一种道路车辆检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供的道路车辆检测系统及方法，通过采集模块实时采集三维地磁信号，根据滤波模块对所述三维地磁信号进行滤波处理，再采用检测模块将滤波后的三维地磁信号与基准线数据做差，根据算法模型及X、Y及Z轴地磁值的变化量，判断为车辆状态，从而有效提高了车辆的检测精度,避免了单一靠阀值判断车辆状态不准的缺点；本发明专利技术提供的道路车辆检测系统，在实现车辆探测的基础上，将采集模块设计为由磁阻传感器节点及路由节点组成的子网，根据路由节点实时检测车辆运行时间及速度，从而同时实现了对车辆流量的检测、速度的检测与车型的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种道路车辆检测系统及方法
本专利技术涉及智能交通
，具体涉及一种道路车辆检测系统及方法。
技术介绍
随着智能交通系统的飞速发展，车辆目标检测已经成为现代智能交通系统中的重要组成部分，车辆检测一般包括对车辆的车长、车辆的车速、车辆的类型、以及车辆流量进行检测。可见，车辆检测的准确与否直接影响到交通管理的水平，同时也是当前智能交通研究的一个难点。目前对于车辆目标的检测主要采用基于运动信息的车辆检测方法，通过采用不同的技术方案或者不同的芯片分别检测车辆的车长、车辆的车速、车辆的类型、以及车辆流量的检测。但是目前这种普遍性的方法并不能完全适用于当前的需要，一方面由于采用不同的芯片及方案对同一车辆进行检测，由于是在不同的条件下，无疑其检测得到的误差相对较大；另一方面，由于分别采用不同的检测芯片对车辆进行检测，增加了使用成本。因此，如何提供一种精度高、集成度高的车辆检测系统，实现对车辆流量、速度与车型同时进行检测显得尤为重要。
技术实现思路
有鉴如此，有必要提供一种道路车辆检测系统，该道路车辆检测系统能够提高车辆的检测精度。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种道路车辆检测系统，包括：采集模块，设置于行车道上，用于实时采集三维地磁信号及车辆运行时间及速度，并在无车辆通行时将连续采集到的三维地磁信号取均值作为基线数据，所述三维地磁信号包括X、Y及Z轴的地磁信号，所述连续采集到的次数最少为3次；滤波模块，信号连接于所述采集模块，用于对所述三维地磁信号进行滤波处理；检测模块，信号连接于所述滤波模块，所述检测模块上设定有X轴地磁阈值、Y轴地磁阈值及Z轴地磁阈值，所述X轴地磁阈值、Y轴地磁阈值及Z轴地磁阈值的阈值为a，所述检测模块用于将滤波后的三维地磁信号与所述基线数据做差，若该差值大于所述X轴地磁阈值、Y轴地磁阈值及Z轴地磁阈值中的一个，则判断为有车状态；所述检测模块还包括车速计算单元和车型自学习单元，所述车速计算单元根据地磁波形变化进行车速计算，车型自学习单元并对波形进行经验分类学习，判断车型，将结果存储；更新模块，信号连接于所述检测模块及采集模块，用于根据所述检测模块的检测结果在无车辆通行时对所述基线数据进行更新，并将更新结果反馈至所述采集模块；所述车型自学习单元包括：信息特征提取，信息特征优化，以及特征自适应学习，其中：所述信息特征提取：从车辆行驶通过所述采集模块产生的波形原始数据中提取出并选取有利于分类的特征信息，该信息包含车头进入波形以及车尾开出磁场波形，即提取出车辆磁场强度扰动信号的初始特征集；所述信息特征优化：从上述初始特征集中选取一个特征子集，然后对特征子集进行评价，评价结果与评价准则进行比较，若评价结果比评价准则差，就继续选取特征子集，否则特征优化完毕；特征自适应学习：训练两个具有较好检测性能的初始分类器，采用SVM和AdaBoost分类算法对特征进行分类；当两分类器检测结果一致时则将其作为最终检测结果，不一致时则利用knn近邻法则判断两分类器检测结果置信度，选择置信度高的结果作为最终检测结果。