基于光纤光栅阵列传感的车辆识别方法、装置与设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于光纤光栅阵列传感的车辆识别方法、装置、设备与介质，其方法包括：对已布设光纤光栅阵列传感光缆的路面段进行已知车重及行驶速度的测点标定试验，确定荷载与光栅波长的第一对应关系；采集光纤光栅阵列传感光缆在待识别车辆作用下的动应变数据，并确定在待识别车辆作用下的动应变时程曲线；对所述动应变数据进行连续小波变换操作，确定在待识别车辆作用下的小波系数

【技术实现步骤摘要】
基于光纤光栅阵列传感的车辆识别方法、装置与设备


[0001]本专利技术涉及光纤光栅传感测量领域，尤其涉及一种基于光纤光栅阵列传感器的道路车辆识别方法、装置、设备与介质。

技术介绍

[0002]随着我国交通系统的不断发展，车辆已经成为人们日常生活中不可或缺的载具，车辆给人们带来方便快捷的生活方式的同时也带来了交通堵塞、车祸和道路坍塌等危险。因此对道路上的车辆进行识别与分类具有十分重要的意义。
[0003]车辆的识别是对道路交通管控的一个有力方法，对车辆信息进行识别有助于增加高速收费效率和准确率，有助于交通局对道路交通状况进行管控，有助于导航系统对道路状况的精确判断，随着移动通信技术的发展，道路车辆识别也会成为无人驾驶技术和智慧交通的重点研究方向。
[0004]目前对道路车辆识别的方法主要有非接触式和接触式两大类，非接触式以视频、图像和激光传感器为主，如利用摄像头通过拍照或录像得到道路上车辆的状态来识别相应信息，非接触式识别方法对道路无损伤，能高精度、高准确率的识别车辆，但有使用成本较高，识别精度易受恶劣天气和道路环境的影响等缺点。接触式以传统应变传感器、运动车辆称重系统和桥梁动态称重为主，采用传统应变传感器识别车辆，但是传统应变传感器传感范围有限，只有当车辆作用在传感器上才能实现准确感知；运动车辆称重系统对系统的安装维护不方便，需要中断交通，耐久性差；桥梁动态称重系统的成本较高、容易受车辆横向加载位置的影响，识别车辆的范围有限。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种基于光纤光栅阵列传感的道路车辆识别方法、装置、设备与介质，用以解决现有车辆识别过程中识别范围小、识别成本高及识别准确率低的问题。
[0006]为了解决上述问题，第一方面，本专利技术提供一种基于光纤光栅阵列传感的车辆识别方法，对已布设光纤光栅阵列传感光缆的路面段进行已知车重及行驶速度的测点标定试验，确定荷载与光栅波长的第一对应关系；采集光纤光栅阵列传感光缆在待识别车辆作用下的动应变数据，并确定在待识别车辆作用下的动应变时程曲线；对所述动应变数据进行连续小波变换操作，确定在待识别车辆作用下的小波系数
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时间曲线；基于所述根据动应变时程曲线和小波系数
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时间曲线对所述待识别车辆的车辆信息进行识别。
[0007]进一步的，所述对已布设光纤光栅阵列传感光缆的路面段进行已知车重及行驶速度的测点标定试验，确定荷载与光栅波长的对应关系，包括：
基于所述测点标定试验，确定在已知车重车辆作用下荷载与应变的第二对应关系；获取已布设光缆的应变灵敏度，并根据所述已布设光缆的应变灵敏度与所述荷载与应变的第二对应关系确定荷载与光栅波长的第一对应关系。
[0008]进一步的，所述对所述动应变数据进行连续小波变换操作，确定在待识别车辆作用下的小波系数
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时间曲线，包括：确定小波变换尺度和小波函数；基于所述小波变换尺度和小波函数对所述动应变数据进行连续小波变换操作，确定在待识别车辆作用下的小波系数
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时间曲线。
[0009]进一步的，所述确定小波变换尺度，包括：确定小波变换尺度范围，计算所述小波变换尺度范围中每一变换尺度的Shannon熵，将预设Shannon熵对应的变换尺度确定为所述小波变换尺度；所述确定小波函数，包括：利用至少一个预设小波函数在所述小波变换尺度对所述动应变数据进行连续小波变换，得到至少一个小波系数；分别计算所述至少一个小波系数与所述动应变数据的相关系数，并将预设相关系数对应的函数确定为所述小波函数。
[0010]进一步的，所述基于所述根据动应变时程曲线和小波系数
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时间曲线对所述待识别车辆的车辆信息进行识别，包括：基于所述根据动应变时程曲线和小波系数
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时间曲线对所述待识别车辆的轴数、速度、轴距及车重进行识别。
[0011]进一步的，所述基于所述根据动应变时程曲线和小波系数
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时间曲线对所述待识别车辆的轴数、速度、轴距及车重进行识别，包括：基于所述小波系数
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时间曲线的低峰值确定待识别车辆的轴数；基于所述小波系数
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时间曲线的低峰值对应的时间确定待识别车辆的速度和轴距；基于所述待识别车辆的速度、所述第一对应关系及所述动应变时程曲线确定所述待识别车辆的车重。
