基于小波变换的行驶车辆检测器设计(附件)【字数：11037】
摘 要行驶车辆检测器是城市交通系统中一种重要的车辆检测设备。随着城市智能交通系统的不断完善与发展，对行驶车辆检测器的各方面性能提出了更高的要求。为了提高行驶车辆的检测精度，利用小波变换对细微信号特征的放大作用，提出了一种采用小波变换方法分析和处理行驶车辆检测器输出信号的方法。首先，利用小波变换的“恒Q”性质选择最优小波基，并采用该小波基对信号进行多分辨小波分解；然后利用小波变换阈值去噪的方法对信号进行去噪处理；最后，对去噪后的信号利用单支重构的各尺度小波系数构造出特定尺度的小波能量，该小波能量最大限度地反映了信号的特征，从而提高了信号辨识的可靠性和精确度。本文设计了基于环形线圈的行驶车辆检测器的硬件电路，并基于该硬件电路构建实验平台。在环形线圈上模拟车辆的通行过程，并实时采样各类输出信号，构成良好的实验样本。通过对这些实验样本采用小波变换方法进行分析和处理，并对处理结果进行比较和分析，得到最优信号处理方法。大量实验结果表明，利用小波变换方法处理行驶车辆检测器输出信号，提高了信号检测的鲁棒性，其检测精度得到了明显改善。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景及国内外研究现状 1
1.1.1课题研究背景 1
1.1.2国内外研究现状 1
1.2论文的主要研究内容和结构 2
第二章 环形线圈车辆检测器 3
2.1行驶车辆常用检测方法 3
2.1.1环形线圈检测器 3
2.1.2视频车辆检测器 3
2.1.3波频检测器 4
2.2环形线圈车辆检测器的构成及工作原理 4
2.2.1环形线圈检测器的构成 4
2.2.2环形线圈检测器的工作原理 5
第三章 小波变换在信号处理中的应用原理 7
3.1行驶车辆检测器输出信号检测方法 7
3.2离散小波变换及其频带特性 7
3.3小波基的选择 8
3.4小波去噪原理 9
3.5小波分解层数的选择 10
3.6小波分析后处理方法——能量分析法 10
第四章 基于小波变换的信号处理过程 12
4.1利用小波变 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
换对信号分解的过程 12
第五章 实物检测与总结 16
5.1实物检测环境及检测方法 16
5.2总结 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 绪论
1.1课题研究背景及国内外研究现状
1.1.1课题研究背景
城市发展在某一程度上说已经很难有太大的提升空间，智慧城市的出现就是为了解决这一问题。从构建智能化的城市基础设施为切入点，以人为本，逐步实现城市各项服务的智能化。智能交通是智慧城市的一项重要建设项目，是为了解决城市交通拥堵，实现交通运输基础设施智能化和促进交通运输业可持续发展的重要突破口。
在智能交通系统中，准确了解每条道路上的车流量对帮助统计交通信息和实现交通控制智能化必不可少的。车辆检测器在如今已经算很普遍、基础的存在，主要是检测在路上行驶的车辆的密度、流量等一些交通信息来分析交通情况，并因此提出交通控制上的调整方案。
在对道路、交通的监控上，车辆检测器占有很重要的地位。它们主要是用于检测道路上车辆的存在与通过，然后向监控系统中的信息处理和信息发布单元提供各种交通参数，作为监控中心分析、判断、发出信息和提出控制方案的主要依据。
国产的环形线圈检测器经过对国外的环形线圈检测器的吸收与创新，也可以说已经有了过硬的质量。目前，众所周知，中国正在大力进行建设高速公路的推广，环形线圈车辆检测器一定能在密集且方便的高速公路上发挥出最大最重要的作用。
小波变换是近年来十分有效的一种分析数据、图像、信号的工具。基于小波变换的行驶车辆检测器系统可以改善以前的交通状况，有助于智能交通系统的进步，为城市智能化的发展做出巨大的进步。
