[发明专利]一种基于线性声音、震动传感器阵列的车辆探测方法

摘要

本发明一种基于线性声音、震动传感器阵列的车辆探测方法，包括1】传感器阵列布设、2】计算阵列信号的短时能量包络线、3】对传感器阵列信号的包络线进行偏移叠加、4】干扰信号以及误关联信号剔除、5】车辆信号检测和速度检测等步骤，本发明利用车辆目标在传感器阵列上包络线的相似性和速度、方向的关联性，既可单独采用声音或者震动信号来进行车辆检测，也可以联合采用声音和震动信号来检测。

主权项

1.一种基于线性声音、震动传感器阵列的车辆探测方法，其特征在于：包括以下步骤：1】传感器阵列布设：沿拟检测的道路布置N个传感器，N≥3，组成一个与道路延伸方向平行的N元线性传感器阵列，传感器的间距取5～20米，获取传感器阵列的相对坐标或者绝对坐标（x₀，x₁，……，x_n）；2】计算阵列信号的短时能量包络线：对于信号x(t)，定义其短时能量包络线的计算公式如下：e(t)=11Στ=tt+1x(τ)2---(1)]]>式中：l为帧长，t=t₀+δl，δl为帧移，t₀为信号起始时间；N元线性传感器阵列记录的信号为x₀(t)，x₁(t)，……，x_n(t)，分别按照公式(1)进行计算，得到对应的信号短时能量包络线e₀(t)，e₁(t)，……，e_n(t)；3】对传感器阵列信号的包络线进行偏移叠加：沿道路运动的车辆只能沿道路延伸方向，设定一个方向为正，则反向的速度为负，设定车辆运动的最高速度V，待检测车辆的速度v∈[-V,V]，首先选择N元线性传感器阵列的任意一个传感器的包络线信号作为基准信号，根据预先设定的一组速度值(v₁,v₂,…,v_m)，分别按照δt=r/v进行阵列信号短时能量包络线偏移叠加，得到一组偏移叠加值：e^k(t)=1NΣi=1Nei(t+ri/vk)---(2)]]>式中：N为阵列传感器的个数，r_i为参考传感器到第i个传感器的距离，v_k为假设的车辆速度；4】干扰信号以及误关联信号剔除：对每一个短时能量包络线的偏移叠加极大值除以各传感器信号e_i(t+r_i/v_k)的方差STD[e_i(t+r_i/v_k)]，得到一个新的特征量：e‾(t)=e^k(t)STD[ei(t+ri/vk)]---(3)]]>5】车辆信号检测和速度检测：对如步骤1所布设的传感器阵列，按照2、3、4步骤描述，逐帧进行偏移叠加，得到一组极大值和对应的速度v_k，根据实验验证，当时可以认为该检测结果为一个车辆目标，它的运动速度为公式(3)中对应的v_k。