[0012]进一步的，所述方法还包括：基于所述待识别车辆的车辆信息确定所述待识别车辆的类别，并基于所述类别对所述待识别车辆进行分类。
[0013]第二方面，本专利技术还提供一种光纤光栅阵列传感的车辆识别装置，包括：确定模块，用于对已布设光纤光栅阵列传感光缆的路面段进行已知车重及行驶速度的测点标定试验，确定荷载与光栅波长的第一对应关系；采集模块，用于采集光纤光栅阵列传感光缆在待识别车辆作用下的动应变数据，并确定在待识别车辆作用下的动应变时程曲线；变换模块，用于对所述动应变数据进行连续小波变换操作，确定在待识别车辆作用下的小波系数
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时间曲线；识别模块，用于基于所述根据动应变时程曲线和小波系数
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时间曲线对所述待识
别车辆的车辆信息进行识别。
[0014]第三方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述基于光纤光栅阵列传感的车辆识别方法中的步骤。
[0015]第四方面，本专利技术还提供一种计算机存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述基于光纤光栅阵列传感的车辆识别方法中的步骤。
[0016]本专利技术中的光纤光栅阵列采用时分复用技术，将多个光栅复用在同一光缆上，实现了多点、大标距的阵列传感网络，增大了道路上车辆识别的范围，避免了车辆横向加载位置对车辆识别的影响，降低了车辆信息识别的误差；并且采用光纤光栅阵列传感对道路车辆识别结合小波分析，可提高识别车辆信息的准确率，成本低廉、无需考虑应用环境对识别的影响。
附图说明
[0017]图1为本专利技术提供的基于光纤光栅阵列传感的车辆识别方法的一实施例的流程示意图；图2为本专利技术一实施例提供的光纤光栅阵列传感光缆的布设图；图3为本专利技术一实施例提供的标定车辆在测点FBG21的时程曲线及小波系数
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时间曲线图；图4为本专利技术一实施例提供的标定车辆在测点FBG31的时程曲线及小波系数
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时间曲线图；图5为本专利技术一实施例提供的标定车辆与测试车辆在测点FBG41处的时程曲线图；图6为本专利技术提供的基于光纤光栅阵列传感的车辆识别装置的一实施例的结构示意图；图7为本专利技术一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0019]在本专利技术的描述中，“多个”的含义本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤光栅阵列传感的车辆识别方法，其特征在于，包括：对已布设光纤光栅阵列传感光缆的路面段进行已知车重及行驶速度的测点标定试验，确定荷载与光栅波长的第一对应关系；采集光纤光栅阵列传感光缆在待识别车辆作用下的动应变数据，并确定在待识别车辆作用下的动应变时程曲线，其中，所述动应变时程曲线包括波长时程曲线；对所述动应变数据进行连续小波变换操作，确定在待识别车辆作用下的小波系数
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时间曲线；基于所述动应变时程曲线和小波系数
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时间曲线对所述待识别车辆的车辆信息进行识别。2.根据权利要求1所述的基于光纤光栅阵列传感的车辆识别方法，其特征在于，所述对已布设光纤光栅阵列传感光缆的路面段进行已知车重及行驶速度的测点标定试验，确定荷载与光栅波长的第一对应关系，包括：基于所述测点标定试验，确定在已知车重车辆作用下荷载与应变的第二对应关系；获取已布设光缆的应变灵敏度，并根据所述已布设光缆的应变灵敏度与所述荷载与应变的第二对应关系确定荷载与光栅波长的第一对应关系。3.根据权利要求1所述的基于光纤光栅阵列传感的车辆识别方法，其特征在于，所述对所述动应变数据进行连续小波变换操作，确定在待识别车辆作用下的小波系数
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时间曲线，包括：确定小波变换尺度和确定小波函数；基于所述小波变换尺度和小波函数对所述动应变数据进行连续小波变换操作，确定在待识别车辆作用下的小波系数
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时间曲线。4.根据权利要求3所述的基于光纤光栅阵列传感的车辆识别方法，其特征在于，所述确定小波变换尺度，包括：确定小波变换尺度范围，计算所述小波变换尺度范围中每一变换尺度的Shannon熵，将预设Shannon熵对应的变换尺度确定为所述小波变换尺度；所述确定小波函数，包括：利用至少一个预设小波函数在所述小波变换尺度对所述动应变数据进行连续小波变换，得到至少一个小波系数；分别计算所述至少一个小波系数与所述动应变数据的相关系数，并将预设相关系数对应的函数确定为所述小波函数。5.根据权利要求1所述的基于光纤光栅阵列传感的车辆识别方法，其特征在于，所述基于所述根据动应变时程曲线和小波系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：南秋明，鲁久玲，岳丽娜，李盛，甘维兵，徐一旻，王立新，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：