1.1.2国内外研究现状
小波分析目前在国内外进行研究时成功运用到了很多方面。
（1）小波分析运用在医学
在医学中，识别淋巴细胞微核是有重要价值的，而这个细胞核是可以通过连续小波提取边缘部分的。目前，人们基于小波变换来研究脑信号来消除暂态的干扰。同时，脑信号中的那些能量较低的或者是时间较短的暂时性脉冲就可以被检测到。
（2）小波分析运用在地球物理勘测中
小波变换的时频域的局部性，使得它具有对函数奇异性的检测的功能。地壳中的一些物质参数是有奇异性的，所以小波变换在地球物理勘测中是有一定的意义的。 现在，科学家们在小波变换和分形理论的基础上，对石油、天然气中的特定的数据进行了处理，给出了地震道油气检测的重建和空间法。
（3）小波分析应用在数学和物理领域
在数学领域，小波分析在对于偏微分方程以及积分方程的求解是一种很有效的工具，此外，还能很好地求解线性与非线性的问题等等。
在物理领域的量子力学中，小波是一种新的形态。为了研究湍流，小波利用可以描绘不规则物体的特性发挥了很大的作用。
除了上述几种运用，小波分析在工程计算、流体力学、语音处理等等都有很重要的地位。
1.2论文的主要研究内容和结构
本文架构主要是围绕环形线圈式车辆检测器的设计而展开，通过实时采集和分析车辆经过检测器引起环形线圈发生变化产生的频率波形，采用直接识别和小波变换相结合的方法改进传统车辆检测器的识别方法，用来设计检测车辆的经过。此方法将会在一定程度上提高对车辆的检测精度，提高了性价比，使其在未来仍会有很大的应用前景。
本文结构框架按下面展开：
第一章主要介绍了这个课题的研究背景、国内外研究现状及其研究意义，点明环形线圈检测器作为本课题的研究对象，并说明运用小波变换的方法进行处理。
第二章介绍了几种常用的车辆检测方法，大体介绍了环形线圈车辆器的工作原理以及构成。
第三章介绍在信号分析中小波变换对比傅里叶变化存在的优势，并具体介绍小波分析的应用原理，包括离散小波的原理、小波基的选择、小波去噪、小波层数分解，引出小波分析后用能量分析的处理方法来提高检测车辆的精度。
第四章按照步骤，对采集到的车辆经过环形线圈时引起输出频率变化的信号，进行小波变换分解的整个具体处理过程。
第五章基于硬件电路建立实验平台，在车辆行驶速度、车辆与环形线圈的距离以及长时间的检测几方面，对直接检测频率变化的方法和对信号进行小波处理后的方法进行比较并总结。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景及国内外研究现状 1
1.1.1课题研究背景 1
1.1.2国内外研究现状 1
1.2论文的主要研究内容和结构 2
第二章 环形线圈车辆检测器 3
2.1行驶车辆常用检测方法 3
2.1.1环形线圈检测器 3
2.1.2视频车辆检测器 3
2.1.3波频检测器 4
2.2环形线圈车辆检测器的构成及工作原理 4
2.2.1环形线圈检测器的构成 4
2.2.2环形线圈检测器的工作原理 5
第三章 小波变换在信号处理中的应用原理 7
3.1行驶车辆检测器输出信号检测方法 7
3.2离散小波变换及其频带特性 7
3.3小波基的选择 8
3.4小波去噪原理 9
3.5小波分解层数的选择 10
3.6小波分析后处理方法——能量分析法 10
第四章 基于小波变换的信号处理过程 12
4.1利用小波变 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
换对信号分解的过程 12
第五章 实物检测与总结 16
5.1实物检测环境及检测方法 16
5.2总结 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
第一章 绪论
1.1课题研究背景及国内外研究现状
1.1.1课题研究背景
