地磁车辆检测与车型分类算法研究

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车辆自动检测技术是道路交通优化控制和收费公路实现不停车收费系统的核心技术,能够为智能交通系统的应用开发提供信息支撑,对智能交通的深入研究具有十分重要的意义。基于目前国内外车辆检测识别的研究现状以及交通优化控制的需求,在检测设备和检测方法上进行了较深入的研究和探索。提出采用三轴地磁传感器,结合车辆地磁检测信号的特点,经过小波滤波处理、车辆参数计算、提取车型特征向量和聚类分析,最后采用模糊模式识别方法判定车型,设计一种基于三轴地磁传感器的车辆检测系统,以提供实时的车流信息和统计信息,为智能交通控制系统进行最优控制提供服务,以此达到公路交通的优化管理。本文设计的车辆检测系统能够直接检测静止车辆、车速和车长参数。针对传感器得到的车辆信息较少,不能够真实反映车辆的特征,本文提出采用三轴地磁传感器,能够反映车辆的详细结构特征。针对地磁检测器存在的基频漂移问题,本文提出了基于滚动时间窗中值滤波的基频漂移抑制方法,并用置位/复位的方法消除磁历史的影响,方法简便,并能够有效抑制基频漂移和磁历史的影响。对于车辆地磁曲线中存在着的噪声信号,本文采用固定阈值的小波变换方法对数据进行滤波,能够有效地消除噪声干扰。对波形曲线归一化处理后提取特征向量,在聚类分析中,本文创造性的提出用核聚类的方法进行归类分析,以正态分布为核函数,计算相应参数。最后将核函数转化为隶属度函数,并用模糊规则对车型进行归类,该方法在车辆检测中具有良好的有效性和可行性,提高了车型识别率。论文的主体部分介绍了车辆检测技术的研究现状和AMR地磁传感器在交通流检测中的具体应用及其原理,提出使用新型传感器检测车辆,介绍了小波滤波算法和车型模糊模式识别方法,并且对应用该识别算法的车型识别系统进行了实验分析,给出了系统的硬件设计和软件设计。最后将车辆检测系统应用于实际路况,进行实地测试,并在车辆检测系统中进行数据分析处理,查看统计报表,整体性能稳定可靠,能达到预期的设计效果。文中总结部分有阐述这种设备的优缺点,同时给出了解决方案和后续发展方向。因为采用客户机/服务器模型开发,系统可以很方便的增加设备和功能扩充,且对于车辆检测、车型识别等方面有着极大的现实意义和广阔的应用背景。
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