CN107689155A - 车辆分类系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了车辆分类技术。一种车辆分类系统包括：声音生成模块，配置为生成由与路过车辆的车轮的摩擦引起的声音；和传感器节点，配置为收集该声音生成模块所生成的声音，分析所收集的声音以获取车轴信息，并基于获取的车轴信息来分类车辆的型号。

Description

车辆分类系统和方法

技术领域

本发明涉及车辆型号分类技术，并且更具体地，涉及能够借助于非接触传感器执行车辆型号分类的车辆分类系统和方法。

背景技术

如公知的，作为数据收集系统的下部构造的车辆检测系统实时收集所有交通管理部分上的诸如交通量、速度、占用、和车辆长度的数据，并根据交通管理策略向交通信息中心提供精确信息。

而且，车辆检测系统还执行车辆型号分类功能。为此，车辆检测系统需要路过检测点的车辆的车轴信息。

传统车辆检测系统被配置为借助于在检测点中埋藏的环路检测器和压电线(piezo wire)来获取车辆的车轴信息。

另外，存在使用无线传感器节点的车辆检测系统，并且车辆检测系统也使用压电线来获取车轴信息。

由于使用压电线的方法利用其中当向传感器施加某一压力或更多时生成输出的原理，所以压电线连续受到车辆负荷所引起的冲击(impact)。

因此，压电线由于车辆施加的连续冲击而频繁折断，并还由于道路维护期间的振动而损坏。

而且，当压电线被埋藏在沥青道路中时，沿着车辆正行驶的方向施加的力可折断这些压电线。

发明内容

因此，已提出本发明以解决上述问题，并且本发明旨在提供能够借助于非接触传感器执行车辆型号分类的车辆分类系统和方法。

根据本发明的一方面，存在一种车辆分类系统，包括：声音生成模块，配置为生成由与路过车辆的车轮的摩擦引起的声音；和传感器节点，配置为收集声音生成模块所生成的声音，分析所收集的声音以获取车轴信息，并基于获取的车轴信息来分类车辆的型号。

该声音生成模块可按照条(bar)或凹槽的形式实现，并且可被安排在针对车辆行进方向的传感器节点的后面。

该传感器节点可包括：传感器模块，包括配置为收集声音生成模块所生成的声音的第一传感器、和配置为检测车辆的第二传感器；和控制单元，配置为分析第一传感器所收集的声音以获取车轴信息，并基于获取的车轴信息来分类车辆的型号。

该控制单元可在从第二传感器接收到车辆检测信号之后激活第一传感器，并且分析从第一传感器传送的声音以获取车轴信息。

该控制单元可周期性获取来自当前道路环境的噪声，并从第一传感器所收集的声音中去除与获取的噪声对应的区域。

当从第一传感器获取噪声时，该控制单元可确定在从第二传感器接收到车辆检测信号之后从第一传感器传送的声音是用来获取车轴信息的声音，并且可确定第二传感器是否检测到车辆，并然后确定在不存在车辆的某一时间期间从第一传感器传送的声音是噪声。

根据本发明的另一方面，存在一种由控制单元执行的车辆分类方法，该车辆分类方法包括：从第二传感器获取车辆检测信号，获取从第一传感器传送的声音，与车辆检测信号关联地存储所获取的声音，确定是否在预定时间内从第二传感器获取车辆检测信号，和当确定没有获取车辆检测信号时，基于分析对于每一车辆检测信号存储的声音的结果，来分类每一车辆的型号。

当该车辆进入检测区域时，该第二传感器可将该车辆检测信号传送到控制单元。

在车辆在声音生成模块上路过的同时，可以由声音生成模块和车辆的车轮之间的摩擦生成声音。

当确定获取到车辆检测信号时，该控制单元可获取声音。

车辆型号的分类步骤可包括：分析用于每一车辆检测信号的声音的图案(pattern)，以获取车轴信息，比较获取的车轴信息与用于每一车辆型号的预先存储的车轴信息，和标识与获取的车轴信息对应的车辆型号，并将当前车辆分类为所标识的车辆型号。

