Устройство для измерения скоростиТРАНСпОРТНыХ СРЕдСТВ Советский патент 1981 года по МПК G01P3/42 

, 1 , . , Изобретение относится к устройст вам для учета параметров транспортных потоков, а именно к устройствам для измерения скорости транспортных средств и может быть использовано в автоматизированных системах управ ления дорожным движением, в аппаратуре исследования транспортных пото ков ,.а также в устройствах автомати ки и телемеханики. Известно устройство, позволяющее определять скорость транспортных. средств, сожержащее два детектора транспорта, чувствительные элементы которых расположены на определенном расстоянии друг от друга, детекторы транспорта через.схему управления связаны с генератором переменной частоты, который подключен к синхро.н ному двигателю, соединенному с помощью зубчатой передачи с реверсивны счетчиком, производящим операцию вычитания. К счетчику импульсов подклю чено печатающее устройство, соединен ное с переключателем, управляющим циклом печатания fll Известное устройство обеспечивает достаточно высокую точность измерения скорости движения транспортных средств, однако оно не обладает достаточно высокой надежностью из-за того, что для линеаризации нелинейнвй зависимости времени прохождения базового расстояния и скорости транспортных средств в устройстве используется механическая система, которая сама по себе является сложной и громоздкой. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее детекторы транспорта, триггеры, генератор импульсов, формирователи, элементы И, один вход первого из которых соединен с выходом первого триггера, одним входом соединенного с выходом первого формирователя, вход которого и один из входов второго формирователя соединены с выходом третьего формирователя, элемент ИЛИ и блок индикации. В известном устройстве определение скорости транспортных средств производится с помощью вычислительного устройства по сигналам, поступающим с измерительных петель, путем измерения времени прохождения базового рас-, стояния, которое соответствует отрезку времени между моментами срабатывания первого и второго датчиков 2. Недостатком известного устройства является то, что в нем не учитывается погрешность, обусловленная неидентичностью параметров каналов пре образования измерительных петель, таких как разная чувствительность элементов, разброс параметров дифференцирующих элементов и т.п., что ограничивает точность устройства. Цель изобретения - повышение точйости измерения скорости транспортны средств. Поставленная цель достигается тем что в устройство введены блок сравне ния результатов, счетчики,, блок умно жения, регистр и дешифратор, один вход блока сравнения результатов сое динен со входом устройства, второй вход соединен с выходом дешифратора, который подключен кблоку индикации, а выход подключен ко входу первого, счетчика, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, второй вход которого соединен с выходом блока умножения, третий вход второго счетчика соединен с выходом четвертого, формирователя, четвертый вход второго счетчика подключен к выходу второго элемента И, один выход второ го счетчика связан с другим входом первого элемента И, другой выход вто рого счетчика подключен ко входу третьего формирователя, к одному A3 входов дешифратора и к соответствующим входам третьего и четвертого счетчиков, два других входа третьего счетчика соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, четвертый вход соединен с пер вым выходом четвертого счетчика, ко торый подключен к другому входу дешифратора, второй выход четвертого счетчика соединен с другим входом первого триггера, второй и третий входы четвертого счетчика подключены к выходам соответственно второго и третьего элементов И, четвертый вход четвертого счетчика соединен с выходом четвертого формирователя, а пятый вход подключен к выходу перво го элемента и, который соединен с одним из входов регистра, соответст вующие входы и выходы которого подключены к выходам и входам четверто го счетчика, другой вход регистра соединен с выходом второго формиров теля, выход которого соединен со вх дом пятого формирователя, выход которого подключен к одному входу эле мента ИЛИ, другой вход которого сое динен с выходом шестого формировате ля, вход которого соединен с выходом четвертого формирователя, вход которого подключен к выходу второго триггера, входы которого соединены с детекторами транспорта, а выход второго триггера соединен с одним входом третьего элемента И, другой вход которого и один из входов втор го элемента И соединены с выходом генератора импульсов, другой вход торого элемента И соединен с выхоом третьего триггера, один вход котоого подключен к выходу элемента ИЛИ другой вход третьего триггера и второго формирователя соединен с первым выходом четвертого счетчика. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит детекторы 1 и 2 транспорта, выходы которых подключены ко входам триггера 3, выходом связанного со входом формирователя 4 и с одним из входов элемента И 5,другой вход которого соединен с выходом. генератора 6 импульсов, подключенного также к одному из входов элемента И 7, выход которого соединен с одними входами счетчиков 8, 9 и 10, выход последнего подключен к блоку 11 умножения, выходом подключенному к другому входу счетчика 8, третий вход которого соединен с выходом счетчика 12, четвертый вход связан с выходом формирователя 4, первый выход соединен с одним из входов элемента И 13, а второй выход подключен ко входу формирователя 14, к одному из входов дешифратора 15 и к соответствующим входам счетчика 9 и счетчика 10. Третий вход счетчика 9 соединен с выходом элемента И .5, четвертый вход связан с выходом формирователя 4, один выход этого счетчика подключен к другому входу дешифратора 15, другой выход счетчика 9 подключен к третьему входу дешифратора 15, к третьему входу счетчика. 