文档介绍：封一
答卷编号(参赛学校填写):
答卷编号(竞赛组委会填写):
论文题目:
B
组别:
本科生
参赛队员信息(必填):
姓名
学号
联系电话
参赛队员1
魏文彬
1411020215
**********
参赛队员2
黄亿
1411020217
**********
参赛队员3
李涛
1411020235
**********
参赛学校:
沈阳理工大学
封二
答卷编号(参赛学校填写):
答卷编号(竞赛组委会填写):
评阅情况(学校评阅专家填写):
学校评阅1.
学校评阅2.
学校评阅3.
评阅情况(联赛评阅专家填写):
联赛评阅1.
联赛评阅2.
联赛评阅3.
车辆类型与数量的自动检测
摘要
本文针对高速公路上车辆的类型和数量的自动检测问题进行了分析和研究,利用路侧激光传感器返回的数据和考虑实际道路交通情况,运用Excel软件对原数据进行十六进制到十进制的转码并进行整理和分析,运用了三角函数、最小二乘曲线拟合建立了车辆长度,高度,各车道数量与激光头发射点到障碍物之间的距离和扫描频率关系的的计算模型,运用MATLAB软件建立了车辆几何特征和各车道车辆分布信息的数学模型。
针对问题一要求根据传感器装置的数据特征建立数学模型,描述通过车辆的几何特征,并给出了车道信息激光传感器工作原理和扫描数据。我们通过对数据进行进制转换和处理,并建立表格,为判断车辆实际分布情况和车辆几何特征并排除异常数据,首先,我们假设当各个车道都无车时所返回的距离值并进行计算,然后,我们运用高数知识三角函数的变换将距离值转换成高度值并判别出扫描单位车次所记录的点数即所对应的高度值在X,Y平面的分布,最后利用MATLAB软件绘制车辆几何轮廓的三维模型。
针对问题二要求对异常数据进行判别并给出处理,首先,我们将Excel表格中的所有数据与各车道都无车时返回的数据进行差值运算,并用三角函数关系转换成高度值,然后,设置数值误差范围h(300mm≤h≤400mm),并将其绘制成关于步进角θ的二维曲线当图像出现较大程度的波动时则判断该点为异常数据,其原因可能是是扫描信息受车辆的颜色和车窗以及车辆形状,环境因数的影响,最后,我们将去掉这些异常数据并给出合理范围类的数据。
针对问题三要求利用附件二中的四组数据,给出相应数据对应的车辆形状,所在车道信息,该问题主要涉及到大量数据的处理和分析,但分析方法和思路和问题一致,因此我同样利用了Excel软件对数据进行了处理并用MATLAB软件建立了数学模型并对实际信息进行预测。
关键词: 激光测距最小二乘曲线拟合 Excel MATLAB
为考察高速公路的车辆通行情况,试图利用安装在路侧的传感装置获取的数据来对通过的车辆类型及数量进行计量。
具体原理如下:
(1)首先将激光传感器安装在路侧一定高度的立杆上,安装在激光传感器上的激光头以25HZ的频率旋转,旋转轴与道路方向平行。如下图:
图1:激光扫描所有车道的车辆
(2)设置激光传感器的参数,指定要测量的角度范围和步进角度,例如90-180度,,那么就可以获取到181个点的测量数据。激光头的旋转角度为面向激光头圆形部分,自左向右逆时针旋转。
(3)这些测量点的数据为直线传播距离的数值,也就是说是激光头发射点到障碍物之间的距离。利用这些数值加上时间轴,就可以在一个三维空间中建立道路车辆运行情况的信息。
(4)这些三维信息是通过一个激光头进行侧面扫描获得的信息,而且激光头扫描的信息受到车辆的颜色和车窗以及车辆形状的影响。通常会产生一些异常数据。
我们将解决以下问题:
根据传感器装置的数据特征建立数学模型,描述通过车辆的几何特征;
对异常数据进行判别并给出处理方法;
利用附件2中的四组数据,给出相应数据对应的车辆形状、所在车道等信息;
试设计车辆分类标准,对附件3中两组数据给出分类结果(包括种类及数量),进一步讨论算法效率;
为获取更多分类条件可对此类装置增加速度检测。如果增加有何进一步建议,请描述增加何种设备,以何种方式准确测速,如何调整安装方式等。
问题分析
激光传感器:利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。激光传感器工作时,先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲,经目标反射后激光向各方向散射,最后由传感器接受激光并储存处理信息。
激光传感器如何实现对车辆类型与数量的自动检测,首先,将激光传感器安装在距离车道一侧适当的高度的立杆上,