Система для измерения скорости транспортного средства Советский патент 1993 года по МПК G01P3/64 

ДО

Х4 Ю J 4

К

Изобретение относится к оптико-электронным устройствам и может быть использовано для измерения скорости при проведении скоростных испытаний автомобиля на полигонах. Сущность изобретения: система содержит 2 датчика (1, 2); 1 двухка- нальный коммутатор (3); 1 интегратор-формирователь (4); логический элемент И-НЕ (5), 3 триггера (6, 10, 11), 1 генератор тактовых импульсов (7), 1 логический элемент И (8); счетчик импульсов с индикатором (9), 1 элемент ИЛИ (12); ключ (П1); 1 переключа- тель(ПЗ); 1-3-4-5-6-8-9; 9-10-4; 6-ПЗ-11- 5; 2-3; 6-3; 6-10; 7-8; П1-6; П1-11; П1-12; П1-10; ПЗ-12; 12-9. 2 ил.

Изобретение относится к оптико-электронным устройствам и предназначено для измерения скорости при проведении скоростных испытаний, преимущественно автомобиля на полигонах, специально оборудованных данной системой причем процесс оборудования достаточно прост.

Задача определения скорости на полигонных испытаниях сводится к измерению времени прохождения транспортным средством мерного отрезка пути, после чего простым пересчетом определяется скорость транспортного средства (ТС). Данная задача решается путем фиксации начала измерений и конца измерений.

Известно устройство для измерения скорости транспортных средств, содержащее датчики, установленные на пути движения ТС в начале и. конце мерного отреза, и схему обработки сигналов, включающую измеритель временных интервалов (ИВИ). При наезде ТС на первый датчик, импульс сигнала которого устанавливает ИВИ в нулевое исходное состояние, начинается отсчет времени прохождения ТС измерительного отрезка. При наезде ТС на второй датчик его импульс поступает на ИВИ и прекращает отсчет времени прохождения расстояния между датчиками. Одновременно этот импульс поступает на пересчетную схему и суммирующий счетчик импульсов, устанавливая их в исходное нулевое состояние. Этим же импульсом запускается управляемый генератор, который выдает заданное количество импульсов, поступающих через пересчетную схему на суммирующий счетчик, где записывается число, прямо пропорциональное значению скорости. Пересчетная схема выполнена в виде счетчика и схемы сравнения кодов пересчетной схемы и ИВИ.

Известное устройство имеет ограниченные помехоустойчивость и надежность. С одной стороны, используемые в нем электромеханические контакты датчики быстро выходят из строя, а в плохих погодных условиях (дождь, туман, снег) датчики при попадании в них влаги вызывают дребезг контактов, что приводит к появлению помех и ложному срабатыванию системы. С другой стороны, схема обработки не препятствует прохождению сигнала помехи, вызванного дребезгом контактов датчиков. Кроме того, если измерительный отрезок больше базы автомобиля (ТС), то в схеме обработки появляется ложный сигнал начала измерений от заднего колеса, что вносит погрешность 8 результаты измерений временного интервала.

Прототипом изобретения является система для измерения скорости транспортного средства, которая содержит два датчика, расположенные вдоль пути движения ТС в

начале и в конце измерительного отрезка, каждый из которых выполнен в виде оптических сопряженных излучателя световых импульсов и фотоприемников, установленных на противоположных сторонах измерительной трассы, а также измеритель временных интервалов (ИВИ) и индикатор скорости.

Использование в этой системе оптических датчиков существенно повышает ее надежность и исключает возможность

5 ложного срабатывания, вызываемого электромеханическими контактами контактными датчиками.

Однако помехоустойчивость данной системы также ограничена, так как датчики в.

0 ней срабатывают по первому прерыванию и любой посторонний малоразмерный предмет (птица, упавшая листва и пр.) вызывает срабатывание измерительной схемы, которая не препятствует прохождению сигнала

5 помехи.

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается в систе ме для измерения скорости транспортного

0 средства, содержащей первый и второй датчики, установленные вдоль пути движения ТС, каждый из которых выполнен в виде оптических сопряженных излучателя световых импульсов и фотоприемника, располо5 женных на противоположных сторонах измерительной трассы, и измеритель временного интервала, за счет того, что ИВИ включает в себя двухканальный коммутатор, интегратор-формирователь, логический эле0 мент И-НЕ, логический элемент И, логический элемент ИЛИ, три триггера, генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов с индикатором, переключатель и ключ. Причем функциональные блоки измерителя вре5 менных интервалов объединены в измерительную схему согласно формуле изобретения, исключающую ложное срабатывание системы и прохождение сигнала помехи от датчиков..

