一種基于地磁引導的微波車輛檢測裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于智能交通領域，尤其涉及一種應用于城市道路或停車場中的基于地磁引導的微波車輛檢測裝置及方法。
【背景技術】
[0002]車輛檢測器在智能交通領域有著非常廣泛的應用。傳統的車輛檢測方法有兩種:一種是通過在道路中埋設線圈感應車輛的通過。在沒有機動車的情況下，地球磁場處于相對穩定狀態；當機動車輛經過時會引起地球磁場的變化。這種方式準確率高，但是施工工作量大，由于需要切割較大的路面，對道路的損壞非常嚴重。另一種方法是采用磁敏元件對車輛引起的磁場變化進行檢測。這種方法中的檢測設備靈敏度高，體積小，可以應用集成無線通信技術，配備大容量電池制成單獨的檢測器埋設于道路或停車位中，對車輛進行檢測。由于這種方法需要檢測環境中微弱磁場的變化，檢測結果容易受到外部磁場變化和環境變化的干擾，車輛的檢測準確率受到一定影響。
[0003]近年來，微波車輛檢測器得到了廣泛應用。微波車輛檢測器由發射/接收天線、壓控振蕩器(VC0)、混頻器、中頻放大器，檢測處理器組成。VC0工作在X頻段或K頻段，具有一定的調頻帶寬，且在工作頻段內具有較高的線性度。接收天線接收到的車輛反射的微波信號，首先與VC0信號進行混頻，然后經濾波放大得到差頻信號，最后由檢測處理器對該差頻信號進行采樣和處理，得到車輛存在的信息。這種檢測方法的缺點是只能得到運動目標的回波信息，對應靜止目標，處理器無法區分目標回波和背景回波，因此，該檢測方案不能對停車場的靜止車輛進行檢測。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提出一種基于地磁引導的微波車輛檢測裝置及方法，采用地磁檢測與微波檢測相結合的方法對車輛進行檢測，提高了檢測精度。
[0005]為實現上述目的，本發明采取如下技術方案:
[0006]—種基于地磁引導的微波車輛檢測裝置，包括:地磁檢測單元，微波檢測單元，信號數據處理單元。其中，
[0007]所述地磁檢測單元用于獲取被檢測車輛引起的磁場變化信號，并將該信號送至所述信號數據處理單元。
[0008]所述微波檢測單元包括發射部分和接收部分，所述發射部分向被檢測車輛發射微波信號，所述接收部分接收被檢測車輛反射回來的微波信號并進行變換放大，然后將該信號送至所述信號數據處理單元。
[0009]所述信號數據處理單元通過對所述地磁檢測單元和微波檢測單元輸出的信號進行變換處理，完成對車輛的檢測。
[0010]進一步地，所述信號數據處理單元主要由微處理器或DSP組成。[0011 ]進一步地，所述地磁檢測單元主要由一磁場傳感器組成。
[0012]進一步地，所述微波檢測單元的發射部分包括微波振蕩器和微波發射天線。所述微波振蕩器在所述信號數據處理單元輸出的脈沖信號作用下輸出脈沖調制的微波信號，并由所述微波發射天線發射出去。
[0013]優選地，所述微波振蕩器為DR0振蕩器。
[0014]進一步地，所述微波檢測單元的接收部分包括微波接收天線以及級聯的帶通濾波器、高頻放大器、檢波器和視頻放大器，輸出被檢測車輛的脈沖回波信號至所述信號數據處理單元。
[0015]進一步地，所述微波檢測單元的啟動與關閉由所述信號數據處理單元根據所述地磁檢測單元輸出信號幅度的大小進行控制。
[0016]進一步地，所述車輛檢測裝置還包括與所述信號數據處理單元相連的無線通信模塊，實現所述車輛檢測裝置與上位機或服務器的無線通信。
[0017]—種應用上述裝置進行車輛檢測的方法，包括以下步驟:
[0018]地磁檢測單元實時獲取被檢測車輛引起的磁場變化信號，并將該信號送至信號數據處理單元;信號數據處理單元根據地磁檢測單元輸出信號幅度的大小，按照以下規則控制微波檢測單元的關閉與啟動，并完成車輛檢測:
[0019]如果地磁檢測單元輸出信號幅度低于門限1，表明既沒有車輛駛入也沒有車輛駛出，信號數據處理單元輸出控制信號關閉微波檢測單元；
[0020]如果地磁檢測單元的輸出信號幅度超過門限1，表明有車輛駛入或駛出，信號數據處理單元輸出控制信號啟動微波檢測單元工作，并進行如下判斷:如果微波檢測單元的輸出信號幅度超過門限2，判斷為有車輛駛入或車輛存在;如果微波檢測單元的輸出信號幅度低于門限2，判斷為有車輛駛出或車輛不存在。
[0021]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:
[0022](1)本發明采用聯合檢測方式，利用地磁檢測靈敏度高的優點，結合微波車輛檢測技術，在非常小的體積內實現了車輛磁場和微波一體化探測，大大提高了檢測精度，檢測準確率可達到99.9%。
[0023](2)本發明通過采用聯合檢測模式，使微波檢測器工作時間縮短，功耗減小，壽命延長，可以方便地在電池供電的設備上長期使用。
[0024](3)本發明采用直接檢波方式(不經混頻)進行微波回波信號檢測便可實現對靜止車輛的探測，簡化了微波檢測單元的硬件裝置。
【附圖說明】
[0025]圖1為基于地磁引導的微波車輛檢測裝置的組成框圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。
[0027]基于地磁引導的微波車輛檢測裝置的組成框圖如圖1所示，包括:地磁檢測單元，微波檢測單元，信號數據處理單元。
[0028]地磁檢測單元用于獲取被檢測車輛引起的磁場變化信號，并將該信號送至所述信號數據處理單元。地磁檢測單元主要由一磁場傳感器組成，本實施例采用3軸(X、Y、Z)磁場傳感器。
[0029]微波檢測單元包括發射部分和接收部分。