專利名稱：一種基于多mems傳感器的車輛檢測識別系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛檢測領(lǐng)域，特別是提供了一種基于多MEMS傳感器的體積小、成本低、 功耗低的全天候車輛檢測和識別系統(tǒng)，同時根據(jù)道路交通狀況中的車輛自動檢測和采集數(shù) 據(jù)，對車輛目標進行識別，并具有流量檢測和車速檢測的功能。
技術(shù)背景現(xiàn)代社會發(fā)展日新月異，高效的交通管理系統(tǒng)成為城市發(fā)展的首要任務(wù)之一。車輛檢 測和車型識別系統(tǒng)即交通信息采集系統(tǒng)是高速公路和城市道路監(jiān)控系統(tǒng)中不可缺少的基 本組成部分，交通信息采集系統(tǒng)技術(shù)水平的高低直接影響到高速公路和城市道路監(jiān)控系統(tǒng) 的整體運行和管理水平。同時，隨著國際競爭的日趨激烈，無人偵查成為戰(zhàn)場偵察的重要 手段，成為各國軍事裝備研制計劃的優(yōu)先發(fā)展項目之一。因此，地面車輛檢測和識別系統(tǒng) 的研究無論在軍事方面還是民用方面都具有重要意義。目前的檢測和識別方法主要有磁感 線圈、紅外、雷達、視頻等技術(shù)，它們大多存在成本高、體積大、重量大、識別率低、應(yīng) 用范圍局限性大等缺點。例如，磁感線圈識別技術(shù)，通過磁感應(yīng)線圈感應(yīng)車輛經(jīng)過時對地 磁場的擾動，由于需要把傳感器埋到地下，所以安裝和維修費用高；紅外線識別技術(shù)，通 過檢測發(fā)動機的熱輻射或者通過反射紅外線進行檢測，它的缺點是受外界干擾較大；雷達 識別技術(shù)，通過反射的微波信號識別車輛的類型，它的缺點是車輛速度很慢或者靜止時， 識別系統(tǒng)就會失效；視頻檢測和識別技術(shù)，利用圖像處理技術(shù)的識別系統(tǒng)，它的成本高， 并且由于受到光線、天氣和氣候等條件影響，應(yīng)用條件受到限制，無法實現(xiàn)全天候車輛檢MEMS(Micro Electromechanical System,即微電子機械系統(tǒng))是指集微型傳感器、執(zhí)行 器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機電系統(tǒng)。MEMS傳感 器相對于傳統(tǒng)的傳感器具有體積小、重量輕、耗能低、大批量生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，因此受 到廣泛關(guān)注，成為檢測領(lǐng)域的主要發(fā)展方向之一，目前已經(jīng)在測量力、角速度、流量、聲、 光、熱、磁、氣、離子以及生物、化學(xué)等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。在民用方面，MEMS技術(shù)的應(yīng) 用領(lǐng)域已涵蓋了信息、通訊、消費電子、汽車、醫(yī)療等行業(yè)，特別是近年來因為游戲機、 手機、MP3等消費性電子產(chǎn)品的發(fā)展，使MEMS技術(shù)已成為領(lǐng)導(dǎo)電子消費市場的主要技 術(shù)之一。在軍事方面，為了適應(yīng)軍用武器裝備的小型化發(fā)展的需要，西方國家都在研究采 用MEMS技術(shù)制造傳感器和微系統(tǒng)。美國正在推動MEMS在以下三個領(lǐng)域中的應(yīng)用武 器、制導(dǎo)和平衡中采用MEMS慣性測量；分布式敏感、控制維護、智能化和化學(xué)識別；海量存儲、顯示的信息技術(shù)。另外，在信息對抗環(huán)境下，依靠單項裝備得到很高的目標識別 能力是很難達到的。 一方面，由于目標信號特征的不可重復(fù)性，環(huán)境雜波，數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù) 的局限性等原因，影響了特征集的有效性和可靠性，使得目標識別系統(tǒng)的性能不理想。另 一方面，不同的傳感器有不同的特征，只能獲得目標某一方面的信息。因此必須從整體的 觀點出發(fā)，采取綜合的技術(shù)途徑，建立多傳感器綜合目標識別機制。多傳感器綜合目標識 別是將由系統(tǒng)中多個傳感器提供的關(guān)于目標身份的信息進行綜合，產(chǎn)生比系統(tǒng)中任一單源 更有效、更精確的身份估計和判決。