基于地磁传感器的道路交通车辆检测技术研究论文答辩PPT

基于地磁传感器的道路交通车辆检测技术研究答辩人：阮大双导师：章雪挺副教授答辩时间：2018.3.16PART01课题研究背景及意义PART02检测原理与方案设计PART03系统模块化实现PART04系统测试与验证PART05总结与展望目录CONTENTS课题研究背景及意义1PART01课题研究背景及意义●研究背景课题研究背景及意义●研究意义检测原理与方案设计2PART02检测原理平面内车辆的磁偶极子模型图+qm-qm0xy(xm,ym)铁磁性材料磁场均匀分布磁场异常分布磁异常变化示意图m3312q()4rr12rrBxyBBBxyxmm333312121111B=q[x()dcos()]4rrrrymm333312121111B=q[y()dsin()]4rrrr221mmr(xdcos)(ydsin)222mmr(x-dcos)(y+dsin)方案设计●系统整体结构示意图系统整体结构示意图方案设计●系统框架结构图地磁采集单元数据接收单元地磁车辆检车算法人机交互单元系统模块化实现3PART03系统模块化电源管理、传感器采集、信号处理、模数转换、数据通信与存储，以及微处理控制硬件设计系统模块化嵌入式软件与人机交互软件软件设计数据预处理、阈值自适应调整，以及状态机检测算法硬件软件检测算法系统模块化●硬件设计地磁采集单元硬件设计框架数据接收单元硬件设计框架硬件设计●电源管理电路地磁采集单元电源管理设计框图数据接收单元电源管理设计框图硬件设计●地磁采集电路AMR传感器采集电路AMR传感器内部原理图磁阻变化率与夹角(θ)关系图置/复位校准电路校准电路时序图硬件设计●信号处理电路前置差分放大电路二阶低通滤波电路系统模块化●软件设计地磁采集系统软件框架结构图数据接收系统嵌软件框架结构图人机交互系统软件框架结构图软件设计●系统工作流程地磁采集系统软件流程图数据接收系统软件流程图软件设计●地磁数据采集模数转换器初始化流程图转换器单通道数据读取流程图数据采集流程图软件设计●ZigBee网络通信OSAL系统工作流程图地磁采集节点ZigBee通信流程UART任务事件工作流程图软件设计●人机交互软件人机交互软件功能框架图数据帧格式格式命令表人机交互软件主界面软件设计●检测算法S3P(i)==0&&Count_2M2|P(i)|==1&&Count_2M2S5P(i)==0&&Count_1M1S0K=NS4|P(i)|==1&&Count_0M0S2|P(i)|==1S1P(i)==0基准值/检测阈值实时调整流程图状态机检测流程图系统测试与验证4PART04ABCD电源电路、信号处理电路、模数转换电路，以及磁阻传感器校准电路硬件测试地磁检测器的工作性能、ZigBee通信的可靠性，以及人机交互软件的显示性能系统测试通信可靠性与信号传输质量ZigBee通信测试地磁检测器的工作性能、检测算法的可靠性、ZigBee通信的可靠性，以及人机交互软件的监测显示性能算法分析与验证ABCD系统测试与验证系统测试●硬件测试硬件测试●ZigBee通信测试ZigBee网络通信echo测试测试发送端测试接收端室内环境测试结果(20m)室外环境测试结果(50m)系统测试●室内测试416室401室403室405室418室420室地磁检测节点远程接收节点室内测试环境示意图测试现场图交互软件界面显示图系统测试●户外道路测试地磁车辆检测器接收器地磁车辆检测器车道1车道2车道3户外道路测试布放图检测器节点放置图测试人员现场操作图户外道路环境示意图原始信号数据原始信号数据预处理后数据算法分析与验证●数据预处理算法分析与验证●检测分析实验数据分析图检测状态分析图车辆检测状态逻辑图检测时间段实际车辆检测车辆检测准确率(%)8:00-9:3020219496.011:00-12:3017516996.615:00-16:3012712396.917:30-19:0023422495.820:30-21:0011511196.5检测结果分析表总结与展望5PART05总结与展望●总结1.设计了系统的总体方案，并划分了系统的各个子单元模块，同时明确了相关子单元模块的软硬件设计框架。3.选择了一种车辆检测算法，并对该算法进行实验验证与数据分析，最后对整个系统进行相关功能性测试，以及室内和室外环境测试。2.根据相关设计框架，明确了系统的硬件电路设计和嵌入式软件设计，以及人机交互软件。总结与展望●总结1.在嵌入式处理方面，通过搭载嵌入式实时操作系统(uc/os-II)，将地磁信号处理、车辆检测处理和数据实时传输等使用多线程任务机制，提高检测系统的实时性。3.在道路检测方面，进一步完善和优化地磁车辆检测算法，同时可在统一路段中增加车辆检测器数量，实现对车辆行驶速度和车辆类型信息的检测与识别。2.在ZigBee通信方面，增加一定数量的网络路由节点，以及选择相应的路由规划算法，并对地磁采集节点增加CC2592射频范围扩展器，提高ZigBee网络的稳定性。谢谢!请各位评委老师批评指正！