[发明专利]高速车辆段式光栅尾迹追踪及无线充电系统

权利要求书

1.一种高速车辆段式光栅尾迹追踪及无线充电系统，包括服务器（3）、通讯控制站（2）和尾迹追踪装置（1）；其特征在于：尾迹追踪装置的数量为多个，以两两为一对的形式设置于道路的两侧，位于道路同一位置处两侧的两尾迹追踪装置（1）为一对，同一对中的两尾迹追踪装置的相对面上分别固定发射光栅和接收光栅；通讯控制站的数量为1个或1个以上，通讯控制站经通讯电缆（4）与尾迹追踪装置通信，经光纤（6）或无线网络与服务器（3）通信；通讯控制站用于接收尾迹追踪装置的状态信息，并将其上传至服务器，同时接收服务器的控制信息，控制尾迹追踪装置点亮相应颜色警示灯；

所述尾迹追踪装置（1）由第一外壳体（11）、段式光栅（12）、红色警示灯（13）、黄色警示灯（14）、绿色警示灯（15）和第一主控板（16）组成，段式光栅固定于第一外壳体朝向道路的侧面上，红色、黄色和绿色警示灯固定于第一外壳体朝向来车方向的侧面上，第一外壳体上设置有用于与通讯控制站（2）通信的通讯接口（25），段式光栅、通讯接口以及红色、黄色和绿色警示灯均与第一主控板相连接；段式光栅在尾迹追踪装置的第一外壳体上竖向设置，段式光栅的长度和安装高度应满足覆盖距离地面1.35～1.85m的范围，第一主控板利用段式光栅测得的车辆高度来估算车型，再根据车型和段式光栅被遮挡的时间估算出车辆速度，进而根据车辆行驶出去的距离控制红色、黄色和绿色警示灯进行车辆尾迹追踪显示。

2.根据权利要求1所述的高速车辆段式光栅尾迹追踪及无线充电系统，其特征在于：所述尾迹追踪装置（1）第一外壳体（11）的上端设置有承载纯电驱动式无人机的载物托盘（20）以及对无人机进行充电的电能辐射线圈（19），第一外壳体（11）的上端设置有用于检测是否有无人机降落的物体传感器（21），物体传感器、电能辐射线圈均与第一主控板（16）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的高速车辆段式光栅尾迹追踪及无线充电系统，其特征在于：所示尾迹追踪装置（1）的第一外壳体（11）上设置有天阳能电池板（18），第一外壳体（11）中设置有蓄电池（17），第一外壳体（11）上设置有电池状态灯（22），太阳能电池板、蓄电池和电池状态灯均与第一主控板（16）相连接；第一外壳体（11）上设置有对尾迹追踪装置进行220V供电的电源接口（24）。

4.根据权利要求1或2所述的高速车辆段式光栅尾迹追踪及无线充电系统，其特征在于：所述通讯控制站（2）由第二外壳体（26）、显示屏（27）、第二主控板（28）、蓄电池（29）、太阳能电池板（30）和天线（31）组成，太阳能电池板（30）设置于第二外壳体的上表面上，显示屏设置于第二外壳体的侧面上，第二主控板和蓄电池均设置于第二外壳体中，天线固定于第二外壳体上；第二外壳体上还设置有电源接口（32）和光纤接口（33），太阳能电池板、显示屏、光纤接口、电源接口、天线和蓄电池均与第二主控板相连接。

5.一种基于权利要求1所述的高速车辆段式光栅尾迹追踪及无线充电系统的尾迹追踪方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).车型判断，当车辆从一对尾迹追踪装置（1）之间经过时，会将发射光栅发出的部分或全部光线遮挡住，设置接收光栅的尾迹追踪装置根据段式光栅的安装高度和被遮挡的区域，计算出当前经过车辆的高度，并根据车辆高度识别出车型，车型识别依据为：车高在1.75m以下为小型车，车高在1.75～1.85m为面包车或SUV车型，车高在1.85m以上、且接收光栅输出为连续信号为客车，车高在1.85m以上、且接收光栅输出为一短一长信号为货车；

b).遮挡时间判断，设置接收光栅的尾迹追踪装置对车辆驶入和驶出两尾迹追踪装置之间的用时进行记录，设用时为t1；并判断用时t1是否超过设定阈值T1=4s，如果t1≥T1，则表明有车辆在高速车道上停车，此时道路上发生了事故或有车辆非法停车，执行步骤e)；如果t1＜T1，则执行步骤c)；

c).计算车辆速度，尾迹追踪装置根据公式（1）计算当前车辆的行驶速度v：

v=L/t1 （1）

其中，L为车辆长度，其取值原则为：车辆为小型车时，L=4.5m；车辆为面包车或SUV车型时，L=5m；车辆为客车时，L=8m；车辆为货车时，L=13.5m；

d).车辆尾迹追踪信号显示，设置接收光栅的尾迹追踪装置根据车辆驶出的距离来控制自身警示灯的信号显示，车辆与尾迹追踪装置的距离通过公式（2）进行求取：

D=v*t2 （2）

t2为车辆驶离尾迹追踪装置的时间段；

当车辆驶离与当前尾迹追踪装置的距离D小于设定的危险距离s1时，尾迹追踪装置发出红色警示灯长亮信号，当距离D大于危险距离s1而小于警示距离s2时，尾迹追踪装置发出红色警示灯闪烁信号，当距离D大于警示距离s2而小于安全距离s3时，尾迹追踪装置发出黄色警示灯闪烁信号，当距离D大于安全距离s3时，尾迹追踪装置发出绿色警示灯长亮信号；

设置接收光栅的尾迹追踪装置在点亮相应信号灯的同时，将信号灯点亮信息发送至通讯控制站，由通讯控制站控制与其成对的另一侧的尾迹追踪装置点亮相应的信号灯；

e).红色警示灯长亮，当有尾迹追踪装置检测到道路上发生了事故或有车辆非法停车时，则发出红色警示灯长亮信号，并将此信息发送至通讯控制站和服务器，由通讯控制站控制所有的尾迹追踪装置均发出红色警示灯长亮信号，以警示通过该路段的所有车辆注意减速避让或停车。