利用多種類傳感器進行目標綜合識別具有以下主要優(yōu) 點可以拓寬監(jiān)視探測的時空覆蓋范圍；可以發(fā)揮各傳感器的優(yōu)點，取長補短以提高目標 識別率；多傳感器抗干擾的性能大大優(yōu)于單個傳感器；改進了系統(tǒng)工作的可靠性、容錯性。 綜合以上，對于車輛檢測系統(tǒng)來說，要求所設(shè)計的車輛檢測系統(tǒng)應(yīng)該體積小，成本低， 可測較多的參數(shù)，監(jiān)測靈敏度應(yīng)該較高，使用的適應(yīng)性應(yīng)該較大，安裝和維修應(yīng)該不太復(fù) 雜，同時應(yīng)該不受晝夜、下雪、大霧等天氣因素的影響可以確保在任何環(huán)境下對車輛進行 穩(wěn)定可靠的監(jiān)控。公開號為CN2836131的專利申請"車輛檢測器"，公開了一種采用磁阻傳感器的車輛檢 測器芯片， 一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，可直接輸出車輛到位及通過信號，無需另設(shè)控制器。該專利 只利用了一種傳感器進行車輛檢測，沒有涉及車型的分類與識別，也沒有涉及流量和車速 檢測。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種車輛檢測識別的系統(tǒng)，其具有體積小，成本低，功耗低， 靈敏度高，安裝簡單，在白天、夜晚、雪天、大霧天氣等環(huán)境下都可以正常工作，同時根 據(jù)道路交通狀況中的車輛自動檢測和采集數(shù)據(jù)，對車輛目標進行識別，并具有流量檢測和 車速檢測的功能。本發(fā)明提供的檢測識別系統(tǒng)采用磁傳感器、振動傳感器以及聲傳感器探測車輛運行時 對周圍環(huán)境造成的影響，這三種傳感器均為MEMS傳感器。其中磁傳感器探測車輛對地球 磁場的影響，振動傳感器探測車輛對地表振動的影響，聲傳感器探測車輛運行時發(fā)出的噪 音。其構(gòu)成的系統(tǒng)包括以下部分供電單元、多MEMS傳感器探測裝置、信號采集單元、 信號處理單元以及顯示單元。其中，供電裝置分別與多MEMS傳感器探測裝置相連接，多 MEMS傳感器探測裝置分別與信號采集裝置相連接，信號采集裝置與信號處理裝置相連 接，信號處理裝置與顯示裝相連接；供電單元為多MEMS傳感器探測裝置提供直流電壓， 使其電路工作；多MEMS傳感器探測裝置探測的信號經(jīng)電纜連接到信號采集單元，信號 采集單元將三個傳感器探測裝置輸出的模擬信號分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將信號輸入到信號處理單元進行處理，最終將識別結(jié)果在顯示單元顯示。多MEMS傳感器探測裝置包括MEMS磁傳感器探測裝置、MEMS振動傳感器探測裝置、MEMS聲傳感器探測裝置；MEMS磁傳感器探測裝置，用于探測運動車輛對地球磁場 的影響；MEMS振動傳感器探測裝置，用于探測運動車輛對地球表面的振動；MEMS聲傳 感器探測裝置，用于探測運動車輛的噪聲；各傳感器探測裝置包括傳感器電路部分、信號放大單元以及濾波單元，信號放大單元連接于傳感器電路部分，濾波單元連接于信號放大 單元，輸出的信號為模擬電壓信號。上述的MEMS磁傳感器探測裝置傳感器電路用以檢測車輛運行時對周圍地球磁場的 影響，其輸出的信號一般為模擬電壓信號；由于傳感器輸出的信號一般比較小，約為毫伏級，因此傳感器電路輸出的信號輸入到放大單元進行放大到適合信號采集單元采集的電 壓，同時由于周圍其他環(huán)境的影響，因此經(jīng)過放大單元放大的信號輸入到濾波單元進行濾 波，濾除高頻雜波及其干擾。上述的MEMS振動傳感器探測裝置傳感器電路用以檢測車輛運行時對地表振動的影 響，其輸出的信號為模擬電壓信號。上述的MEMS聲傳感器探測裝置傳感器電路用以檢測車輛運行時產(chǎn)生的噪音，其輸 出的信號為模擬電壓信號；由于傳感器輸出的信號一般比較小，為毫伏級，因此傳感器電 路輸出的信號輸入到放大單元進行放大到適合信號采集單元采集的電壓，同時由于人耳可 聽的聲信號特點，采用低通濾波器濾除高頻噪音，因此經(jīng)過放大單元放大的信號輸入到濾 波單元進行濾波，濾除高頻雜波及其干擾。上述的供電單元主要用來提供三個傳感器探測裝置工作所需的電壓，其可直接采用電 池供電，或者通過電壓轉(zhuǎn)換模塊，將交流電轉(zhuǎn)換為探測裝置所需的工作電壓。上述的信號采集單元用于將這些探測裝置探測的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號輸入到信 號處理單元中進行處理，信號處理單元可以是計算機、DSP、 ARM、嵌入式系統(tǒng)。