本发明专利技术公开了一种基于多ＭＥＭＳ传感器的车辆检测识别系统及其方法，该系统能够对运动车辆进行实时检测和识别，并具有车速检测和车流量检测的功能。该系统包括一组用来检测运动车辆的多ＭＥＭＳ传感器探测装置，给多传感器探测装置提供工作电源的供电装置，将传感器探测装置输出的模拟信号转换为数字信号的信号采集装置，对数字信号进行车辆检测和车型识别的信号处理装置，显示识别结果的显示装置。经试验证明，本发明专利技术能够准确反映不同车辆特征，能识别和显示车型，并且能够准确显示车速和流量检测结果。本系统不受外界天气、气候、光线等因素的影响，体积小，成本低，功耗低，具有广泛的应用前景。
Vehicle detection and recognition system based on multi MEMS sensor and method thereof
The invention discloses a multi MEMS sensor for vehicle detection and recognition system and method based on the system can carry out real-time detection and recognition of moving vehicles, and has a speed detection and vehicle flow detection function. The system includes a set of used MEMS sensors to detect the moving vehicle detection device, power supply device power supplied to the multi sensor detection device, analog signal conversion device for detecting the sensor output signal acquisition device of digital signal, signal processing device for vehicle detection and recognition of digital signal, the display device to display the recognition results the. The test proves that the invention can accurately reflect the characteristics of different vehicles, can identify and display the vehicle type, and can accurately display the speed and flow detection results. The system is not affected by the weather, climate, light and other factors, small size, low cost, low power consumption, has broad application prospects.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及车辆检测领域，特别是提供了一种基于多MEMS传感器的体积小、成本低、 功耗低的全天候车辆检测和识别系统，同时根据道路交通状况中的车辆自动检测和采集数 据，对车辆目标进行识别，并具有流量检测和车速检测的功能。技术背景现代社会发展日新月异，高效的交通管理系统成为城市发展的首要任务之一。车辆检 测和车型识别系统即交通信息采集系统是高速公路和城市道路监控系统中不可缺少的基 本组成部分，交通信息采集系统技术水平的高低直接影响到高速公路和城市道路监控系统 的整体运行和管理水平。同时，随着国际竞争的日趋激烈，无人侦查成为战场侦察的重要 手段，成为各国军事装备研制计划的优先发展项目之一。因此，地面车辆检测和识别系统 的研究无论在军事方面还是民用方面都具有重要意义。目前的检测和识别方法主要有磁感 线圈、红外、雷达、视频等技术，它们大多存在成本高、体积大、重量大、识别率低、应 用范围局限性大等缺点。例如，磁感线圈识别技术，通过磁感应线圈感应车辆经过时对地 磁场的扰动，由于需要把传感器埋到地下，所以安装和维修费用高；红外线识别技术，通 过检测发动机的热辐射或者通过反射红外线进行检测，它的缺点是受外界干扰较大；雷达 识别技术，通过反射的微波信号识别车辆的类型，它的缺点是车辆速度很慢或者静止时， 识别系统就会失效；视频检测和识别技术，利用图像处理技术的识别系统，它的成本高， 并且由于受到光线、天气和气候等条件影响，应用条件受到限制，无法实现全天候车辆检MEMS(Micro Electromechanical System,即微电子机械系统)是指集微型传感器、执行 器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。MEMS传感 器相对于传统的传感器具有体积小、重量轻、耗能低、大批量生产成本低等优点，因此受 到广泛关注，成为检测领域的主要发展方向之一，目前已经在测量力、角速度、流量、声、 光、热、磁、气、离子以及生物、化学等领域得到了应用。在民用方面，MEMS技术的应 用领域已涵盖了信息、通讯、消费电子、汽车、医疗等行业，特别是近年来因为游戏机、 手机、MP3等消费性电子产品的发展，使MEMS技术已成为领导电子消费市场的主要技 术之一。在军事方面，为了适应军用武器装备的小型化发展的需要，西方国家都在研究采 用MEMS技术制造传感器和微系统。美国正在推动MEMS在以下三个领域中的应用武 器、制导和平衡中采用MEMS惯性测量；分布式敏感、控制维护、智能化和化学识别；海量存储、显示的信息技术。