该车辆分类方法可进一步包括：周期性获取并存储当前道路环境中的噪声；和从所获取的声音中去除与存储的噪声对应的区域。

所述周期性获取并存储噪声的步骤可包括：确定在从第二传感器接收到车辆检测信号之后从第一传感器传送的声音是用来分类车辆型号的声音，并且确定第二传感器是否检测到车辆，并然后确定在不存在车辆的某一时间期间从第一传感器传送的声音是噪声。

附图说明

通过参考附图详细描述本公开的示范实施例，本公开的以上和其它目的、特征和优点对于本领域技术人员将变得更明显，其中：

图1是示出了根据本发明示例实施例的其中应用车辆分类系统的示例的图；

图2是示出了根据本发明示例实施例的其中按照条(bar)的形式实现声音生成模块的示例的图；

图3是示出了根据本发明示例实施例的其中按照凹槽的形式实现声音生成模块的示例的图；

图4是示出了根据本发明示例实施例的传感器节点的示例配置的图；

图5是示出了根据本发明示例实施例的其中基于车辆型号表达控制单元所分析的声音图案的示例的图；和

图6是图示了根据本发明示例实施例的车辆分类系统的操作的流程图。

具体实施方式

为了描述示例实施例的目的，这里公开的特定结构和功能细节仅是代表性的。然而，本发明可按照许多替换形式实施，并且不被解释为仅限于这里阐明的示例实施例。

尽管本发明易受到各种修改和替换形式，但是其特定实施例将被详细描述，并作为示例示出。然而，应理解的是，不存在将本发明的示例实施例限于所公开的特定形式的意图。相反，示例实施例应覆盖落入本发明的范围之内的所有修改、等效、和替换。

应理解的是，尽管可在这里使用术语第一、第二等来描述各个元件，但是这些元件不受到这些术语的限制。这些术语仅用来区分一个元件与另一元件。例如，第一元件能被称为第二元件，并且类似地，第二元件能被称为第一元件，而不脱离本发明的范围。

应理解的是，当元件被称为“连接”或“耦接”到另一元件时，所述元件可直接连接或耦接到所述另一元件，或者可存在居间元件。另一方面，当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一元件时，不存在居间元件。用来描述元件之间的关系的其它词语应按照类似方式解释(例如，“之间”对“直接之间”、“相邻”对“直接相邻”等)。

这里使用的术语是为了仅描述特定实施例的目的，并且不意欲限制本发明。如这里使用的，单数形式意欲也包括复数形式，除非上下文按照别的方式清楚指明。应进一步理解的是，术语“包括”、“包括”、“包含”、“包含”和/或“具有”当在这里使用时指定所阐明的特征、整数、步骤、操作、元件、和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。

除非按照别的方式定义，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同含义。应进一步理解的是，诸如通常使用的字典中定义的那些的术语应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且不应按照理想化或过分正式的含义解释，除非这里明确进行了这样的定义。

还应注意的是，在一些替换实现中，特定块中标注的功能/动作可不按照流程图中标注的顺序出现。例如，连续示出的两个块可事实上基本并发运行，或者可有时取决于涉及的功能性或动作按照相反顺序运行。