信號 處理單元將最終的識別結(jié)果顯示在顯示單元上，顯示單元可以是顯示器或數(shù)碼管。上述的信號處理單元對采集單元輸出的信號進行預(yù)處理、特征提取、特征識別、數(shù)據(jù) 融合等步驟，最后在顯示單元給出識別結(jié)果。預(yù)處理是指將采集到的原始車輛信號進行濾 波、去均值和歸一化；特征提取是指將預(yù)處理后的信號進行時域、頻域和時-頻域的特征提 取，時域特征包括均值、方差、短時平均幅值、短時能量、自相關(guān)函數(shù)以及過零率；頻域 特征包括傅立葉變換后的第一主頻、第二主頻、頻譜重心、頻譜面積以及譜線密度；時-頻域特征包括奇異矩陣和時-頻圖的紋理特征。識別融合算法是指將不同檢測器對目標進行 檢測進行同類傳感器間的融合識別，得到判決結(jié)果和提供此類判決的置信度，共同組成判 決數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，信息融合中心采用D-S推理算法對不同類型傳感器得到的判決數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作進 一步融合，并將上一個時刻融合中心的決策結(jié)果反饋給融合中心與下一個時刻的局部檢測結(jié)果進行時間和空間融合，實現(xiàn)不同傳感器檢測融合。本發(fā)明所述的三種信號檢測裝置安裝在道路旁邊，磁傳感器檢測車輛行駛對地球磁場 造成的擾動信號，聲傳感器檢測車輛行駛發(fā)動機的噪聲信號，振動傳感器檢測車輛行駛時 地面的振動信號。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的車輛檢測車型識別系統(tǒng)框圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實例的MEMS磁傳感器探測裝置的脈沖發(fā)生電路。圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實例的二維MEMS磁阻傳感器HMCI022電路圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實例的MEMS磁傳感器放大濾波電路。圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實例的MEMS振動傳感器探測裝置的調(diào)理電路圖。圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實例的MEMS聲傳感器探測裝置的調(diào)理電路的放大部分。圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實例的MEMS聲傳感器探測裝置的調(diào)理電路的濾波部分。圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例中的識別原理框圖。圖9為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例中的決策級數(shù)據(jù)融合原理圖。圖10為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例中的單傳感器識別算法流程圖。圖11為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例中的顯示單元示意圖。圖12為根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的安裝示意圖。其中圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7中的阿拉伯數(shù)字均表示圖中芯片的管腳號e 在相關(guān)的集成電路教科書中，將芯片的管腳按一定的順序不同芯片的管腳號均從l開始， 因此會在同一張圖中出現(xiàn)相同的阿拉伯數(shù)字，正因為管腳號的存在，可以更方便相關(guān)的技 術(shù)人員的看圖和使用。對于具體的芯片在購買時都附有使用說明書，其中的管腳號與附圖 中的號是一致。
具體實施方式
本發(fā)明的一個具體實施方式
