[发明专利]一种利用弱磁信号相关分析的汽车测速方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用弱磁信号相关分析的汽车测速方法及装置，属于机械检测技术领域。

背景技术

汽车速度检测装置是现代交通监测系统的重要组成部分，目前应用较多的雷达、激光、电磁线圈法测速。雷达测速法是采用多普勒效应：当汽车驶近和离开时，雷达波的频率会产生变化，汽车速度越快，这种频率变化差值越大，通过测出频率变化差值，即可知道汽车行驶速度；该方法造价高、易被反雷达测速装置感知，从而有效规避交通监控，增加司机违法超速行驶的侥幸心理。激光测速法是采用激光测距原理，通过对被测物体发射激光光束，并接收该激光光束的反射波，记录该时间差，来确定被测物体与测试点的距离；该方法造价昂贵，且测量时必须瞄准车辆上激光反射点，难以实现自动检测。线圈法通过电磁感应原理进行测速，一般将线圈埋于交通要道的地下，当汽车通过时，根据线圈电感量的变化，可以测得汽车的位移，再通过信号处理电路，可以转变为速度信号；其主要缺点是应用不灵活，耗电量大。

新型磁敏电阻器件具有体积小巧、价格便宜等优点，可以应用到汽车测速领域，利用其研制成本更低、体积更小、应用更灵活、耗电量低的新型测速装置。

发明内容

本发明的目的在于为解决现有汽车测速方法及装置应用不灵活、易被发现、耗电量大、造价昂贵的缺点，提供一种利用弱磁信号相关分析的汽车测速方法及装置。

本发明所述的利用弱磁信号相关分析的汽车测速方法的设计原理为：采用两路高灵敏度磁敏元件作为传感器，采用抗干扰和高共模抑制比的仪用放大电路，将微弱的车体及主要铁磁构件表面磁场强度信号进行高倍数放大，利用两路磁敏传感器接收的弱磁信号的高度相似性，将通过模数转换后的数字信号进行相关性分析，从而确定汽车通过两个传感器的时间差。再利用两个磁敏传感器之间的给定距离，计算出汽车的运动速度。

本方法的具体实现步骤如下：

步骤1，在汽车行驶方向以一定相隔距离放置两个相同的磁敏元件，用来感受并记录周围的磁场变化。

步骤2，汽车先后经过步骤1所述的两个磁敏元件，得到两路具有相似性及延时性的磁信号。

步骤3，根据步骤2得到的两路磁信号的相似性及延时性，将两路磁信号进行相关性分析。

利用互相关函数在延时值处取得最大值的特性，由两路磁信号互相关函数的峰值位置测量出该延时值τ的大小：

R^xy(τ)=1T∫0Ty(t)x(t-τ)dt]]>

式中x(t)和y(t)为表示两路信号的函数，表示x(t)和y(t)互相关函数的估计值，因为积分时间有限，实际的运算常常是在有限的积分时间T内计算相关函数的估计值的。利用该公式可计算出互相关函数取得最大值的延迟时间τ，即为汽车的渡越时间，从而得到汽车通过两个磁敏元件的时间差τ。

步骤4，根据步骤3得到的汽车通过两个磁敏元件的时间差τ和已知的两个磁敏元件间的距离，计算出汽车的行驶速度V＝x/τ。

本发明所述的一种利用弱磁信号相关分析的汽车测速装置，包括两个高灵敏度磁敏传感器、信号处理电路、电源电路、模数转换卡和上位机。

所述的两个高灵敏度磁敏传感器为两个相同的磁敏元件，以一定距离成直线安装，其作用为将磁场的变化转换为电压的变化，从而检测出磁场值。