[发明专利]一种协作式车流量检测方法

权利要求书

1.一种协作式车流量检测方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，在同一道路断面的车道标上安装数个三轴地磁传感器，并设定各三轴地磁传感器的方向为：x轴与行车方向相同，y轴垂直于道路方向，z轴垂直于地面向上；采集过往车辆引起的三轴地磁数据；

步骤2，分别处理各三轴地磁传感器采集的三轴地磁数据，提取单辆车通过的波形；

步骤3，识别单辆车通过的波形对应的车辆位置；

步骤4，将数个三轴地磁传感器得到的结果进行协作式校准，得出每条车道的车流量信息；

所述步骤3中，将车辆位置归类为如下四种情景：

情景一：车辆从检测器左边经过，记为(1,0)；

情景二：车辆从检测器右边经过，记为(0,1)；

情景三：车辆从检测器上方通过，记为(1,1)；

情景四：两车并行通过检测器，记为(0,1)(1,1)(1,0)；

则识别方法是：

步骤31，依据z轴与y轴幅值之比Az/Ay将波形分为两类，若Az/Ay小于Aratio_threshold，则归为情景一和情景二，转步骤32继续判断，否则为情景三和情景四，转步骤33；

步骤32，对于情景一和情景二，若波峰最大值的位置Tmax/T先于波谷最小值的位置Tmin/T，则为情景二，若Tmax/T后于Tmin/T，则为情景一；其中，Tmin为从波形开始时刻记起，出现波形最小值的时间；Tmax为从波形开始时刻记起，出现波形最大值的时间；T为波形总时间，Tmin/T是最小值相对位置，即将Tmin时间值归一化；Tmax/T为最大值相对位置，即将Tmax时间值归一化；

步骤33，对于情景三和情景四，由波峰波谷总数加以分类，若波峰波谷总数大于阈值numb_thr，判定为情景四，否则为情景三。

2.如权利要求1所述的一种协作式车流量检测方法，其特征在于：所述步骤2中，在提取波形前，首先对采集的三轴地磁数据进行预处理，筛除异常数据，对数据波形进行平滑处理。

3.如权利要求2所述的一种协作式车流量检测方法，其特征在于：所述筛除异常数据的方法是：由阈值法筛选异常数据，并以前一数据点和后一数据点的均值代替该异常值。

4.如权利要求1所述的一种协作式车流量检测方法，其特征在于：所述步骤2中，采用差分双窗口法提取单辆车通过的波形，具体过程是：

步骤21，初始化状态值flag＝0，0代表无车状态，1代表有车状态；初始化beyond_num＝0，beyond_num表示ΔB_x,y,z连续超出阈值范围的个数，初始化return_num＝0，return_num表示ΔB_x,y,z回到阈值范围的个数；对磁场数据B_x,y,z求差分得到ΔB_x,y,z，设定窗口1长度number_threshold_b，窗口2长度number_threshold_r，窗口高度范围均为(Thr_down,Thr_up)，无车时ΔB_x,y,z位于窗内，车辆到来时超出窗口1，车辆离去后回归窗口2；

步骤22，车辆到来判别；flag为0时，若ΔB_x,y,z连续超出阈值范围(Thr_down,Thr_up)的个数beyond_num大于number_threshold_b，则判定为车辆到来，flag变为1，转到步骤,23；当beyond_num小于number_threshold_b时，数据点又回到(Thr_down,Thr_up)之内时，则状态值保持不变，beyond_num归零，重复步骤22；

步骤23，车辆离去判别；flag＝1时，若ΔB_x,y,z回到阈值(Thr_down,Thr_up)内的个数return_num大于number_threshold_r，则说明车辆离去，完成一次车辆计数，转到步骤21；若return_num小于number_threshold_r，则不记为车辆离去，状态值保持不变，重复步骤23。

5.如权利要求1所述的一种协作式车流量检测方法，其特征在于：所述步骤4中，设共有3个三轴地磁传感器S_A、S_B、S_C，则协作式校准的具体过程是：

步骤41，获取传感器S_A、S_B、S_C的判别结果S_A(A_L,A_R),S_B(B_L,B_R),S_C(C_L,C_R)，记a＝A_L+A_R，b＝B_L+B_R，c＝C_L+C_R；

步骤42，根据如下情况进行校准：

若a，b，c0，则说明两车并行通过，将判别结果更正为S_A(0,1)，S_B(1,1)，S_C(1,0)；

若c＝0；a，b≠0，则说明车辆从S_A,S_B间通过，将判别结果更正为S_A(0,1)，S_B(1,0)；

若a＝0；b，c≠0，则说明车辆从S_B,S_C间通过，将判别结果更正为S_B(0,1)，S_C(1,0)；

若a，c＝0；b≠0，则说明车辆从S_B上方经过，将判别结果更正为S_B(1,1)。