采用多MEMS傳感器對車輛目標進行檢測識別，同時還具 有車速和流量檢測的功能。其中，磁傳感器檢測車輛運行時對地磁場的擾動，聲傳感器檢 測車輛經(jīng)過時發(fā)動機的噪聲信號，振動傳感器檢測車輛運動時地面的振動信號，通過對這 三種信號的處理，分析出不同車輛的特征規(guī)律，從而做出最終識別，并且在顯示單元顯示 結(jié)果。本發(fā)明中涉及的三種傳感器可以根據(jù)具體應(yīng)用場合進行選擇，可選單個傳感器進行 識別，也可以選用多個傳感器進行車輛識別。車速檢測必須要用到兩個或兩個以上磁傳感 器。圖l描述了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的車輛檢測和車型識別系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)主要包括以下部分供電單元、MEMS磁傳感器探測裝置、MEMS振動傳感器探測裝置、MEMS 聲傳感器探測裝置、采信號集單元、信號處理單元以及顯示單元。由于系統(tǒng)所使用的傳感 器均為MEMS傳感器，其特點是功耗低，因此供電單元可直接采用電池供電。MEMS磁 傳感器探測裝置包括傳感器電路部分、信號放大單元以及濾波單元。信號放大單元連接于 傳感器電路部分，濾波單元連接于信號放大單元。傳感器電路用以檢測車輛運行時對周圍 地球磁場的影響，其輸出的信號一般為模擬電壓信號；由于傳感器輸出的信號一般比較小， 約為毫伏級，因此傳感器電路輸出的信號輸入到放大單元進行放大到適合信號采集單元采 集的電壓，同時由于周圍其他環(huán)境的影響，因此經(jīng)過放大單元放大的信號輸入到濾波單元 進行濾波，濾除高頻雜波及其干擾。MEMS振動傳感器探測裝置包括傳感器電路部分、信 號放大單元以及濾波單元。信號放大單元連接于傳感器電路部分，濾波單元連接于信號放 大單元。傳感器電路用以檢測車輛運行時對地表振動的影響，其輸出的信號為模擬電壓信 號。MEMS聲傳感器探測裝置，包括傳感器電路部分、信號放大單元以及濾波單元。信號 放大單元連接于傳感器電路部分，濾波單元連接于信號放大單元。傳感器電路用以檢測車 輛運行時產(chǎn)生的噪音，其輸出的信號為模擬電壓信號。由于傳感器輸出的信號一般比較小， 約為毫伏級，因此傳感器電路輸出的信號輸入到放大單元進行放大到適合信號采集單元采 集的電壓，同時由于人耳可聽的聲信號特點，采用低通濾波器濾除高頻噪音，因此經(jīng)過放 大單元放大的信號輸入到濾波單元進行濾波，濾除高頻雜波及其干擾。采集單元用于將這 些探測裝置探測的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號輸入到計算機中進行處理，最終的識別結(jié)果顯 示在顯示器上。圖2、圖3和圖4共同描述了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實例的MEMS磁傳感器探測裝置 的調(diào)理電路圖。其中，圖2為磁傳感器探測裝置的脈沖發(fā)生電路。脈沖發(fā)生器NE555產(chǎn)生 系列的脈沖信號產(chǎn)生的脈沖序列輸入到Q1， Ql為一個IRF7105,是集成一個N溝道和一 個P溝道MOS管的集成芯片，通過外接的電容和脈沖的控制產(chǎn)生2A s寬度的置/復(fù)位脈沖， 將此置/復(fù)位脈沖輸入到磁阻傳感器，以提高磁阻傳感器的靈敏度。圖3為二維MEMS磁 阻傳感器HMC1022電路圖，圖4為MEMS磁傳感器放大濾波電路。采用二維磁阻傳感器 HMC1022作為敏感元件，它輸出的mV級差動電壓信號經(jīng)過放大器INA2126轉(zhuǎn)化為V級 的單端電壓信號，外接增益電阻R用來調(diào)節(jié)增益大小。圖5描述了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實例的MEMS振動傳感器探測裝置的調(diào)理電路圖。 其中傳感器為雙軸加速度測量傳感器ADXL202，由振蕩器，X、 Y方向傳感器，相位檢波 電路以及占空比調(diào)制器組成，具有數(shù)字輸出接口和模擬電壓信號輸出接口。 X、 Y方向傳 感器是兩個相互正交的加速度傳感器，這兩個傳感器同時工作，可以測量動態(tài)變化或恒定 正、負兩個方向的加速度。由于實例中傳感器輸出的信號已經(jīng)是V級，所以可以不加放大 電路，直接進行采集。圖6和圖7共同描述了根據(jù)本發(fā)明的一個具體實例的MEMS聲傳感器探測裝置的調(diào)理 電路圖。其中，圖6為調(diào)理電路的放大部分，采用兩個型號為OP07的運算放大器對信號 進行正向兩級放大，以減少震蕩失真的產(chǎn)生，設(shè)計的放大倍數(shù)約為100倍左右。圖7為調(diào) 理電路的濾波部分，聲音的頻率范圍為20Hz到20kHz，因此低通濾波器濾去高于20kHz 的噪聲信號。實例中采用的濾波器采用為二階有源巴特沃斯有源濾波器，它由兩節(jié)RC濾 波器和同向放大電路組成。