一种连续型车辆碰撞检测系统及其方法技术方案

本申请涉及交通技术领域，公开了一种新型连续型车辆碰撞检测系统及其方法，该系统包括设置在道路侧面的光纤；向所述光纤提供光信号的光源；用于检测光纤内光信号相位变化和\或频移的传感装置；以及碰撞检测装置，用于根据所述传感装置检测到的所述光纤内光信号相位变化和\或频移识别是否发生了车辆碰撞事件。本申请实施方式具有成本低廉，无源分布式，抗磁干扰，精确定位等优势，同时克服了传统的车辆碰撞传感器安装复杂，易受电磁干扰、定位精度较差的诸多缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种连续型车辆碰撞检测系统及其方法
本专利技术涉及交通
，特别是涉及车辆碰撞检测技术。
技术介绍
随着交通运输的发展，道路交通安全问题越来越成为目前亟需解决的重大问题。其中，车辆碰撞事故为道路交通安全问题中最为严重的事故，不仅会造成人员伤亡与财产损失；若发生事故后未得到及时处理，会对其他正常行进的车辆构成潜在威胁。目前碰撞检测的技术大多为利用安装在车内的应力传感器以及加速度传感器，来感知行进中的车辆是否发生了碰撞，或通过安装在道路关键位置的无线电学应力传感器，建立无线传感网络，及时通知相关人员。现有技术一【Wang,Yunpeng,etal."Vehiclecollisionwarningsystemandcollisiondetectionalgorithmbasedonvehicleinfrastructureintegration."AdvancedForumonTransportationofChinaIET,2012.】本文通过安装在车内的传感器，对车辆短时轨迹变化进行检测，通过检测车辆行驶时的异常轨迹变化，来判断车辆是否发生了碰撞事故。该现有技术的问题在于很难要求所有的车辆都安装传感器，成本较高，即使安装了传感器，因为需要以无线方式从车辆向服务端发送信息，而碰撞严重时车内无线通信的装置可能无法正常工作，所以实用性和可靠性较差。现有技术二【Miranda,J.,etal."AWirelessSensorNetworkforcollisiondetectiononguardrails."IEEEInternationalSymposiumonIndustrialElectronicsIEEE,2014.】本文通过在道路上安装无线力学传感器，建立无线传感网络，但是这种传感网络的数据传输方式是基于无线电，很容易受到环境干扰。而且无线力学传感器往往是点状的，呈离散型地分布在道路两侧，需要较高的密度才能够有效地监控所有的碰撞，成本较高。如果分布密度较低，有可能碰撞不一定发生在力学传感器安装的点，这样就可能发生对碰撞的漏检。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型连续型车辆碰撞检测系统，能够实时地对道路沿线所发生的车辆碰撞事件进行检测，包括由于车辆与护栏碰撞所产生的碰撞、车辆与车辆产生的碰撞。本申请公开了一种新型连续型车辆碰撞检测系统，包括：设置在道路侧面的光纤；向所述光纤提供光信号的光源；用于检测光纤内光信号相位变化和\或频移的传感装置；碰撞检测装置，用于根据所述传感装置检测到的所述光纤内光信号相位变化和\或频移识别是否发生了车辆碰撞事件。其中，所述光纤架设在道路两侧的防撞墙内，或者，所述光纤埋在道路侧面的地面中；或者，所述光纤依托道路侧面的护栏架设。在另一优选例中，所述根据所述传感装置检测到的所述光纤内光信号相位变化和\或频移识别是否发生了车辆碰撞事件，进一步包括：从所述光纤内光信号相位提取相位特征和\或频移特征，根据所述所提取的相位特征和\或频移特征进行模式识别。从所述光纤内光信号相位提取的所述相位特征和\或频移特征包括：梅尔倒谱系数、线性预测倒谱系数，短时过零率特征，短时能量特征。在另一优选例中，所述模式识别的方法包括：隐马尔科夫模型、矢量量化聚类、欧氏距离、机器学习。在另一优选例中，所述传感装置包括：相位敏感光时域反射计，光频域反射计，布里渊光时域反射计，以及布里渊光时域分析仪，布里渊动态光栅。在另一优选例中，所述光纤是通信光缆中的一芯。在另一优选例中，所述光源和所述传感装置设置在所述光纤的同一端。本申请还公开了一种车辆碰撞检测方法，包括：通过光源向设置在道路侧面的光纤输入光信号；检测所述光纤内光信号的相位变化和\或频移；根据检测到的所述光纤内光信号的相位变化和\或频移，识别是否发生了车辆碰撞事件。