道路交通检测系统的设计与研究

论文摘要

智能交通系统(ITS)利用尖端的电子信息技术,构成人员、公路和车辆三位一体的新型公路交通系统,以缓和道路堵塞和减少交通事故、提高道路使用者的方便、舒适为目的,代表着未来道路交通发展的方向。本文着重研究了智能交通系统中的道路交通检测系统,设计了基于环形线圈的车辆检测器。采用双环形线圈检测技术,准确测量车辆经过线圈的时间进而准确计算车速,对车辆通过线圈时检测电路所产生的振荡频率进行数据采集和特征分析,完成车型分类,可实现对道路通行车辆的分类统计,为环形线圈车辆检测器在交通信息采集和检测方面的应用和研究提供了一种新思路和新手段。本文阐述了环形线圈检测的理论模型,并且通过实际应用进一步验证了此理论的可行性。车辆通过环形线圈的时间是非常短暂的,这就要求系统能够快速而准确地测量出过往车辆的信息,为此,本系统选用ARM7微控制器和CPLD芯片EPM3256组成处理单元,处理器强大的处理能力以及存储能力为系统快速采集信息量提供了可靠的保障。采用了等精度测频方法的交通检测器设计方案,与采用传统测频技术的检测器相比,提高了系统恶劣工作环境下的稳定性,提高了检测精度。最后给出了该检测器详细的软硬件设计方案。基于ARM7微控制器和等精度测频方法开发的环形线圈检测器,提高了系统的检测精度和抗干扰性,为进一步应用于实际打下了良好的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 智能交通系统
• 1.1.1 智能交通系统产生背景
• 1.1.2 智能交通系统的目标和功能
• 1.1.3 智能交通系统的定义和组成
• 1.2 交通检测系统发展现状
• 1.2.1 交通检测器的功能
• 1.2.2 常见交通检测器的原理及其优缺点
• 1.3 课题设计的背景和意义
• 1.4 本文研究内容及论文结构
• 第二章 环形线圈检测技术的理论基础
• 2.1 环形线圈检测器的工作原理
• 2.1.1 车辆与线圈电磁感应理论模型
• 2.1.2 环形线圈车辆检测器检测原理
• 2.2 交通参数的检测和计算
• 2.3 车速的检测方法
• 2.3.1 单线圈检测器实时检测车速算法
• 2.3.2 双线圈检测器的车速测量算法
• 2.3.3 车速检测对比分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 感应线圈车型识别方法
• 3.1 模式识别一般过程
• 3.1.1 特征提取与选择
• 3.1.2 学习与训练
• 3.1.3 分类识别
• 3.2 感应线圈车型识别原理
• 3.3 车型识别方法
• 3.3.1 车辆特征提取
• 3.3.2 分类方法
• 3.4 本章小结
• 第四章 环形线圈道路交通检测系统硬件设计
• 4.1 系统需求分析
• 4.1.1 接口需求
• 4.1.2 功能需求
• 4.2 环形线圈道路交通检测系统的整体设计
• 4.2.1 主要芯片介绍
• 4.2.2 检测模块设计
• 4.3 硬件抗干扰设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 环形线圈道路交通检测系统软件设计
• 5.1 需求分析
• 5.2 开发环境介绍
• 5.2.1 CPLD 开发环境——MAX+PLUS Ⅱ
• 5.2.2 ARM 开发环境——ADS
• 5.3 CPLD 程序设计
• 5.3.1 VHDL 语言简述
• 5.3.2 等精度测频方法
• 5.3.3 CPLD 程序实现流程
• 5.4 ARM 程序设计
• 5.4.1 程序初始化
• 5.4.2 程序流程图
• 5.5 软件抗干扰设计
• 5.6 程序运行结果
• 5.7 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A （攻读硕士期间发表的学术论文）