[发明专利]一种利用多地磁传感器的车速估计方法

说明书

本发明公开了一种利用多地磁传感器的车速估计方法，主要解决现有单地磁、双地磁和多地磁场景中，车速估计精度低的问题。车辆检测模块(1)设有M个，且沿道路旁等间隔部署，用于检测车辆接近和离开检测点的过程，记录车辆接近检测点时的时间，并将时间数据发送给数据处理模块(2)；为避免车辆检测模块没有检测到车辆而无法进行车速估计的情况，数据处理模块(2)利用车辆位置估计和速度估计标准差对所有车辆检测模块上传的时间数据进行数据关联的匹配，并将匹配好的时间数据和车辆检测模块的位置进行多次卡尔曼滤波迭代，得到精确的车辆速度。本发明提高了车速估计精度，可用于智能化交通管理。

技术领域

本发明属于智能交通技术领域，更进一步涉及一种车速估计的系统及方法，可用于智能化交通管理。

背景技术

智能交通系统在过去的几十年里发展迅速。智能运输系统的主要目的是提高运输系统的安全性、效率和成本效益。通过各种交通传感器，如激光雷达、微波传感器和地磁传感器等，交通监控为智能交通系统提供了有价值的交通流量信息。交通监控信息可被智能交通系统用来改善交通管理。

车速的细粒度监控在智能交通系统中起着重要的作用。针对交通数据采集，引入并研究了许多交通监控技术，如感应环路、基于视频的图像处理方法等。特别是城市地区环境复杂，交通状况的感知和估计需要准确的车速数据。车速估计方法多借由微波雷达、光学传感器、地磁传感器等，微波雷达安装和调试要求太高，不利于大规模部署，光学传感器对环境的要求很高，在天气恶劣如有雾霾时会影响速度估计效果，通过地磁传感器进行车速估计的相关论文和专利所采用的方法多为单地磁传感器场景下车辆长度除以车辆经过传感器的时间、双地磁传感器场景下两个传感器之间的距离除以车辆经过两个传感器的时间。如刘向东等人在公开号为CN108091144A专利申请中提出“基于单地磁检测器的车辆测速方法及装置”，该方法通过Y轴平滑波形曲线中波峰和波谷之间的时间长度和物理距离计算目标车辆的速度，但由于不同车辆磁性物质含量分布不均匀，其Y轴波峰和波谷的真实物理距离无法精确得到，所以车速估计精度较低。Saber Taghvaeeyan等人在论文“PortableRoadside Sensors for Vehicle Counting,Classification,and Speed Measurement”中提出了一种根据传感器间的距离来估计车辆速度的方法，该方法设定两传感器之间为一固定距离，车辆经过两传感器的时间通过计算车辆经过两个传感器磁信号的互相关函数得到，然后再由传感器间的距离除以时间即可得车辆速度，但由于环境噪声影响，车辆经过两个传感器的磁信号波动较大，互相关时间很难准确得到，所以车速估计精度也较低。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种利用多地磁传感器的车速估计方法，以提高测速准确度，促进公路的智能化发展。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

1.一种利用多地磁传感器的车速估计方法，其特征在于，包括如下：

A)车辆检测模块(1)设有M个，且沿道路旁等间隔部署，行驶在道路上的车辆依次经过每个车辆检测模块(1)；

B)数据处理模块(2)获取实时时间数据，并将其发送给每一个车辆检测模块，实现所有车辆检测模块的时间同步；

C)车辆检测模块实时检测磁场强度数据，以采样频率F_s对磁场强度数据进行采样，获得离散的磁场强度数据，并根据离散的磁场强度数据检测车辆接近和离开检测点的过程，记录车辆接近检测点时的时间数据，并将时间数据发送给数据处理模块；

D)数据处理模块对所有车辆检测模块上传的时间数据进行数据清洗，并利用车辆位置估计和速度估计标准差进行数据关联的匹配：

D1)遍历每一个时间数据，并对时间数据格式进行判断:

如果时间数据不符合正常时间格式，则直接删除该时间数据；