CN107016855A - 一种基于地磁的车辆检测方法 - Google Patents

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孙浩凯
钟欣
项俊平
高超
朱梁
叶伟强
施帧蓉
佟世继
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Lianyungang Jierui Electronics Co Ltd
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Lianyungang Jierui Electronics Co Ltd
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    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/042—Detecting movement of traffic to be counted or controlled using inductive or magnetic detectors

Abstract

本发明公开了一种基于地磁的车辆检测方法，该方法通过计算地磁场强水平轴当前值与水平轴基准值之差的绝对值、以及垂直轴当前值与垂直轴基准值之差的绝对值，将水平轴与垂直轴的绝对值数据进行累加；当水平轴与垂直轴的绝对值数据的累加值小于门限值时，认定车辆离开检测区域，从而实现车辆检测。当车辆经过检测器区域时，x轴数据会先于z轴数据出现变化，且两轴在部分时段的变化趋势相近。因此，数据QUOTE 的变化趋势会比QUOTE 和QUOTE 更加平滑，使用QUOTE 判断车辆是否离开检测区域，相比使用QUOTE 和QUOTE 更加准确，有效避免了车辆未离开但误判断车辆离开的情况。该车辆检测方法只涉及到加减法和移位运算，计算简便。具有检测准确度高，计算简便的特点。

