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基于多传感器融合的车型识别系统研究

路新宇  
【摘要】:近年来,随着汽车保有量激增,交通量迅猛增长。由此带来的巨大交通压力需要高效智能的交通管理加以化解。在该背景下,作为智能交通系统中的重要组成部分,车型识别系统应发挥出更大更突出的作用。本文归纳总结了各类常见的车型识别系统的设计思路与识别原理,从实际应用的角度分析了它们的优势与缺陷。在此基础上,通过全面深入的对比,提出了单点式激光测距传感器与环形线圈传感器相融合的车型识别方式。在识别原理方面,激光测距传感器采集车身几何尺寸数据,环形线圈传感器采集车辆底盘数据,两类数据特征互补,通过对其进行融合,可有效提升检测准确率。在实际应用方面,该种传感器组合方式可将单点式激光传感器与环形线圈传感器体积小、寿命长、易维护、性价比高等共性优势集中体现,展现出良好的应用前景。针对上述有益效果,本文立足实践,对激光测距传感器与环形线圈传感器融合的车型识别系统展开了深入的研究。首先对系统的总体设计进行了研究,明确了车型分类的标准,设计出一套切实可行的车型识别方案,并分析了方案的优势。其次,本文对系统的硬件设备展开了丰富的研究。选用SICK DT35激光测距传感器、真艾地尔单路线圈检测器及STM32单片机作为系统数据采集的硬件平台,并对激光传感器的安装方案进行研究设计,最终在高速公路真实环境中对平台进行了搭建,采集了第一手车辆数据。最后,以高速公路车辆数据为依托,充分提取两类传感器数据的11类特征,并对其进行融合,通过随机森林分类器实现了准确度96%以上的车型识别,并对数据融合与未融合的识别效果差异进行了对比。实践证明,相比于单类传感器,双传感器融合的车型识别系统具有更高的识别准确率。而相对于其它类型的车型识别系统,本文的传感器组合形式在设备体积、使用寿命、维护难度等方面都具有优势。


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