在一些实施例中，所述采集模块包括若干磁阻传感器节点及与所述磁阻传感器节点信号连接的路由节点，所述磁阻传感器节点用于实时采集三维地磁信号，所述路由节点用于根据所述三维地磁信号检测车辆运行时间及速度。在一些实施例中，所述磁阻传感器节点设置于车道中间，将检测的车辆位于所述磁阻传感器节点感知范围内的时间记为TdetectedNodel、离开范围内的时间记为TdetectedNodel’，所述车辆速度记为Vpass，所述车辆的车长Lvehicle＝Vpass×(TdetectedNodel’-TdetectedNodel)。在一些实施例中，所述磁阻传感器节点为1个，车辆在所述磁阻传感器节点路段速度为：v＝L/t其中：L为车辆进入所述磁阻传感器节点感知范围到离开所述磁阻传感器节点感知范围之间的间距；t为车辆进入所述磁阻传感器节点感知范围到离开所述磁阻传感器节点感知范围之间的时间差。在一些实施例中，所述磁阻传感器节点为2个，记为第一磁阻传感器节点及第二磁阻传感器节点，所述第一磁阻传感器节点及第二磁阻传感器节点间距地沿车道的中央设置，车辆在所述第一磁阻传感器节点及第二磁阻传感器节点之间路段速度为：v＝(v1+v2)/2，v1＝ΔL/t1，v2＝ΔL/t2，其中：v1为所述车辆从刚进入所述第一磁阻传感器节点感知范围到刚进入所述第二磁阻传感器节点感知范围之间的速度；v2为所述车辆从刚离开所述第一磁阻传感器节点感知范围到进入及刚离开所述第二磁阻传感器节点感知范围时的速度；ΔL为所述第一磁阻传感器节点及第二磁阻传感器节点之间的间距；t1为所述车辆从刚进入所述第一磁阻传感器节点感知范围到刚进入所述第二磁阻传感器节点感知范围之间的时间差；t2为所述车辆从刚离开所述第一磁阻传感器节点感知范围到进入及刚离开所述第二磁阻传感器节点感知范围之间的时间差。在一些实施例中，所述滤波模块采用均值滤波和中值滤波相结合的方法对所述三维地磁信号进行滤波处理。所述a为200～400，且所述a优选为300。另一方面，本专利技术还提供了一种道路车辆检测方法，包括下述步骤：步骤S110：采集三维地磁信号，并在无车辆通行时将连续采集到的三维地磁信号取均值作为基线数据，所述三维地磁信号包括X、Y及Z轴的地磁信号，所述连续采集到的次数最少为3次；步骤S120：对所述三维地磁信号进行滤波处理；步骤S130：设定X轴地磁阈值、Y轴地磁阈值及Z轴地磁阈值；步骤S140：将滤波后的三维地磁信号与所述基线数据做差，若该差值大于所述X轴地磁阈值、Y轴地磁阈值及Z轴地磁阈值中的一个，则判断为有车状态；否则判断为无车状态；步骤S150：若上述结果判断为无车状态，重新更新所述基线数据，并返回至步骤S110；步骤S160：若上述结果判断为有车状态，则根据地磁波形变化进行车速计算，并对波形进行经验分类学习，判断车型，将结果存储，并返回步骤S110。本专利技术采用上述技术方案带来的技术效果在于：一方面，本专利技术提供的道路车辆检测系统及方法，通过采集模块实时采集三维地磁信号，根据滤波模块对所述三维地磁信号进行滤波处理，再采用检测模块将滤波后的三维地磁信号与基线数据做差，当该差值中的至少两个大于所述X轴地磁阈值、Y轴地磁阈值及Z轴地磁阈值中的一个，则判断为有车状态，有效提高了车辆的检测精度。另一方面，本专利技术提供的道路车辆检测系统，在实现车辆检测的基础上，将采集模块设计为由磁阻传感器节点及路由节点组成的子网，根据路由节点实时检测车辆运行时间及速度，从而实现了对车辆流量检测、速度检测与车型检测的精度测量。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的道路车辆检测系统的结构示意图。图2是本专利技术实施例一一较佳方式提供的两级缓存队列的结构示意图。图3(a)表示传感器节点的位置示意图。