在另一优选例中，使用所述车辆碰撞检测方法，所述光纤架设在道路两侧的防撞墙内，或者，所述光纤埋在道路侧面的地面中；或者，所述光纤依托道路侧面的护栏架设。本申请实施方式至少具备以下优点：1.区别于目前应用广泛的点式传感器，本申请实施方式具有很好的连续性，可以二十四小时无间断对道路进行监测。2.区别于利用无线力学传感器构建的无线传感网络，本申请实施方式使用无源传感器光纤作为传感器，对道路沿途的振动进行检测，具有定位精度高的优点。3.本申请实施方式抗电磁干扰能力强，可以在恶劣的环境下正常工作。4.本申请实施方式中光源和传感装置可设置在光纤的同一端，便于检测与检修。附图说明图1是根据本申请实施方式的整体车辆碰撞检测系统示意图；图2是本申请实施例一中的光缆敷设方式示意图；图3是本申请实施例一的原理框图；图4是本申请实施例二中的光缆敷设方式示意图；图5是本申请实施例二原理框图；图6是本申请第二实施方式的车辆碰撞检测方法流程示意图。在附图中所标各数字分别表示如下：2-1为防撞墙结构；2-2为通信光缆；2-3为光缆芯；4-1为传感光纤。具体实施方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。本申请的第一实施方式涉及一种连续型车辆碰撞检测系统，如图1所示，该连续型车辆碰撞检测系统包括：设置在道路侧面的光纤。光纤设置的方式可以是多种多样的。可选地，光纤架设在道路两侧的防撞墙内。可选地，光纤埋在道路侧面的地面中。可选地，光纤依托道路侧面的护栏架设。向光纤提供光信号的光源。光源的类型可以是多种多样的。可选地，光源是激光光源。可选地，光源是LED光源。用于检测光纤内光信号相位变化和\或频移的传感装置。碰撞检测装置，用于根据传感装置检测到的光纤内光信号相位变化和\或频移识别是否发生了车辆碰撞事件。在一个实施例中，从光纤内光信号相位提取相位特征和\或频移特征，根据所提取的相位特征和\或频移特征进行模式识别。从光纤内光信号相位提取的相位特征和\或频移特征可以是梅尔倒谱系数、线性预测倒谱系数，短时过零率特征，短时能量特征等等。模式识别的方法可以是隐马尔科夫模型、矢量量化聚类、欧氏距离、机器学习，等等。传感装置可以是相位敏感光时域反射计，光频域反射计，布里渊光时域反射计，以及布里渊光时域分析仪，布里渊动态光栅，等等。在一个实施例中，光纤是通信光缆中的一根芯。在一个实施例中，光源和传感装置设置在光纤的同一端。在另一个实施例中，光源和传感装置也可以分别设置在光纤的两端。本申请的第二实施方式涉及一种车辆碰撞检测方法，其流程图如图6所示，该方法包括以下步骤：在步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续型车辆碰撞检测系统，其特征在于，包括：/n设置在道路侧面的光纤；/n向所述光纤提供光信号的光源；/n用于检测光纤内光信号相位变化和\或频移的传感装置；/n碰撞检测装置，用于根据所述传感装置检测到的所述光纤内光信号相位变化和\或频移识别是否发生了车辆碰撞事件。/n

【技术特征摘要】
1.一种连续型车辆碰撞检测系统，其特征在于，包括：
设置在道路侧面的光纤；
向所述光纤提供光信号的光源；
用于检测光纤内光信号相位变化和\或频移的传感装置；
碰撞检测装置，用于根据所述传感装置检测到的所述光纤内光信号相位变化和\或频移识别是否发生了车辆碰撞事件。


2.如权利权要1所述的系统，其特征在于，所述光纤架设在道路两侧的防撞墙内，或者，
所述光纤埋在道路侧面的地面中；或者，
所述光纤依托道路侧面的护栏架设。


3.如权利权要1所述的系统，其特征在于，
所述根据所述传感装置检测到的所述光纤内光信号相位变化和\或频移识别是否发生了车辆碰撞事件，进一步包括：
从所述光纤内光信号相位提取相位特征和\或频移特征，根据所述所提取的相位特征和\或频移特征进行模式识别。


4.如权利权要1所述的系统，其特征在于，从所述光纤内光信号相位提取的所述相位特征和\或频移特征包括：梅尔倒谱系数、线性预测倒谱系数，短时过零率特征，短时能量特征。

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡海文，李鲁川，王照勇，卢斌，叶青，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31