由二階低通濾波器電路的幅頻響應(yīng)特性可知當?shù)刃焚|(zhì)因數(shù) ()=0.707時，幅頻響應(yīng)與理想曲線接近，此時濾波效果最好。圖8描述了本發(fā)明的一個具體實施例中的識別原理框圖。根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施 例，包括建立信號采集和識別未知車型兩大步驟。建立車型數(shù)據(jù)庫的步驟包括信號檢測、 特征提取、數(shù)據(jù)庫建立等。識別未知車型步驟包括信號檢測、特征提取、特征識別、車速 檢測、流量檢測等。識別車型就是將檢測裝置測到的信息參數(shù)對照車型數(shù)據(jù)庫的特征參數(shù)， 進而得出識別結(jié)果，同時根據(jù)檢測的信號得到車流量的檢測結(jié)果。車速檢測通過兩個磁傳 感器得到的車輛信號時間間隔以及兩個傳感器之間的距離得到。圖9識別融合算法是指不同檢測器對目標進行檢測并進行同類傳感器之間的融合識 別，得到判決結(jié)果和提供此類判決的置信度，共同組成判決數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，信息融合中心采用 D-S推理算法對不同類型傳感器得到的判決數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作進一步融合，并將上一個時刻融合 中心的決策結(jié)果反饋給融合中心與下一個時刻的局部檢測結(jié)果進行時間和空間融合，實現(xiàn) 不同傳感器的數(shù)據(jù)融合。圖10描述了本發(fā)明的一個具體實施例中的單個傳感器識別流程圖。首先判斷單傳感 器測得的信號是否是車輛信號，如果是則進行識別，否則繼續(xù)檢測。然后對判斷結(jié)果是屬 于車輛的信號進行預(yù)處理，預(yù)處理是指將采集到的原始車輛信號進行濾波、去均值和歸一化；特征提取是指將預(yù)處理后的信號進行時域、頻域和時-頻域的特征提取，時域特征包括 均值、方差、短時平均幅值、短時能量、自相關(guān)函數(shù)以及過零率；頻域特征包括傅立葉變 換后的第一主頻、第二主頻、頻譜重心、頻譜面積以及譜線密度；時-頻域特征包括奇異矩 陣和時-頻圖的紋理特征。最后，將被測信號特征與車型數(shù)據(jù)庫中的信息比較，得到識別結(jié) 果和它的置信度。圖11描述了本發(fā)明的一個具體實施例中的顯示單元界面示意圖。其中，車輛識別結(jié)果 分為各個單傳感器識別結(jié)果和多傳感器數(shù)據(jù)融合識別結(jié)果，顯示的結(jié)果包括輕型汽油車、重型汽油車、輕型柴油車和重型柴油車四種。車速以米/秒顯示，總流量為各種已識別車輛 的總數(shù)量，已識別車型的數(shù)量分別在各種各自框中顯示。此顯示界面可以根據(jù)選擇的傳感 器種類和個數(shù)靈活設(shè)置，本實例中用了6個傳感器，每種傳感器分別為兩個，所以有6個 單傳感器識別結(jié)果，數(shù)據(jù)融合識別結(jié)果為此6個單傳感器識別結(jié)果及其置信度融合得到的 最終識別結(jié)果。圖12描述了本發(fā)明的一個具體實施例的安裝示意圖，其中，M代表磁阻傳感器，A 代表振動傳感器，S代表聲傳感器。圖中使用了兩組傳感器，兩組傳感器之間相隔一定的 距離，每組傳感器分別包括一個磁阻傳感器、 一個振動傳感器和一個聲傳感器，其中振動 傳感器電路板側(cè)立固定于地面，并且電路板正面朝東，其中兩個敏感軸X軸垂直于地面向 上，Y軸平行于車輛運行方向。磁阻傳感器的三個敏感軸分別為X軸指向北，與車輛運行 方向平行，Y軸方向指向東，與車輛運行方向垂直，Z軸垂直地面向上。車輛行駛方向如 中所示。需要指出的是，如果不要求車速檢測，可以只用單組傳感器實現(xiàn)車型識別和流量 檢測；如果要進行車速檢測，則可根據(jù)兩組傳感器之間的距離以及接收到車輛信號的時間 差來檢測車輛的速度。另外傳感器的布設(shè)也可以調(diào)整，磁傳感器可以埋在道路中間，測量 車輛從傳感器上方經(jīng)過的信號。
權(quán)利要求
1. 一種基于多MEMS傳感器的車輛檢測識別系統(tǒng)，其特征在于包括有供電裝置、多MEMS傳感器探測裝置、信號采集裝置、信號處理裝置、顯示裝置；供電裝置與多MEMS傳感器探測裝置相連接，多MEMS傳感器探測裝置與信號采集裝置相連接，信號采集裝置與信號處理裝置相連接，信號處理裝置與顯示裝置連接；采用多MEMS傳感器探測裝置，探測運動車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)；采用供電裝置，給多MEMS傳感器探測裝置提供工作電源；采用信號采集裝置，將各傳感器探測裝置輸出的模擬電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，提供給信號處理裝置；采用信號處理裝置，處理采集裝置采集的數(shù)字信號，對各信號進行實時處理和分析，并進行特征提取、特征識別；采用顯示裝置，顯示識別結(jié)果以及顯示車流量和車速。