图1是示出了根据本发明示例实施例的其中应用车辆分类系统的示例的图。

参考图1，根据本发明示例实施例的车辆分类系统被实现为基于通过分析传感器节点收集的信息所获取的车轴信息，来分类车辆型号。

根据本发明的实施例，车辆分类系统可包括传感器节点100和声音生成模块200。

在该情况下，传感器节点100和声音生成模块200可被适当安排，使得声音生成模块200所生成的声音由传感器节点100收集作为最好质量的声音。

传感器节点100被实现为收集声音生成模块200所生成的声音，分析所收集的声音以获取车轴信息，并基于获取的车轴信息来分类车辆型号。

当传感器节点100收集声音生成模块200所生成的声音时，除了声音生成模块200所生成的声音之外，传感器节点100还收集道路环境中生成的噪声。

因此，传感器节点100可按照以下状态配置，其中除了声音生成模块200所生成的声音之外的噪声尽可能多地不受影响。

而且，传感器节点100可被固定安装，例如埋藏在道路中，或者可按照便携式形式实现，使得可从道路移除传感器节点100。

下面将参考图4来描述传感器节点100的详细配置。

声音生成模块200被实现为生成传感器节点100分类车辆型号所使用的声音。

在该情况下，声音生成模块200可取决于情况而被固定或可移除地安排在道路上。

而且，声音生成模块200可针对车辆行进方向安排在传感器节点100后面。

声音生成模块200被安装在传感器节点100附近，并被配置为当车辆路过时生成声音。

图2是示出了根据本发明示例实施例的其中按照条的形式实现声音生成模块的示例的图，并且图3是示出了根据本发明示例实施例的其中按照凹槽的形式实现声音生成模块的示例的图。

例如，如图2中所示，声音生成模块200可按照条的形式安装并且可附加到道路。

作为另一示例，如图3中所示，声音生成模块200可以是通过挖掘形成的凹槽。

在图2和3中，声音生成模块200被示出为包括多个条和多个凹槽。然而，声音生成模块200可被形成为单一条或单一凹槽。

而且，声音生成模块200可具有这样的条或凹槽，其具有取决于道路条件设置的各种长度、厚度、和宽度。

下面将参考图4来详细描述根据本发明示例实施例的传感器节点。

图4是示出了根据本发明示例实施例的传感器节点的示例配置的图。

参考图4，本发明的传感器节点100被实现为收集声音生成模块200所生成的声音，分析所收集的声音以获取车轴信息，并基于获取的车轴信息来分类车辆型号。

为此，传感器节点100可包括配置为存储执行车辆型号分类功能所需要的算法以及执行该功能的结果的至少一个或多个存储器、配置为执行该功能的至少一个或多个处理器、配置为供电的电力模块、和配置为与外部通信的通信模块。

详细地，传感器节点100可包括传感器模块110、控制单元120、收发器模块130、和电力供应模块140。

传感器模块110被配置为收集关于行驶车辆的信息，并且可包括第一传感器111和第二传感器112。

第一传感器111可收集声音生成模块200所生成的声音，并且可将收集的声音传送到控制单元120。

特别是，第一传感器111收集当车辆在声音生成模块200上路过的同时、由声音生成模块200和车辆车轮之间的摩擦所引起的声音。

而且，第二传感器112被配置为检测车辆是否进入检测区域，并且可向控制单元120传送车辆检测信号。

例如，第一传感器111可被实现为麦克风等，并且第二传感器112可被实现为地磁传感器、诸如超宽带(UWB)冲击(impulse)雷达的雷达、环路等。

控制单元120基于源自传感器模块110的信息，来分类所检测的车辆的型号。

为此，控制单元120可包括配置为执行功能的至少一个或多个处理器、用于执行功能的算法、和配置为存储执行这些功能所需要的信息以及执行这些功能的结果的存储器。

详细来说，控制单元120分析源自第一传感器111的声音以获取车轴信息，并基于获取的车轴信息来分类对应车辆的型号。

特别是，控制单元120可从第一传感器111接收声音，并且可分析接收的声音的图案，以获取车轴信息。

然后，控制单元120可比较获取的车轴信息和基于车辆型号预先存储的车轴信息，以分类对应车辆的型号。

图5是示出了根据本发明示例实施例的其中基于车辆型号表达控制单元所分析的声音图案的示例的图。

如图5中所示，能够看出，控制单元所分析的声音图案取决于车辆型号而不同。

其间，当多个车辆在传感器节点100上连续路过时，可难以确定第一传感器111所收集的信号与多个车辆中的哪一车辆关联。

为此，控制单元120可被实现为基于源自第二传感器112的车辆检测信号来标识车辆。在该情况下，控制单元120可在从第二传感器112接收到车辆检测信号之后激活第一传感器111，并且可分析从第一传感器111传送的声音以获取车轴信息。

例如，控制单元120可确定在从第二传感器112接收到时间t处的车辆检测信号(第一车辆检测信号)之后从第一传感器111传送的声音是与第一车辆关联的声音，并且可确定在从第二传感器112接收到时间t+1处的车辆检测信号(第二车辆检测信号)之后从第一传感器111传送的声音是与第二车辆关联的声音。