0 На фиг.1 представлена блок-схема системы для измерения скорости ТС; на фиг.2 - схема размещения оборудования системы на измерительном отрезке трассы.

Система для измерения скорости ТС со5 держит датчики 1 и 2, установленные вдоль пути движения ТС в начале (датчик 1) и в конце (датчик 2} измерительного отрезка трассы, ИВИ, содержащий двухканальный коммутатор 3, индикатор-формирователь 4, логический элемент И-НЕ 5, первый триггер

6, генератор тактовых импульсов 7, логический элемент И 8, счетчик импульсов с индикатором 9, второй триггер 10, третий триггер 11, элемент ИЛИ 12, ключ П1, переключатель контроля П2, переключатель ПЗ, выключатель напряжения питания П4.

Информационные входы двухканально- го коммутатора 3 подключены соответственно к выходам первого 1 и второго 2 датчиков, его управляющие входы для сигналов начала и конца измерений подключены соответственно к инверсному и прямому выходам первого триггера 6, а выход через интегратор-формирователь 4 соединен с первым входом логического элемента И-НЕ 5, второй вход которого соединен с выходом второго триггера 10, а выход - со счетным входом первого триггера 6, инверсный выход которого соединен с его D-входом, с входом установки в единичное состояние третьего триггера 11, с первым входом логического элемента ИЛИ 12 и через переключатель ПЗ - со счетным входом второго триггера 10, выход генератора тактовых импульсов 7 соединен со счетным входом счетчика импульсов 9 через логический элемент И 8, второй вход которого подключен к прямому выходу первого триггера 6, вход установки нуля счетчика импульсов 9 соединен с выходом логического элемента ИЛИ 12, а выход - со счетным входом третьего триггера 11, выход которого подключен к входу блокировки интегратора-формирователя 4, ключ П1 подключен к входам установки в нулевое состояние первого 6 и третьего 11 триггеров, к входу установки в единичное состояние второго триггера 10 и к второму входу логического элемента ИЛИ 12.

В соответствии с фиг.2, каждый датчик 1(2) выполнен в виде оптических сопряженных излучателя световых импульсов 13 (15) и фотоприемника 14(16), расположенных на противоположных сторонах в начале (13 и 14) и в конце (15 и 16) измерительного участка трассы. Фотоприемники датчиков подключены измерительной схеме 17 (ИВИ), источник питания 18 подключен к излучателям. 19 - транспортное.средство.

На элементы системы 13, 15 и 14, 16 подается напряжение питания 12 В, на остальные элементы системы 5 В. Входы питания на фиг.1 не показаны.

Для достоверности захвата фотоприемниками световых импульсов излучателей целесообразно предусмотреть в схеме фотоприемников специальные индикаторы захвата 20 (фиг.2), гарантирующие надежную работу оптических каналов. Фиксация начала и конца измерений происходит после прерывания оптической связи в канале за

счет наезда ТС на оптическую линию. Полученное значение временного интервала пропорционально скорости прохождения ТС измерительного отрезка трассы. Все элементы системы смонтированы в устройстве для измерения временного интервала прохождения измерительного отрезка транспортным средством, кроме излучателей световых импульсов 13 и 15 и

0 фотоприемников 14 и 16.

Система работает следующим образом. Включением П4 подается напряжение питания на все элементы системы. Нажатием кнопки П1 устанавливают в исходное со5 стояние триггеры 6, 10 и счетчик импульсов с индикатором 9 через элемент ИЛИ 12, подготавливая тем самым двухканальный коммутатор 3 к приему сигналов начала измерений. При этом, если произошел за0 хват светового импульсного сигнала начала измерения от излучателя 13 фотоприемником 14, то с выхода фотоприемника (через усилитель-согласующий элемент) проходят импульсы отрицательной поляр5 ности на двухканальный коммутатор 3, разряжая тем самым предварительно заряженную емкость интегратора-формирователя 4, что приводит к срабатыванию логического элемента И-НЕ 5. Сигнал с его