另外，在信息对抗环境下，依靠单项装备得到很高的目标识别 能力是很难达到的。 一方面，由于目标信号特征的不可重复性，环境杂波，数据库中数据 的局限性等原因，影响了特征集的有效性和可靠性，使得目标识别系统的性能不理想。另 一方面，不同的传感器有不同的特征，只能获得目标某一方面的信息。因此必须从整体的 观点出发，采取综合的技术途径，建立多传感器综合目标识别机制。多传感器综合目标识 别是将由系统中多个传感器提供的关于目标身份的信息进行综合，产生比系统中任一单源 更有效、更精确的身份估计和判决。利用多种类传感器进行目标综合识别具有以下主要优 点可以拓宽监视探测的时空覆盖范围；可以发挥各传感器的优点，取长补短以提高目标 识别率；多传感器抗干扰的性能大大优于单个传感器；改进了系统工作的可靠性、容错性。 综合以上，对于车辆检测系统来说，要求所设计的车辆检测系统应该体积小，成本低， 可测较多的参数，监测灵敏度应该较高，使用的适应性应该较大，安装和维修应该不太复 杂，同时应该不受昼夜、下雪、大雾等天气因素的影响可以确保在任何环境下对车辆进行 稳定可靠的监控。公开号为CN2836131的专利申请"车辆检测器"，公开了一种采用磁阻传感器的车辆检 测器芯片， 一体化结构设计，可直接输出车辆到位及通过信号，无需另设控制器。该专利 只利用了一种传感器进行车辆检测，没有涉及车型的分类与识别，也没有涉及流量和车速 检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种车辆检测识别的系统，其具有体积小，成本低，功耗低， 灵敏度高，安装简单，在白天、夜晚、雪天、大雾天气等环境下都可以正常工作，同时根 据道路交通状况中的车辆自动检测和采集数据，对车辆目标进行识别，并具有流量检测和 车速检测的功能。本专利技术提供的检测识别系统采用磁传感器、振动传感器以及声传感器探测车辆运行时 对周围环境造成的影响，这三种传感器均为MEMS传感器。其中磁传感器探测车辆对地球 磁场的影响，振动传感器探测车辆对地表振动的影响，声传感器探测车辆运行时发出的噪 音。其构成的系统包括以下部分供电单元、多MEMS传感器探测装置、信号采集单元、 信号处理单元以及显示单元。其中，供电装置分别与多MEMS传感器探测装置相连接，多 MEMS传感器探测装置分别与信号采集装置相连接，信号采集装置与信号处理装置相连 接，信号处理装置与显示装相连接；供电单元为多MEMS传感器探测装置提供直流电压， 使其电路工作；多MEMS传感器探测装置探测的信号经电缆连接到信号采集单元，信号 采集单元将三个传感器探测装置输出的模拟信号分别转换成数字信号，并将信号输入到信号处理单元进行处理，最终将识别结果在显示单元显示。多MEMS传感器探测装置包括MEMS磁传感器探测装置、MEMS振动传感器探测装置、MEMS声传感器探测装置；MEMS磁传感器探测装置，用于探测运动车辆对地球磁场 的影响；MEMS振动传感器探测装置，用于探测运动车辆对地球表面的振动；MEMS声传 感器探测装置，用于探测运动车辆的噪声；各传感器探测装置包括传感器电路部分、信号放大单元以及滤波单元，信号放大单元连接于传感器电路部分，滤波单元连接于信号放大 单元，输出的信号为模拟电压信号。上述的MEMS磁传感器探测装置传感器电路用以检测车辆运行时对周围地球磁场的 影响，其输出的信号一般为模拟电压信号；由于传感器输出的信号一般比较小，约为毫伏级，因此传感器电路输出的信号输入到放大单元进行放大到适合信号采集单元采集的电 压，同时由于周围其他环境的影响，因此经过放大单元放大的信号输入到滤波单元进行滤 波，滤除高频杂波及其干扰。上述的MEMS振动传感器探测装置传感器电路用以检测车辆运行时对地表振动的影 响，其输出的信号为模拟电压信号。上述的MEMS声传感器探测装置传感器电路用以检测车辆运行时产生的噪音，其输 出的信号为模拟电压信号；由于传感器输出的信号一般比较小，为毫伏级，因此传感器电 路输出的信号输入到放大单元进行放大到适合信号采集单元采集的电压，同时由于人耳可 听的声信号特点，采用低通滤波器滤除高频噪音，因此经过放大单元放大的信号输入到滤 波单元进行滤波，滤除高频杂波及其干扰。上述的供电单元主要用来提供三个传感器探测装置工作所需的电压，其可直接采用电 池供电，或者通过电压转换模块，将交流电转换为探测装置所需的工作电压。上述的信号采集单元用于将这些探测装置探测的模拟信号转变为数字信号输入到信 号处理单元中进行处理，信号处理单元可以是计算机、DSP、 ARM、嵌入式系统。信号 处理单元将最终的识别结果显示在显示单元上，显示单元可以是显示器或数码管。上述的信号处理单元对本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于多ＭＥＭＳ传感器的车辆检测识别系统，其特征在于：包括有供电装置、多ＭＥＭＳ传感器探测装置、信号采集装置、信号处理装置、显示装置；供电装置与多ＭＥＭＳ传感器探测装置相连接，多ＭＥＭＳ传感器探测装置与信号采集装置相连接，信号采集装置与信号处理装置相连接，信号处理装置与显示装置连接；采用多ＭＥＭＳ传感器探测装置，探测运动车辆的相关数据；采用供电装置，给多ＭＥＭＳ传感器探测装置提供工作电源；采用信号采集装置，将各传感器探测装置输出的模拟电压信号转换为数字信号，提供给信号处理装置；采用信号处理装置，处理采集装置采集的数字信号，对各信号进行实时处理和分析，并进行特征提取、特征识别；采用显示装置，显示识别结果以及显示车流量和车速。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蓝金辉，施毓俏，徐玉来，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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