Description

一种基于地磁的车辆检测方法
技术领域
本发明属于智能交通技术领域，涉及一种根据地磁场变化判断车辆进入或离开检测区域的检测方法。
背景技术
近年来，城市交通拥堵越发严重，交通信息采集对于道路交通组织优化有着重要作用。基于地磁场变化判断车辆状态的地磁车辆检测器在道路交通采集方面的应用不断扩展，所以与地磁车辆检测器配合的车辆检测方法设计显得尤为重要。现有技术中的地磁车辆检测方法准确度不高，检测方法设计不合理，不能适应不断扩展的地磁车辆检测器应用需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种基于地磁的车辆检测方法，该方法可准确检测车辆进入或离开检测器区域，有效避免车辆未离开但误判断车辆为离开状态的情况。
本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来进一步实现的。本发明是一种基于地磁的车辆检测方法，其特点是：该方法通过计算地磁场强水平轴当前值与水平轴基准值之差的绝对值、以及垂直轴当前值与垂直轴基准值之差的绝对值，将水平轴与垂直轴的绝对值数据进行累加；当水平轴与垂直轴的绝对值数据的累加值小于门限值时，认定车辆离开检测区域，从而实现车辆检测。
本发明所述的基于地磁的车辆检测方法，其进一步优选的技术方案是：所述水平轴为平行于车辆行驶方向的x轴；垂直轴为垂直于地面的z轴；或者所述的x轴为平行于地面，且互相垂直的两个轴的矢量和；所述的基准值为检测器周围一定区域内没有车辆存在时的地磁场强值；所述的水平轴当前值、垂直轴当前值是从外部传感器直接获取的数据，或者是对获取的数据进行滤波处理后得到的数据。
本发明所述的基于地磁的车辆检测方法，其进一步优选的技术方案是：所述的门限值为大于或等于0的自然数。
本发明所述的基于地磁的车辆检测方法，其进一步优选的技术方案是：该方法连续k次采样地磁场分别在水平轴和垂直轴的场强值，并对场强值进行滑动平均滤波；计算滤波后的场强值与基准场强值的差值的绝对值；计算公式为：
QUOTE (1)
QUOTE (2)
QUOTE (3)
其中，k为正整数且k≥1；
QUOTE 为x轴场强当前采样值；
QUOTE 为z轴场强当前采样值；
QUOTE 为x轴场强基准值；
QUOTE 为z轴场强基准值；
QUOTE 为水平轴的场强值与基准场强值的差值的绝对值；
QUOTE 垂直轴的场强值与基准场强值的差值的绝对值。
本发明所述的基于地磁的车辆检测方法，其进一步优选的技术方案是：其步骤如下：
(1)初始化获得x轴和z轴的磁场场强基准值 QUOTE 和 QUOTE ；
(2)连续k次采样地磁场在x轴的场强值 QUOTE ，进行滑动平均滤波
计算滤波后的场强值与水平轴基准场强值的差值的绝对值；
(3)连续k次采样地磁场在z轴的场强值 QUOTE ，进行滑动平均滤波
计算滤波后的场强值与垂直轴基准场强值的差值的绝对值；
(4)对步骤(2)和步骤(3)的结果进行累加：
(5)若有1个或者连续m1个数值满足 QUOTE ，同时有1个或者连续m1个数值满足 QUOTE ，认为车辆进入检测区域；
若有1个或连续m2个数值满足 QUOTE ≤QUOTE ，认为车辆离开检测区域；其中：
QUOTE 为水平轴门限值；
QUOTE 为垂直轴门限值；
QUOTE 为车辆离开门限值；
m1、m2为大于1的正整数。
本发明方法使用时，当车辆经过检测器区域时，x轴数据会先于z轴数据出现变化，且两轴在部分时段的变化趋势相近。因此，数据 QUOTE 的变化趋势会比QUOTE 和 QUOTE 更加平滑，使用 QUOTE 判断车辆是否离开检测区域，相比使用 QUOTE 和 QUOTE 更加准确，有效避免了车辆未离开但误判断车辆离开的情况。本发明中，滑动平均滤波长度k可取2的n次方，滤波算法的除法运算可使用移位进行替换。这样，该车辆检测方法只涉及到加减法和移位运算，计算简便。因此，本发明方法还具有检测准确度高，计算简便的特点。
附图说明
图1和图2为实施例3中实际采样数据的Matlab仿真图。
具体实施方式
以下参照附图，进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
实施例1，一种基于地磁的车辆检测方法，该方法通过计算地磁场强水平轴当前值与水平轴基准值之差的绝对值、以及垂直轴当前值与垂直轴基准值之差的绝对值，将水平轴与垂直轴的绝对值数据进行累加；当水平轴与垂直轴的绝对值数据的累加值小于门限值时，认定车辆离开检测区域，从而实现车辆检测。
所述水平轴为平行于车辆行驶方向的x轴；垂直轴为垂直于地面的z轴；或者所述的x轴为平行于地面，且互相垂直的两个轴的矢量和；所述的基准值为检测器周围一定区域内没有车辆存在时的地磁场强值；所述的水平轴当前值、垂直轴当前值是从外部传感器直接获取的数据，或者是对获取的数据进行滤波处理后得到的数据。
所述的门限值为大于或等于0的自然数。
该方法连续k次采样地磁场分别在水平轴和垂直轴的场强值，并对场强值进行滑动平均滤波；计算滤波后的场强值与基准场强值的差值的绝对值；计算公式为：
QUOTE (1)
QUOTE (2)
QUOTE (3)
其中，k为正整数且k≥1；
QUOTE 为x轴场强当前采样值；
QUOTE 为z轴场强当前采样值；
QUOTE 为x轴场强基准值；
QUOTE 为z轴场强基准值；
QUOTE 为水平轴的场强值与基准场强值的差值的绝对值；
QUOTE 垂直轴的场强值与基准场强值的差值的绝对值。
实施例2，实施例1所述的一种基于地磁的车辆检测方法，其具体步骤如下：
(1)初始化获得x轴和z轴的磁场场强基准值 QUOTE 和 QUOTE ；
(2)连续k次采样地磁场在x轴的场强值 QUOTE ，进行滑动平均滤波
计算滤波后的场强值与水平轴基准场强值的差值的绝对值；
(3)连续k次采样地磁场在z轴的场强值 QUOTE ，进行滑动平均滤波
计算滤波后的场强值与垂直轴基准场强值的差值的绝对值；
(4)对步骤(2)和步骤(3)的结果进行累加：
(5)若有1个或者连续m1个数值满足 QUOTE ，同时有1个或者连续m1个数值满足 QUOTE ，认为车辆进入检测区域；
若有1个或连续m2个数值满足 QUOTE ≤QUOTE ，认为车辆离开检测区域；其中：
QUOTE 为水平轴门限值；
QUOTE 为垂直轴门限值；
QUOTE 为车辆离开门限值；
m1、m2为大于1的正整数。
实施例3，实施例2所述的一种基于地磁的车辆检测算法应用实例：
以下数据为实际采样的x轴数据和z轴数据：
其中，x轴数据基线值为3929；z轴数据基线值为4285
X轴门限值 QUOTE ；z轴门限值 QUOTE 。
车辆离开门限值 QUOTE 。
滑动平均滤波长度k=8。
图1和图2为实际采样数据的Matlab仿真图。其中红色线为x轴数据和x轴基准值的差值，蓝色线为z轴数据和z轴基准值的差值。绿色线为计算结果，对应右侧电位轴数值’0’表示车辆没有进入或离开检测区域，对应右侧电位轴数值’1’表示车辆进入检测区域。
根据图示，该车辆检测方法能够准确检测车辆进入或离开检测区域的状态。计算结果准确，可靠。

