基于分布式光纤传感系统的车辆轨迹提取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于分布式光纤传感系统的车辆轨迹提取方法及装置，首先通过分布式光纤传感系统经沿道路铺设的光纤测量车辆行驶路段产生的振动信号，然后通过小波变换对所测量的振动信号，再利用S变换累积时域上的扰动强度以达到增强车辆行驶所产生的振动信号及抑制噪声的目的，最后利用Radon变换分离提取出车辆振动信号，进而得到车辆行驶轨迹，无监督地实现了车辆行驶轨迹的提取。

【技术实现步骤摘要】
基于分布式光纤传感系统的车辆轨迹提取方法及装置
本专利技术属于智能交通
，涉及车辆轨迹提取，尤其涉及基于分布式光纤传感系统的车辆轨迹提取技术。
技术介绍
随着交通运输业的迅速发展，车辆运行状况监测对道路规划和交通诱导起着越来越重要的作用。车辆运行状况监测主要是通过车流量实时检测、车速实时检测和车辆意图预测等技术实现，其中轨迹提取是这些检测技术的重要支撑环节。车辆轨迹提取旨在从特定传感器获取到的复杂多源信号中提取出车辆行驶的信号，可协助分析道路交通情况(如车辆的密集程度、车辆的行驶速度等)。目前，国内外的研究学者已经对车辆轨迹提取技术进行了大量研究，提出了基于多种不同传感器的车辆轨迹提取方法，并且许多包含车辆轨迹提取的交通状况检测系统也已投入市场使用。虽然现有车辆轨迹提取方法能够在某些特定的场景下较好的提取出车辆的行驶轨迹，但仍存在以下缺陷：(1)基于线圈检测器检测得到的(磁感应脉冲信号)数据获取车辆轨迹的提取方法，由于需要埋设于地下，不仅施工过程复杂，而且后期维护成本较高；(2)基于红外线和激光检测得到的红外线反射和激光反射数据获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分布式光纤传感系统的车辆轨迹提取方法，其特征在于包括以下步骤：/nS1利用分布式光纤传感系统通过光纤实时测量车辆行驶路段产生的振动信号；/nS2利用小波变换对测量的振动信号进行去噪处理；/nS3利用S变换对去噪后的振动信号进行信号增强处理，获得由车辆行驶引发的时空二维振动能量响应；/nS4利用Radon变换对所得时空二维振动能量响应信号进行分离得到车辆行驶轨迹和车辆行驶速度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式光纤传感系统的车辆轨迹提取方法，其特征在于包括以下步骤：
S1利用分布式光纤传感系统通过光纤实时测量车辆行驶路段产生的振动信号；
S2利用小波变换对测量的振动信号进行去噪处理；
S3利用S变换对去噪后的振动信号进行信号增强处理，获得由车辆行驶引发的时空二维振动能量响应；
S4利用Radon变换对所得时空二维振动能量响应信号进行分离得到车辆行驶轨迹和车辆行驶速度。


2.根据权利要求1所述基于分布式光纤传感系统的车辆轨迹提取方法，其特征在于将光纤沿其长度方向虚拟成若干光纤阵列，即通道；将测量的振动信号按照光纤阵列划分为若干通道振动信号。


3.根据权利要求2所述基于分布式光纤传感系统的车辆轨迹提取方法，其特征在于步骤S2包括以下分步骤：
S21对各个通道的振动信号Xk(t)进行小波分解，得到小波分解系数Ws,j；
S22对得到的小波分解系数进行阈值化处理；
S23对阈值化处理后的小波分解系数进行重构得到重构信号，即各个通道去噪后的振动信号。


4.根据权利要求3所述基于分布式光纤传感系统的车辆轨迹提取方法，其特征在于步骤S22中，对得到的小波分解系数按照以下公式进行阈值化处理：



式中，Ws,j表示小波分解系数，表示小波分解系数经阈值化处理结果，sgn(·)表示阶跃函数，当Ws,j＞0时，sgn(Ws,j)＝1，当Ws,j＝0时，sgn(Ws,j)＝0，当Ws,j＜0时，sgn(Ws,j)＝-1，Ts,j表示阈值，


5.根据权利要求2或3或4所述基于分布式光纤传感系统的车辆轨迹提取方法，其特征在于步骤S3包括以下分步骤：
S31利用S变换对各个通道去噪后的振动信号进行处理得到各个通道S域的时频谱矩阵；
S32依据各个通道得到的S域的时频谱矩阵获取各个通道由车辆行驶所引发的振动能量；
S33将各个通道车辆行驶所引发的振动能量进行堆积得到由车辆行驶引发的时刻二维振动能量响应。


6.根据权利要求5所述基于分布式光纤传感系统的车辆轨迹提取方法，其特征在于步骤S31中，利用S变换按照以下公式对各个通道去噪后的振动信号进行处理得到S域的时频谱矩阵：

【专利技术属性】
技术研发人员：王茂宁，张建伟，钟羽中，邓霖，李钟麒，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51