2、 按照權(quán)利要求1所述的基于多MEMS傳感器的車輛檢測識別系統(tǒng)，其特征在于-多MEMS傳感器探測裝置包括MEMS磁傳感器探測裝置、MEMS振動傳感器探測裝置、 MEMS聲傳感器探測裝置；MEMS磁傳感器探測裝置，用于探測運動車輛對地球磁場的影 響；MEMS振動傳感器探測裝置，用于探測運動車輛對地球表面的振動；MEMS聲傳感器 探測裝置，用于探測運動車輛的噪聲；各傳感器探測裝置包括傳感器電路部分、信號放大 單元以及濾波單元，信號放大單元連接于傳感器電路部分，濾波單元連接于信號放大單元， 輸出的信號為模擬電壓信號。
3、 按照權(quán)利要求1所述的基于多MEMS傳感器的車輛檢測識別系統(tǒng)，其特征在于 供電裝置直接采用電池供電，或者通過電壓轉(zhuǎn)換模塊，將交流電轉(zhuǎn)換為探測裝置所需的工 作電壓；供電裝置為多MEMS傳感器探測裝置提供直流電壓，使其電路工作。
4、 按照權(quán)利要求1所述的基于多MEMS傳感器的車輛檢測識別系統(tǒng)，其特征在于 信號采集裝置用于將這些探測裝置探測的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號輸入到信號處理裝置中進行處理；信號處理裝置為計算機、DSP、 ARM、嵌入式系統(tǒng)，對信號進行特征提取和 識別；顯示裝置為顯示器或數(shù)碼管，顯示信號處理裝置得到的探測和識別結(jié)果。
5、 一種基于多MEMS傳感器的車輛檢測識別方法，其特征在于由信號處理裝置對 信號采集裝置輸出的信號進行處理，包括預(yù)處理、特征提取、特征識別、信息融合步驟； 預(yù)處理是指將采集到的原始車輛信號進行濾波、去均值和歸一化；特征提取是指將預(yù)處理 后的信號進行時域、頻域和時-頻域的特征提取，時域特征包括均值、方差、短時平均幅值、 短時能量、自相關(guān)函數(shù)以及過零率；頻域特征包括傅立葉變換后的第一主頻、第二主頻、 頻譜重心、頻譜面積以及譜線密度；時-頻域特征包括奇異矩陣和時-頻圖的紋理特征；識別融合算法是指將不同檢測器對目標進行檢測進行同類傳感器間的融合識別，得到判決結(jié) 果和提供此類判決的置信度，共同組成判決數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，信息融合中心采用D-S推理算法對 不同類型傳感器得到的判決數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)作進一步融合，并將上一個時刻融合中心的決策結(jié)果 反饋給融合中心與下一個時刻的局部檢測結(jié)果進行時間和空間融合，實現(xiàn)不同傳感器檢測 融合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于多MEMS傳感器的車輛檢測識別系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)能夠?qū)\動車輛進行實時檢測和識別，并具有車速檢測和車流量檢測的功能。該系統(tǒng)包括一組用來檢測運動車輛的多MEMS傳感器探測裝置，給多傳感器探測裝置提供工作電源的供電裝置，將傳感器探測裝置輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的信號采集裝置，對數(shù)字信號進行車輛檢測和車型識別的信號處理裝置，顯示識別結(jié)果的顯示裝置。經(jīng)試驗證明，本發(fā)明能夠準確反映不同車輛特征，能識別和顯示車型，并且能夠準確顯示車速和流量檢測結(jié)果。本系統(tǒng)不受外界天氣、氣候、光線等因素的影響，體積小，成本低，功耗低，具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號G08G1/052GK101266717SQ20081010508
公開日2008年9月17日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者徐玉來, 施毓俏, 藍金輝 申請人:北京科技大學(xué)