входам управляемого генератора импульсов, выход элемента И соединен с выходом управляемого генератора Импульсов.