车流量检测技术综述

《车流量检测技术综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、车流量检测技术综述胡明亮1，李飞飞2，钟德浩3（1、江西方兴科技有限公司，　江西南昌　330003）（2、江西省高等级公路管理局泰井管理处，　江西南昌　330003）（3、江西省高等级公路管理局瑞赣养护中心，江西南昌　330003）摘要：车流量检测是交通管理与控制的基础。在综述了车流量检测的传统方法、技术特点和存在的问题后，重点分析了基于视频图象的车流量检测技术，并对其发展趋势进行了展望。关键词：信息工程；视频图象；车流量检测；数字图象处理0前言城市智能交通已逐步得到社会各界的广泛关注，如何通过智能交通系统建设来缓解日益严重的交通问题已成为交通领域的研究热点。车流量检测系统是智能交通(ITS)

2、的基础部分，在城市道路建设、国道高速公路建设、隧道桥梁建设以及交通流的基础理论研究中占有很重要的地位。近年来，逐渐发展起来了以空气管道检测技术、磁感应检测技术、波频检测技术和视频检测技术等[1～2]为代表的多种交通检测技术[3]。车流量检测主要是通过各种传感设备对路面行驶车辆进行探测，获取相关交通参数，以达到对公路各路段交通状况及异常事件的自动检测、监控、报警等目的。较其它方法而言，基于视频图象的检测技术涉及到视频采集、通信传输、图象处理、人工智能以及计算机视觉等多个学科，具有安装维修灵活、成本低、应用范围广、可拓展性强和交通管理信息全面等优点，并已经在国内外高速公路和公路的交通监控系统中得到

3、应用。常用的基于视频图象的车辆检测算法有：灰度法、背景差法、相邻帧差法、边缘检测法[4]等。随着图象处理技术、计算机视觉、人工智能的发展和硬件处理速度的提高，基于视频图象的车流量检测技术得到了广泛的应用。本文对各种车流量检测方法进行了综述，并对基于视频图象的车流量检测研究工作进行了展望。1传统车流量检测方法按照车辆信息获取方式的不同，实际应用当中已经产生了空气管道检测技术、磁感应检测技术和波频检测技术。1.1空气管道检测技术空气管道检测是接触式的检测方法，在高速公路主线的检测点拉一条空心的塑料管道并作固定，一端封闭，另一端连接计数器，当车辆经过塑料管道时，车轮压到空气管道，管内空气被挤压而触动

4、计数器进行计算车流量的方法。显然，该方法只能获取单一的车辆信息，且方法繁琐，寿命短，已经被磁感应检测等技术所取代。1.2磁感应检测技术磁感应检测器可分为线圈和磁阻传感器两种。环形线圈检测器是目前世界上应用最广泛的一种检测设备，由埋设在路表下的线圈和能够测量该线圈电感的电子设备组成。车辆通过线圈，引起线圈磁场的变化，检测器据此计算出车辆的流量、速度、时间占有率和长度等交通参数。图1利用一个LC振荡器和一个通用单片机即构成了感应线圈检测系统。当感应线圈的电感L发生变化时，LC振荡器的振荡频率也随之变化，由单片机获取其振荡频率并通过频率变化给出高/低电平信号来判断是否有车辆通过[5～6]。磁阻传感器

5、的基本原理是在铁磁材料中会发生磁阻的非均质现象（AMR）。当沿着一条长且薄的铁磁合金带的长度方向施加一个电流，在垂直于电流的方向施加一个磁场，合金带自身的阻值会发生变化。利用AMR磁阻效应生产的AMR磁阻传感器成功地将三维方向(x,y,z)的单个传感器件集成在同一个芯片上，并将传感器与调节、补偿电路集成，即可检测到地磁范围内低于1高斯的磁场，根据一些铁磁物体对地磁的扰动来检测车辆的存在或识别车辆类型[7～8]。图1感应线圈检测系统磁感应检测技术不受恶劣天气气候、日照光线强弱影响，性能稳定，并已经广泛应用在交通数据统计、交通控制和诱导等方面。但由于线圈固定埋设在地面，当车辆违章非正常骑线行驶时，

6、相邻车道的两个线圈均感应到金属车体并产生误判，而且埋设感应线圈后，路面可维修性降低。1.3波频检测技术波频车辆检测是对车辆发射电磁波产生感应的检测方法（多为悬挂式检测系统）。根据发射电磁波的不同可分为雷达（微波）检测、超声波检测和红外检测等。1.3.1雷达检测技车辆检测雷达是调频连续波（FMCW，FrequencyModulatedContinuousWave）雷达。该雷达发出的电磁波频率随线性调制信号电压的变化而变化。将该雷达安装在马路边的竖起高杆上，俯向下往各车道发射微波，并接收各车道上车辆反射回来的微波。由于不存在多普勒频移，各车道上车辆和雷达之间的距离不同，反射回来的电磁波与当前雷达发

7、射的电磁波频率之差也不同，雷达通过对中频信号进行频谱分析，并判断各车道对应频率分量的强弱即可知道各车道有没有车辆存在。检测雷达安装示意图见图2。图2雷达车辆检测器安装图车流量检测雷达主要由天线、收发组件射频单元、线性调制FPGA单元、中频放大器、信号处理机、ARM系统控制显示装置等7个单元组成，系统组成见图3[9～10]。图3车流量雷达系统框图1.3.2超声波检测技术超声波检测器是基于声波的传播和