基于地磁技術(shù)的車輛檢測傳感器研究.pdf

1、智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation System)，一個融合了傳感，控制，信息，通訊等先進技術(shù)的交通管理系統(tǒng)，已成為時下解決道路擁堵問題的理想方法，受到了越來越多國家的重視。而車輛檢測技術(shù)作為智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)似乎始終得不到長足發(fā)展?，F(xiàn)今市面上常用的地感線圈車輛檢測器無論從性能還是安裝便捷程度都無法滿足人們的需求。此外，微波、紅外、超聲等車輛檢測技術(shù)雖各有突出優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中效果均不理想。在分析了各種

2、車輛檢測技術(shù)，并對地磁場以及磁場檢測技術(shù)進行深入研究后，本文提出了一種全新的基于地磁技術(shù)的車輛檢測傳感器。車輛作為一種大型的鐵磁物體，當其運動時會對地磁場產(chǎn)生干擾。通過理論分析與實際測試可知，此干擾是符合一定特征且易被識別的。本檢測器即是根據(jù)這一原理設(shè)計而成。該種檢測器硬件結(jié)構(gòu)主要由三個高精度的TMR磁場傳感器組成。使用時，按照一定要求將檢測器埋于道路下，通過分析車輛經(jīng)過時的地磁場變化曲線即可提取出各種交通信息。對于地磁場的采集，各種硬

3、件技術(shù)已相當成熟。因此，本文將主要精力用于地磁車檢算法的研究。設(shè)計初期，首先進行了大量的模擬實驗。通過對各種磁場波形時域，頻域以及圖形域的分析，提取了車輛通過時的磁場特征：在時域中，可觀察到當有車輛從檢測器正上方經(jīng)過時，不管速度快慢總磁場強度均會產(chǎn)生一個幅度較大且較少震蕩的跳變。在圖形域中，可觀察到車輛無論以何種速度，相對檢測器何種位置通過，在XY敏感軸數(shù)據(jù)構(gòu)成的平面中均會產(chǎn)生一條具有特定規(guī)律的閉合曲線。根據(jù)上述特征，針對不同道路情況，

4、本文建立了兩種車輛檢測算法。其中，針對時域特征發(fā)明了多狀態(tài)閥值自適應(yīng)算法，該算法可用于檢測車輛固定從檢測器正上方通過時，經(jīng)過檢測器的車輛數(shù)量。實際測試中該算法表現(xiàn)出較高精度，且不受車速影響。檢測范圍過窄是其唯一缺點。針對圖形域特征發(fā)明了基于模式識別的閉合圖形算法，該算法擁有較廣的檢測范圍，無論車輛從檢測器的左右兩邊或是正上方，以何種速度通過，該算法均能對通過車輛進行計數(shù)。在高速情況下，該算法擁有較高檢測精度，但出現(xiàn)低速并伴隨停車狀況時，