10, к одному из входов формирователя 16 и к одному из входов триггера 17, выход которого соединен с другим входом элемента И7, а другой вход подключен к выходу элемента ИЛИ 18, один вход которого соединен с выходом формирователя 19, входом связанного с выходом формирователя 4, другой вход элемента ИЛИ 18 соединен с выходом формирователя 20, вход которого подключен к выходу формирователя 16 , подключенному также к одному из входов регистра 21, разрядные входы и выходы которого подключены к соответствующим выходам и входам счетчика 9, другой выход последнего соединен с одним из входов триггера 22, выход которого подключен к другому входу элемента И13, выходом связанного с соответствующими входами счетчиков 9, 10 и с другим входом регистра 21. Один из выходов дешифратора 15 соединен с блоком 23 индикации, а другой его вход соединен с одним из входов блока 24 сравнения результатов, к другому входу которого подключается эталонный измеритель скорости (на чертеже не показан), выход блока 24 сравнения результатов связан со входом счетчика 12. Выход формирователя 14 импульсов подключен к другому входу формирователя 16 и ко входу формирователя 25, выход которого сое динен с другим входом триггера 22. Устройство работает следующим образом. Перед началом измерений устройство для измерения скорости транспортных средств колибруется от эталонного измерителя скорости, в качестве которого может быть использован, например фотодатчик, педальный датчик и т.п.путем сравнения результата измерения скорости с помощью эталонного измерителя, подаваемого на один из входов блока 24 сравнения результатов, и результата измерения скорос ти с помощью предлагаемого устройства, поступающего с выхода дешифратора 15, при минимальной измеряемой скорости движения транспортных средств, равной 1 км/ч. При этом с выхода блока 24 сравнения результатов в счетчик 12 записывается опреде ленное число импульсов, соответствую щее минимальной скорости движения транспортных средств. Если результаты измерения скорости, полученные с помощью эталонного измерителя скорости и с помощью пред лагаемого устройства совпадают, то число, записанное в счетчике 12, не корректируется. Если эти результаты не совпадают, число импульсов, записанное в счетчике 12, корректируется до тех пор, пока результаты измерения не совпадут. Число, записанное в счетчике 12 при совпадении результ тов, жестко фиксируется, а эталонный измеритель скорости отключается. При проезде транспортного средства через контролируемую зону одного из детекторов транспорта, например 1, на выходе последнего появляется импульс, поступающий на вход установ ки 1 триггера 3, на выходе которого появляется сигнал 1, поступающий на один из входов элемента И5, разрешая тем самым прохождение высокочастотных импульсов с генератора импульсов 6 на суммирующий вход счет чика 9. При проезде транспортного средства через контролируемую зону детектора транспорта 2 на его выходепоявляется сигнал, устанавливающий триггер 3 в состояние О, при этом эл емент И5 закрывается, прекращая поступление счетных импульсов с генератора б импульсов на суммирунадий вход счетчика 9 . Задним фронтом импульса с выхода триггера 3 запускается формирователь 4, который формирует сигнал, поступающий на соответствующий вход счетчика 9, по которому осуществляемся перенос записанной в этом счетчике информации в параллельный регистр 21. Этим импульсом, поступающим на соответствующий вход счетчика 8, производится занесение информации, хранящейся в счетчике 12, в счетчик-8, Задним фронтом импульса с выхода формирователя 4 запускается формирователь 19, который формирует сигнал, поступающий на один из входов элемента ИЛИ 18, выходной сигнал которого поступает на вход установки 1 триггера 17, при этом на выходе последнего появляется сигнал 1, поступающий на один из входов элемента И7, разрешая прохождение импульсов с генератора импульсов 6 на вычитающие входы счетчиков,8 и 9, а также на счетный вход счетчика 10. При появлении во всех разрядах счетчика 9 нулевых показаний на его выходе появляется импульс, поступающий на вход дешифратора 15, на вход установки О триггера 17, на вход формирователя 16 и одновременно сбрасывающий счетчик 10i На другой вход формирователя 16 поступает импульс с выхода формирователя 14. На выходе триггера 17 появляется сигнал О, запрещающий прохождение импульсов с генератора импульсов б через элемент И7 на суммирующий вход счетчика 8. На выходе Формирователя 16 появляется импульс, поступающий на вход регистра 21 и на вход формирователя 20. Этим импульсом производится перезапись информации, хранящейся в регистре 21, в счетчик 9. Задним фронтом импульса с формирователя 16 запускается формирователь 20, который своим выходным сигналом через элемент ИЛИ 18 устанавливают триггер 17 в единичное состояние, и начинается процесс вычитания импульсов, посту-пающих с генератора б через элемент И7 на вычитающие входы счетчиков 8,9. Каждый раз, когда во разрядах счетчика 9 появляются нули, в дешифратор 15 поступает один импульс. При измерении скорости результат измерения, записанный в дешифраторе, может отличаться от истинного значения на минус 1 км/ч, в этом случае при измерении больших скоростей движе ния погрешность очень мала, но при измерении