Claims (5)

1.一种基于地磁的车辆检测方法，其特征在于：该方法通过计算地磁场强水平轴当前值与水平轴基准值之差的绝对值、以及垂直轴当前值与垂直轴基准值之差的绝对值，将水平轴与垂直轴的绝对值数据进行累加；当水平轴与垂直轴的绝对值数据的累加值小于门限值时，认定车辆离开检测区域，从而实现车辆检测。
2.根据权利要求1所述的基于地磁的车辆检测方法，其特征在于：所述水平轴为平行于车辆行驶方向的x轴；垂直轴为垂直于地面的z轴；或者所述的x轴为平行于地面，且互相垂直的两个轴的矢量和；所述的基准值为检测器周围一定区域内没有车辆存在时的地磁场强值；所述的水平轴当前值、垂直轴当前值是从外部传感器直接获取的数据，或者是对获取的数据进行滤波处理后得到的数据。
3.根据权利要求1所述的基于地磁的车辆检测方法，其特征在于：所述的门限值为大于或等于0的自然数。
4.根据权利要求1或2或3所述的基于地磁的车辆检测方法，其特征在于：该方法连续k次采样地磁场分别在水平轴和垂直轴的场强值，并对场强值进行滑动平均滤波；计算滤波后的场强值与基准场强值的差值的绝对值；计算公式为：
QUOTE (1)
QUOTE (2)
QUOTE (3)
其中，k为正整数且k≥1；
QUOTE 为x轴场强当前采样值；
QUOTE 为z轴场强当前采样值；
QUOTE 为x轴场强基准值；
QUOTE 为z轴场强基准值；
QUOTE 为水平轴的场强值与基准场强值的差值的绝对值；
QUOTE 垂直轴的场强值与基准场强值的差值的绝对值。
5.根据权利要求4所述的一种基于地磁的车辆检测方法，其特征在于，其步骤如下：
初始化获得x轴和z轴的磁场场强基准值 QUOTE 和 QUOTE ；
连续k次采样地磁场在x轴的场强值 QUOTE ，进行滑动平均滤波
计算滤波后的场强值与水平轴基准场强值的差值的绝对值；
连续k次采样地磁场在z轴的场强值 QUOTE ，进行滑动平均滤波
计算滤波后的场强值与垂直轴基准场强值的差值的绝对值；
对步骤(2)和步骤(3)的结果进行累加：
(5) 若有1个或者连续m1个数值满足 QUOTE ，同时有1个或者连续m1个数值满足 QUOTE ，认为车辆进入检测区域；
若有1个或连续m2个数值满足 QUOTE ≤QUOTE ，认为车辆离开检测区域；其中：
QUOTE 为水平轴门限值；
QUOTE 为垂直轴门限值；
QUOTE 为车辆离开门限值；
m1、m2为大于1的正整数。
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