城市发展在某一程度上说已经很难有太大的提升空间，智慧城市的出现就是为了解决这一问题。从构建智能化的城市基础设施为切入点，以人为本，逐步实现城市各项服务的智能化。智能交通是智慧城市的一项重要建设项目，是为了解决城市交通拥堵，实现交通运输基础设施智能化和促进交通运输业可持续发展的重要突破口。
在智能交通系统中，准确了解每条道路上的车流量对帮助统计交通信息和实现交通控制智能化必不可少的。车辆检测器在如今已经算很普遍、基础的存在，主要是检测在路上行驶的车辆的密度、流量等一些交通信息来分析交通情况，并因此提出交通控制上的调整方案。
在对道路、交通的监控上，车辆检测器占有很重要的地位。它们主要是用于检测道路上车辆的存在与通过，然后向监控系统中的信息处理和信息发布单元提供各种交通参数，作为监控中心分析、判断、发出信息和提出控制方案的主要依据。
国产的环形线圈检测器经过对国外的环形线圈检测器的吸收与创新，也可以说已经有了过硬的质量。目前，众所周知，中国正在大力进行建设高速公路的推广，环形线圈车辆检测器一定能在密集且方便的高速公路上发挥出最大最重要的作用。
小波变换是近年来十分有效的一种分析数据、图像、信号的工具。基于小波变换的行驶车辆检测器系统可以改善以前的交通状况，有助于智能交通系统的进步，为城市智能化的发展做出巨大的进步。
1.1.2国内外研究现状
小波分析目前在国内外进行研究时成功运用到了很多方面。
（1）小波分析运用在医学
在医学中，识别淋巴细胞微核是有重要价值的，而这个细胞核是可以通过连续小波提取边缘部分的。目前，人们基于小波变换来研究脑信号来消除暂态的干扰。同时，脑信号中的那些能量较低的或者是时间较短的暂时性脉冲就可以被检测到。
（2）小波分析运用在地球物理勘测中
小波变换的时频域的局部性，使得它具有对函数奇异性的检测的功能。地壳中的一些物质参数是有奇异性的，所以小波变换在地球物理勘测中是有一定的意义的。 现在，科学家们在小波变换和分形理论的基础上，对石油、天然气中的特定的数据进行了处理，给出了地震道油气检测的重建和空间法。
（3）小波分析应用在数学和物理领域
在数学领域，小波分析在对于偏微分方程以及积分方程的求解是一种很有效的工具，此外，还能很好地求解线性与非线性的问题等等。
在物理领域的量子力学中，小波是一种新的形态。为了研究湍流，小波利用可以描绘不规则物体的特性发挥了很大的作用。
除了上述几种运用，小波分析在工程计算、流体力学、语音处理等等都有很重要的地位。
1.2论文的主要研究内容和结构
本文架构主要是围绕环形线圈式车辆检测器的设计而展开，通过实时采集和分析车辆经过检测器引起环形线圈发生变化产生的频率波形，采用直接识别和小波变换相结合的方法改进传统车辆检测器的识别方法，用来设计检测车辆的经过。此方法将会在一定程度上提高对车辆的检测精度，提高了性价比，使其在未来仍会有很大的应用前景。
本文结构框架按下面展开：
第一章主要介绍了这个课题的研究背景、国内外研究现状及其研究意义，点明环形线圈检测器作为本课题的研究对象，并说明运用小波变换的方法进行处理。
第二章介绍了几种常用的车辆检测方法，大体介绍了环形线圈车辆器的工作原理以及构成。
第三章介绍在信号分析中小波变换对比傅里叶变化存在的优势，并具体介绍小波分析的应用原理，包括离散小波的原理、小波基的选择、小波去噪、小波层数分解，引出小波分析后用能量分析的处理方法来提高检测车辆的精度。
第四章按照步骤，对采集到的车辆经过环形线圈时引起输出频率变化的信号，进行小波变换分解的整个具体处理过程。
第五章基于硬件电路建立实验平台，在车辆行驶速度、车辆与环形线圈的距离以及长时间的检测几方面，对直接检测频率变化的方法和对信号进行小波处理后的方法进行比较并总结。
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