0 выхода будет низкого уровня, первый триггер 6 при этом не срабатывает. При прерывании световых импульсов от излучателя 13 движущимися по измерительной трассе ТС происходит восстановление заряда емкости

5 интегратора-формирователя 4, срабатывает первый триггер 6 и логический элемент И 8 и на вход счетчика 9 поступают тактовые импульсы с генератора 7. Наличие в схеме ИВИ интегратора-формирователя 4 повы0 шает вероятность правильного срабатывания схемы за счет повышения помехоустойчивости к фоновым и импульсным помехам, что достигается выбором значения емкости накапливающего .конденсато5 ра, ограничиваемого сверху заданной точностью измерения временного интервала (1 мкс).

Нажатием кнопки ПЗ осуществляется подача импульсных сигналов с инверсного

0 выхода первого триггера б на счетный вход второго триггера 10, выход которого блокирует логический элемент И-НЕ 5. Тем самым реализуется однократный режим работы. Неоднократный режим работы реа5 лизуется при выключенном ПЗ.

Сигналы с выхода первого триггера 6 после его срабатывания от сигнала начала измерения переключают двухканальный коммутатор 3 на прием импульсов сигнала конца измерений от фотоприемника 16. Работа схемы в этом случае аналогична описанному режиму.

С целью повышения помехоустойчивости во время измерения временного интервала в схему ИВИ введен третий триггер 11, который перед началом работы системы об- гуляется сигналом с П1, а срабатывает по сигналу с инверсного выхода триггера 6, шунтируя вход схемы интегратора-формит рователя 4 сразу же после проезда ТС нача- ла измерительного отрезка. Возврат третьего триггера 11 в исходное состояние через заданный интервал времени осуществляется за счет поступления сигналов на его счетный вход со счетчика 9.

В режиме контроля проверяется готовность системы к работе, для чего нажатием кнопки П2 осуществляется установка первого триггера 6 в единичное состояние и тем самым разрешается счет импульсов, посту- пающих на вход счетчика с индикатором 9.

Ф о р м у л а и з о б р е Т е н и я

Система для измерения скорости транспортного средства, содержащая первый и второй датчики, установленные вдоль пути движения транспортного средства, каждый из которых выполнен в виде оптически сопряжённых излучателя световых импульсов и фотоприемника, расположенных на противоположных сторонах измерительной трассы,и измеритель временного интервала, отличающа я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, измеритель временного интервала включает в себя двухканальный коммутатор, интегратор- формирователь, логический элемент И-НЕ. логический элемент И, логический элемент ИЛИ, три триггера, генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов с индикатором, переключатель и ключ, причем информационные входы двухканального коммутатора подключены соответственно к выходам первого и второго датчиков, его управляющие входы для Сигналов начала и конца измерений подключены соответственно к инверсВ системе может быть предусмотрен режим изменения диапазона измеряемых скоростей. Для чего счетчик импульсов 9 может быть выполнен с переключателем диапазонов. При этом возврат третьего триггера 11 в исходное состояние осуществляется через интервал времени, заданный в выбранном диапазоне работы системы.

Система обеспечивает измерения в сложных погодных условиях вне зависимости от времени суток, имеет высокую помехоустойчивость. Измерения в системе возможны при любой мерной базе, в однократном и неоднократном режимах. В условиях автополигона при использовании одной мерной базы можно производить выборочные измерения скорости ТС в потоке испытуемых ТС. При этом нет ограничений в ширине проезжей части измерительной трассы, так как исключено использование контактных датчиков.

ному и прямому выходам первого триггера, а выход через интегратор-формирователь соединен с первым входом логического элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход - со счетным входом первого триггера, инверсный выход которого соединен с его D-вхо- дом, с входом установки в единичное состояние третьего триггера, с первым входом логического ИЛИ и через переключатель - со счетным входом второго триггера, выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом счетчика импульсов через логический элемент И, второй вход которого подключен к прямому выходу первого триггера, вход установки нуля счетчика импульсов соединён с выходом логического элемента ИЛИ, а выход - со счетным входом третьего триггера, выход которого подключен к входу блокировки интегратора- формирователя, ключ подключен к входам установки в нулевое состояние первого и третьего триггеров, к входу установки в единичное состояние второго триггера и к второму входу логического элемента ИЛИ.