малых скоростей погрешность может достига1ь значительной величины например при скорости движения, равной 1 км/ч, погрешность может составить 50%. Следовательно для уменьшения погрешности измерения скорюсть необходимо измерять с точностью до есятых долей км/ч. При измерении малых скоростей двиения с выхода счетчика 9 при скороси, меньшей заданной, например 0 км/ч, поступает импульс на вход, становки 1 триггера 22, на инверсом выходе которого появляется сигал О. Если измеряется скорость,коорая выше заданного предела, на вход риггера 22 со счетчика 9 сигнал не оступает и на его выходе присутствут сигнал 1. При появлении во всех азрядах счетчика 8 нулей, сигнал с выхода последнего поступает на вход элемента И13, на другом входе которо го присутствует разрешающий сигнал 1 с триггера 22. Выходной сигнал элемента И13 сбрасывает счетчик 9 и регистр 21, заканчивая тем самым про цесс измерения. При измерении скорости ниже 10 км/4,: импульсом с выхода счетчика 9 на выходе триггера 21 устанавливается сигнал О, запрещающий прохождение импульса сброса через элемент И13, а с выхода счетчика 8 появляется импульс, который производит перенос информации, записанной в счетчике 10, через блок 11 умножения в счетчик 8. В блоке 11 умножения числ умножается на определенный коэффици.ент, зависящий от заданно{ точности Измерения. Например, при измерении скорости с точностью до десятых долей км/ч число, записанное в счетЧ1 ке 10, умножается на 10. По заднему фронту импульса переноса, поступающего с выходасчетчика 8, формирователь 14 формирует импульс, который через формирователи 16, 20 и элемент ИЛИ 18 устанавливает на выходе триггера 17 сигнал 1, и цикл повторяется. Импульс с выхода счетчика 9 на . вход триггера 22 поступает только один раз за цикл измерения при посту плении импульсов на суммирующий вход этого счетчика. Выходной импульс формирователя 14 через формирователь 25 устанавливает на выходе триггера 22 сигнал 1 после появления во всех разрядах счетчика 8 нулей, импульс сброса проходит черезэлемент И13 и сбрасывает счетчик 8, регистр 21 и счетчик 10. импульс, поступающий с выхода счетчика 8 при появлении во всех его разрядах нулей на вход дешифрато ра 15, является признаком десятых долей. Первым импульсом, поступающим на суммирующий вход счетчика 9, сбрасывается дешифратор 15 и блок 23 индикации, подготавливаясь к приему новой информации. Предлагаемое устройство позволяет измерить скорость движения транспорт ных средств с точностью до десятых долей км/ч, что особенно важно при измерении малых скоростей движения. Экономический эффект от использо вания предлагаемого устройства опре деляется указанными выше его техническими преимуществами. Формула изобретенияУстройство для измерения скорост транспортных средств, содержащее детекторы транспорта, триггеры, ген ратор импульсов, формирователи, эле менты И, один вход первого из котор оединен с выходом первого триггера, дним входом соединенного с выходом ервого формирователя, вход которого один из входов второго формироватея соединены .с выходом третьего формиователя, элемент ИЛИ и блок индикаии, отличающееся тем, то, с целью повышения точности измеения, в устройство введены блок равнения результатов, счетчики, блок множения, регистр и дешифратор, один ход блока сравнения результатов соеинен с входом устройства, второй ход соединен с выходом дешифратора, оторый подключен к блоку индикации, а выход подключен ко входу первого счетчика, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, второй вход которогосоединен с выходом блока умножения, третий вход второго счетчика соединен с выходом четвертого формирователя, четвертый вход второго счетчика подключен к выходу второго элемента И, один выход второго счетчика связан с другим входом первого элемента И, другой выход второго счетчика подключен ко входу третьего формирователя, к одному из входов дешифратора и к соответствующим входам третьего и четвертого счетчиков, два других входа третьего счетчика соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И, четвертый вход соединен с первым выходом четвертого счетчика, который подключен к другому входу дешифратора, второй выход четвертого счеттчика соединен с другим входом первого триггера, второй и третий входы четвертого счетчика подключены к выходам соответственно второго и третьего элементов И, четвертый вход четвертого счетчика соединен с выходом четвертого формирователя, а пятый вход подключен к выходу первого элемента и, который соединен с одним из входов регистра, соответствующие вхо- ды и выходы которого подключены к выходам и входам четвертого счетчика, другой вход регистра..соединен с выходом второго формирователя, выход которого соединен со входом пятого формирователя, выход которого подключен к одному входу элемента ИЛИ,другой вход которого соединен с выходом шестого формирователя, вход которого соединен с выходом четвертого формирователя , вход которого подключен к выходу второго триггера, входы которого соединены с детекторами транспорта, -а выход второго триггера соединен с одним входом третьего элемента И, другой вход которого и один из входов второго элемента И соединены с выходом генератора импульсов вход второго элемента И соединен с выходом третьего триггера , один вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, а другой вход третьего триггера и второго формирователя соединен с первым выходом четвертого счетчика., Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США 3.492570, кл. 324-173, 27.01.70. / 2. Патент США 3641569, кл. 340-38, 08.02..72 (прототип)