图3(b)表示为车速检测示意图。图4为车型自学习单元采用的自学习适应流程图。图5表示为道路车辆检测方法的步骤流程图。图6为本专利技术实施例提供的4个磁阻传感器检测车辆的示意图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道路车辆检测系统，其特征在于，包括：采集模块，设置于行车道上，用于实时采集三维地磁信号及车辆运行时间及速度，并在无车辆通行时将连续采集到的三维地磁信号取均值作为基线数据，所述三维地磁信号包括X、Y及Z轴的地磁信号，所述连续采集到的次数最少为3次；滤波模块，信号连接于所述采集模块，用于对所述三维地磁信号进行滤波处理；检测模块，信号连接于所述滤波模块，所述检测模块上设定有X轴地磁阈值、Y轴地磁阈值及Z轴地磁阈值，所述X轴地磁阈值、Y轴地磁阈值及Z轴地磁阈值的阈值为a，所述检测模块用于将滤波后的三维地磁信号与所述基线数据做差，若该差值大于所述X轴地磁阈值、Y轴地磁阈值及Z轴地磁阈值中的一个，则判断为有车状态；所述检测模块还包括车速计算单元和车型自学习单元，所述车速计算单元根据地磁波形变化进行车速计算，所述车型自学习单元并对波形进行经验分类学习，判断车型，将结果存储；更新模块，信号连接于所述检测模块及采集模块，用于根据所述检测模块的检测结果在无车辆通行时对所述基线数据进行更新，并将更新结果反馈至所述采集模块。

【技术特征摘要】
1.一种道路车辆检测系统，其特征在于，包括：采集模块，设置于行车道上，用于实时采集三维地磁信号及车辆运行时间及速度，并在无车辆通行时将连续采集到的三维地磁信号取均值作为基线数据，所述三维地磁信号包括X、Y及Z轴的地磁信号，所述连续采集到的次数最少为3次；滤波模块，信号连接于所述采集模块，用于对所述三维地磁信号进行滤波处理；检测模块，信号连接于所述滤波模块，所述检测模块上设定有X轴地磁阈值、Y轴地磁阈值及Z轴地磁阈值，所述X轴地磁阈值、Y轴地磁阈值及Z轴地磁阈值的阈值为a，所述检测模块用于将滤波后的三维地磁信号与所述基线数据做差，若该差值大于所述X轴地磁阈值、Y轴地磁阈值及Z轴地磁阈值中的一个，则判断为有车状态；所述检测模块还包括车速计算单元和车型自学习单元，所述车速计算单元根据地磁波形变化进行车速计算，所述车型自学习单元并对波形进行经验分类学习，判断车型，将结果存储；更新模块，信号连接于所述检测模块及采集模块，用于根据所述检测模块的检测结果在无车辆通行时对所述基线数据进行更新，并将更新结果反馈至所述采集模块；所述车型自学习单元包括：信息特征提取，信息特征优化，以及特征自适应学习，其中：所述信息特征提取：从车辆行驶通过所述采集模块产生的波形原始数据中提取出并选取有利于分类的特征信息，该信息包含车头进入波形以及车尾开出磁场波形，即提取出车辆磁场强度扰动信号的初始特征集；所述信息特征优化：从上述初始特征集中选取一个特征子集，然后对特征子集进行评价，评价结果与评价准则进行比较，若评价结果比评价准则差，就继续选取特征子集，否则特征优化完毕；特征自适应学习：训练两个具有较好检测性能的初始分类器，采用SVM和AdaBoost分类算法对特征进行分类；当两分类器检测结果一致时则将其作为最终检测结果，不一致时则利用knn近邻法则判断两分类器检测结果置信度，选择置信度高的结果作为最终检测结果。2.根据权利要求1所述的道路车辆检测系统，其特征在于，所述采集模块包括若干磁阻传感器节点及与所述磁阻传感器节点信号连接的路由节点，所述磁阻传感器节点用于实时采集三维地磁信号，所述路由节点用...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅晓亮，何伟国，
申请(专利权)人：深圳市中科车港实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44