而且，取决于道路环境，第一传感器111可收集当车辆路过时、除了声音生成模块200生成的声音之外的噪声。

因此，控制单元120可被实现为从自第一传感器111接收的声音去除噪声。

由于道路环境可随着时间改变，所以控制单元120可被实现为周期性获取并存储当前道路环境中的噪声，并且从自第一传感器111接收的声音去除与噪声对应的区域。

在该情况下，控制单元120可获取和存储除了第一传感器111之外的单独传感器所收集和传送的噪声，或者可获取和存储第一传感器所收集和传送的噪声。

当控制单元120被实现为从第一传感器111获取噪声时，控制单元120可确定在从第二传感器112接收到车辆检测信号之后从第一传感器111传送的声音是用来获取车轴信息的声音，并且可确定第二传感器112是否检测到车辆，并然后确定在不存在车辆的某一时间期间从第一传感器111传送的声音是噪声。

收发器模块130被配置为与外部(例如，路边安装的车辆信息收集AP等)通信，并且可包括第一收发器131(用于无线通信的收发器)和第二收发器132(用于有线通信的收发器)。

收发器模块130在本发明的技术领域中公开使用，并且将省略其详细描述。

电力供应模块140被配置为向传感器节点100的组件110到130供电，并且可向组件110到130供应与组件110到130的额定电压对应的电力。

例如，电力供应模块140可仅包括电力单元141。然而，电力供应模块140可进一步包括电力管理单元142，用于向组件110到130提供合适电压，因为组件110到130的额定电压彼此不同。

即，电力管理单元142可将源自电力单元141的电力变换为适于组件110到130的电压，并将这些电压供应到组件110到130。

迄今已描述了根据本发明示例实施例的车辆分类系统的组件和它们的功能。下面将描述根据本发明示例实施例的车辆分类系统的操作。

图6是图示了根据本发明示例实施例的车辆分类系统的操作的流程图。

图6中示出的操作可由已参考图1到5描述的车辆分类系统实现。控制单元120从第二传感器112获取车辆检测信号(S600)。

在该情况下，当第二传感器112检测到车辆进入检测区域时，第二传感器112将车辆检测信号传送到控制单元120。

在S600之后，控制单元120获取从第一传感器111传送的声音(S610)。而且，控制单元120与车辆检测信号关联地存储所获取的声音(S620)。

在该情况下，第一传感器111收集当车辆在声音生成模块200上路过的同时、由声音生成模块200和车辆车轮之间的摩擦所引起的声音，并将收集的声音传送到控制单元120。

在S620之后，控制单元120确定是否在预定时间之内从第二传感器112获取到车辆检测信号(S630)。

这里，当S620中的确定结果是获取到车辆检测信号时(S630中的是)，控制单元120执行S610。

另一方面，当S620中的确定结果是没有获取到车辆检测信号时(S630中的否)，控制单元120基于分析对于每一车辆检测信号存储的声音的结果，来分类每一车辆的型号(S640)。

更具体地针对S640，控制单元120分析用于每一车辆检测信号的声音的图案，以获取车轴信息(S641)。

在S641之后，控制单元120比较获取的车轴信息与用于每一车辆型号的预先存储的车轴信息(S642)，标识与获取的车轴信息对应的车辆型号(S643)，并将车辆分类为所标识的车辆型号。

根据本发明，可能通过防止主传感器受到正行驶的车辆的连续冲击，而确保系统的持久性与操作稳定性。

即使当由于道路磨损或车辆而损坏系统时，也可能以低成本使得系统正常化(normalize)，因为用于车轴检测的声音生成模块被配置为不使用电子装置的简单设备。

即使本发明的上述实施例的所有组件可组合为一个组件或组合操作，但是本发明不限于该实施例。换言之，所有组件可选择性组合为一个或多个组件，以在本发明的范围内操作。而且，每一组件可利用一个独立硬件装置实现，但是这些组件的一些或全部可被选择性组合和实现为具有用于执行一个或多个硬件装置中组合的一些或全部功能的程序模块的计算机程序。此外，这样的计算机程序可存储在计算机可读记录介质中，诸如通用串行总线(USB)存储器、致密盘(CD)、闪存等。本发明的实施例可通过读取和运行计算机程序来实现。计算机可读记录介质的示例可包括磁记录介质、光记录介质、载波介质等。

