[发明专利]基于地磁传感器阵列的车辆检测装置

摘要

一种基于地磁传感器阵列的车辆检测装置，包括地磁检测单元、地磁信号调理电路、数据采集单元、微处理器、存储单元和无线发射模块。车辆行驶过程中引起周围磁场扰动，造成的磁场变化由安装于道路表面或内部，尤其安装于车道线上的道路表面的车辆检测装置中按一定阵型排列的多个地磁传感器检测到，并将检测信号通过信号调理电路后输入微控制器，由微控制器根据插值法和双窗口车辆检测算法处理地磁数据获得车速、车长信息，并将信息输入存储单元存储，并通过无线发射模块发送。本发明采用的地磁检测原理检测车辆，不受雨、雪、雾等天气因素的影响，且具有所获交通参数信息丰富，避免对道路造成破坏，安装维护简单，运行稳定，体积小，成本低，功耗低，便于组网的优点。

主权项

一种基于地磁传感器阵列的车辆检测装置，包括地磁检测单元、地磁信号调理电路、数据采集单元、微处理器、存储单元、无线发射模块，地磁检测单元连接地磁信号调理电路，地磁信号调理电路的信号输入数据采集单元，数据采集单元、存储单元、无线发射模块同时连接于微处理器上；当车辆在行车道上行驶时，车体经过引起周围磁场扰动，产生的磁场变化由地磁检测单元检测到；地磁传感器采集到的地磁数据通过地磁信号调理电路后输入数据采集单元进行模数转换；经过模数转换的地磁信号输入微处理器，进行数据处理分析；微处理器通过处理地磁数据，得到车速、车长信息，并将信息输入存储单元进行存储；同时，微处理器将信息输入无线发射模块进行发送，其特征在于，微处理器处理分析地磁数据得到车速、车长信息的过程为：步骤一、设车辆检测装置内置的两个传感器的距离恒定为L_c、单位：米，检测到的波形偏移量为d_s，采样频率为f_s，插值倍数为k_in，插值后的波形偏移量为d_sk，则车辆通过距离L_c的时间为车速单位：公里/小时；步骤二、对地磁信号采用双窗口车辆检测算法分析，其算法如下：(1)初始化基准值yb和两窗口大小，包括车辆邻近判别窗口w₁和车辆离开判别窗口为w₂；(2)启动车辆邻近判别窗口w₁；(3)依次输入各采样点波形数据，若采样数据都在w₁之外，转向(4)，记录此时车辆邻近点为p₁，否则转向(2)；(4)启动车辆离开判别窗口w₂；(5)依次输入各采样点波形数据，若采样数据都在w₂之内，记录此时车辆离开点为p₂，并把采样点p₁和p₂之间的波形记为该车辆波形，然后转向(2)继续检测下一辆车，否则转向(4)；通过双窗口车辆检测算法，车辆到达传感器的时间为离开传感器的时间为则车长为$L=\frac{v\×\left(\frac{p_2}{f_s}-\frac{p_1}{f_s}\right)}{3.6}.$