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基于地磁的智能交通检测技术

作　者: 荣梅
导　师: 黄辉先；徐建闽
学　校: 湘潭大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 智能交通传感器地磁感应智能检测波形提取小波变换
分类号: U495
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着我国经济的飞速发展,城市交通道路问题变得越来越重要了。能否有效的解决当前存在的交通堵塞等问题,构建一个有序、优化的智能交通体系这个问题引起了越来越多公众的注意。这也直接制约着一个国家的经济的发展。构建一个智能的交通控制系统能够有效、准确、实时的检测到交通信息,从而根据这些信息进行交通流的预测、道路的优化的为交通出行者提供准确实时的路况信息变成了一项十分紧迫并且艰巨的任务。以往通常采用路面埋设线圈的方法来构成一个车辆信息检测装置,但是这种方法给路面带来了破坏,而且装置的使用的寿命不长,容易受到路面变形等因素的影响,在检测方式上通常都是采用单检测器的检测方案,这种方案具有实时性不强、误差较大等缺点。本文构建了一个基于双地磁传感器、具有交通信息的实时采集(车速、车流密度和车道时间占有率)及实时统计的智能交通系统。系统主要由三个功能模块组成,即信号采集模块、信号提取与智能分析模块、信号传输模块。该系统由数据访问层(DAL)、表现层(UI)、业务逻辑层(BLL)三层架构实现的。其次,提出了一种全新的智能车辆检测算法。这种算法自身具有动态加权阈值的调整机制,鲁棒性非常好,能够解决由于周围磁场环境变化所引起的基值失效等问题。即使在地磁检测阈值实效的情况下,也能够根据其数值的强度大小以及持续时间的长短等特征判断出阈值失效的原因。针对数据在采集与传送的过程中,由于电路本身的一些局限性以及周围磁场环境突变产生的影响。通常都是呈现出毛刺、畸变点等影响,论文提出了利用小波变换的方法对信号进行预处理,使得信号变得相对平滑,更有利于提高算法的准确性。针对交通检测实时性要求很高的特点,本文采用将波形分割成小段再分别进行小波变换的方法,大大提高了整个系统的实时性。最后,论文给出了的通讯协议,软件的整体架构以及软件的主界面及功能区域等。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-22
  1.1 交通控制系统的结构及其需求分析  9-20
    1.1.1 智能交通系统的功能模块  11-15
    1.1.2 交通检测在系统中的作用及其意义  15
    1.1.3 交通检测器的分类及其相关技术  15-20
  1.2 交通检测的发展趋势  20-21
  1.3 全文结构  21-22
第2章磁阻传感器原理及其应用  22-33
  2.1 传感器的工作原理  22-24
  2.2 异向磁阻（ARM）传感器检测原理  24-25
  2.3 AMR 传感器的优势与劣势及其相关应用  25-26
  2.4 车辆检测原理及其应用  26-32
    2.4.1 车辆检测的原理  26-28
    2.4.2 车辆的行驶方向  28-30
    2.4.3 车辆的存在检测  30-31
    2.4.4 车型的判别  31-32
  2.5 小结  32-33
第3章地磁感应检测系统设计方案  33-45
  3.1 地磁感应检测器的结构  33-35
  3.2 地磁检测算法功能  35
  3.3 地磁感应检测算法的流程  35-43
    3.3.1 车辆检测信息的预处理及特征提取  36-37
    3.3.2 动态基值  37-38
    3.3.3 检测波形算法  38-40
    3.3.4 基于地磁检测器的车辆参数的提取  40-42
    3.3.5 检测波形算法的验证  42-43
  3.4 小结  43-45
第4章数据预处理与小波变换  45-56
  4.1 小波分析的概述  45-49
    4.1.1 小波分析的历史与发展现状  46-47
    4.1.2 小波分析理论的形成过程  47-48
    4.1.3 小波分析的应用领域  48-49
  4.2 数据的预处理  49-54
    4.2.1 数据传输系统的格式与通信协议  49-50
    4.2.2 数据传输中常见的问题  50
    4.2.3 小波变换在数据处理中的应用  50-54
  4.3 本章总结  54-56
第5章车辆识别软件实现  56-64
  5.1 系统架构及其实现  56-60
  5.2 系统的通信协议  60-62
  5.3 车辆识别系统界面  62-64
第6章结论与展望  64-66
  6.1 总结  64-65
  6.2 不足与展望  65-66
参考文献  66-68
致谢  68-69
发表的论文和参加科研情况的说明  69

基于地磁的智能交通检测技术

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