已参考示例实施例描述了根据本发明的车辆分类系统和方法。然而，本发明不限于这些示例实施例，并且本领域技术人员应清楚的是，能在这里进行各种替换、修改和变型，而不脱离本发明的精神和范围。

因此，本发明的实施例和附图应被看作说明而不是限制本发明，并且不限制本发明的技术范围。本发明的范围应由所附权利要求解释，并且它们的等效的范围内的所有技术思想应被解释为包括在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种车辆分类系统，包括：

声音生成模块，配置为生成由与路过车辆的车轮的摩擦引起的声音；和

传感器节点，配置为收集该声音生成模块所生成的声音，分析所收集的声音以获取车轴信息，并基于获取的车轴信息来分类车辆的型号。

2.根据权利要求1的车辆分类系统，其中该声音生成模块按照条或凹槽的形式实现。

3.根据权利要求1的车辆分类系统，其中该声音生成模块被安排在针对车辆行进方向的传感器节点的后面。

4.根据权利要求1的车辆分类系统，其中该传感器节点包括：

传感器模块，包括配置为收集声音生成模块所生成的声音的第一传感器、和配置为检测车辆的第二传感器；和

控制单元，配置为分析第一传感器所收集的声音以获取车轴信息，并基于获取的车轴信息来分类车辆的型号。

5.根据权利要求4的车辆分类系统，其中该控制单元在从第二传感器接收到车辆检测信号之后激活第一传感器，并且分析从第一传感器传送的声音以获取车轴信息。

6.根据权利要求4的车辆分类系统，其中该控制单元周期性获取来自当前道路环境的噪声，并从第一传感器所收集的声音中去除与获取的噪声对应的区域。

7.根据权利要求6的车辆分类系统，其中当从第一传感器获取噪声时，该控制单元确定在从第二传感器接收到车辆检测信号之后从第一传感器传送的声音是用来获取车轴信息的声音，并且确定第二传感器是否检测到车辆，并然后确定在不存在车辆的某一时间期间从第一传感器传送的声音是噪声。

8.一种由控制单元执行的车辆分类方法，该车辆分类方法包括：

从第二传感器获取车辆检测信号；

获取从第一传感器传送的声音；

与该车辆检测信号关联地存储所获取的声音；

确定是否在预定时间内从第二传感器获取车辆检测信号；和

当该确定结果是没有获取车辆检测信号时，基于分析对于每一车辆检测信号存储的声音的结果，来分类每一车辆的型号。

9.根据权利要求8的车辆分类方法，其中当该车辆进入检测区域时，该第二传感器将该车辆检测信号传送到控制单元。

10.根据权利要求8的车辆分类方法，其中当车辆在声音生成模块上路过的同时，由声音生成模块和车辆的车轮之间的摩擦生成声音。

11.根据权利要求8的车辆分类方法，其中当该确定结果是获取到车辆检测信号时，该控制单元执行声音的获取。

12.根据权利要求8的车辆分类方法，其中车辆型号的分类步骤包括：

分析用于每一车辆检测信号的声音的图案，以获取车轴信息；

比较获取的车轴信息与用于每一车辆型号的预先存储的车轴信息；和

标识与获取的车轴信息对应的车辆型号，并将当前车辆分类为标识的车辆型号。

13.根据权利要求8的车辆分类方法，进一步包括：

周期性获取并存储当前道路环境中的噪声；和

从所获取的声音中去除与存储的噪声对应的区域。

14.根据权利要求13的车辆分类方法，其中所述周期性获取并存储噪声的步骤包括：确定在从第二传感器接收到车辆检测信号之后从第一传感器传送的声音是用来分类车辆型号的声音，并且确定第二传感器是否检测到车辆，并然后确定在不存在车辆的某一时间期间从第一传感器传送的声音是噪声。