[发明专利]一种基于单轴地磁传感器的车辆检测方法

说明书

本发明公开了一种基于单轴地磁传感器的车辆检测方法。该方法包括以下步骤：在同一车道前后固定距离布置两个地磁传感器，车辆经过时，两个地磁传感器收集数据；将地磁传感器收集的数据进行数据清洗以及去噪声处理；地磁传感器利用改进的基于固定阈值的状态机算法检测车辆，并提取车辆到达传感器检测范围的时间以及离开的时间；统计设定时间段内的车流量，计算车辆的行驶速度和车长。本发明方法既可以单独运用在重要的交通路段或者交通路口获取车辆参数，也可以与其他交通检测设备联合使用，获取更加全面的交通信息，具有低功耗、检测灵敏度高、安装方便、不受恶劣环境影响的优点。

技术领域

本发明涉及车辆检测技术领域，特别是一种基于单轴地磁传感器的车辆检测方法。

背景技术

在智能交通系统中，车辆检测领域是智能交通的基础，也是最为重要的环节。目前，车辆检测的主要设备有感应线圈检测器(ILD)、视频摄像头、以及地磁传感器。过去几年间，ILD使用最为广泛，由于其技术简单，成本较低，得到了大规模的工程应用。但是ILD的灵敏度低，抗干扰性差，其应用于交通感知时，识别准确率较低。视频摄像头通过分析车辆的车牌号或车辆外形来识别车辆种类，精度较高，但是其造价昂贵，并且由于视频识别会产生大量的数据，因此对系统的传输和处理性能都有非常高的要求。此外，利用视频进行车辆识别存一定隐私侵犯的风险，如果数据泄露将会产生一系列严重的安全问题。而对地磁传感器的研究增加了对车辆检测的新方法，这种方法利用地磁传感器检测车辆通过时地磁场所受到的干扰，通过识别车辆的磁场信号，从而获取交通流量、道路占有率等一系列交通信息，还可以判断车速以及车辆长度。

目前，低功耗、低成本、灵敏度高的地磁传感器是车辆检测领域的研究热点。文献1(李云龙等，基于AMR传感器的车辆检测算法，传感器与微系统，2012年)利用单个三轴AMR传感器测量行驶车辆引起地球磁场变化的磁场强度值，并研究AMR检测器的数据采集原理和波形特征向量提取方法，设计了一种自适应状态机车辆检测算法，即自适应地更新阈值和基准值。但是这种自适应状态机车辆检测算法比较复杂，硬件要求比较高，而且车辆检测的准确率不高。文献2(Bo Yang，Vehicle detection and classification for low-speedcongested traffic with anisotropic magnetoresistive sensor，Sensors JournalIEEE，2015)利用单个三轴的AMR传感器采集地磁信号，采用数字滤波器进行噪声处理，设计基于信号方差的固定阈值算法检测城市道路中低速拥堵条件下的车辆，通过提取波形特征进行车型识别。该算法虽然可以识别低速拥堵条件下的车辆，但是算法复杂度高，提取波形特征进行车型识别的准确率不高，也无法获取更多的车辆信息。

综上，现有文献大多数集中在对单个多轴地磁传感器进行车辆检测的研究，虽然多轴传感器可以获取更多的车辆扰动地磁的信号，但是给后期处理数据以及设计算法增加了复杂性，实时性不高，并且利用单个地磁获取车辆信息有限，车辆检测存在误差，大型车或者小型车容易漏检。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于单轴地磁传感器的车辆检测方法，能够获取车流量、车速、车长等车辆参数，为交通部门提供交通管控的真实可靠数据。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于单轴地磁传感器的车辆检测方法，包括以下步骤：

步骤1，在同一车道前后固定距离布置两个地磁传感器，车辆经过时，两个地磁传感器收集数据；

步骤2，将地磁传感器收集的数据进行数据清洗以及去噪声处理；

步骤3，地磁传感器利用改进的基于固定阈值的状态机算法检测车辆，并提取车辆到达传感器检测范围的时间以及离开的时间；

步骤4，统计设定时间段内的车流量，计算车辆的行驶速度和车长。

进一步地，步骤1所述的在同一车道前后固定距离布置两个地磁传感器，车辆经过时，两个地磁传感器收集数据，具体为：