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基于SVM的地磁车辆检测器车型分类方法研究

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摘要

1 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 课题研究现状

1.2.1 车型分类检测器的研究

1.2.2 地磁车型分类检测器的研究

1.2.3 车型分类算法研究

1.2.4 地磁车型分类算法研究

1.3 论文研究内容及组织结构

2 地磁车辆检测器基本原理及节点设计

2.1 地磁车辆检测原理

2.1.1 地磁场理论

2.1.2 各向异性磁阻效应

2.1.3 传感器检测原理

2.1.4 车辆地磁信息采集设计

2.2 无线传感器网络

2.3 车型分类系统设计

2.3.1 车型分类系统总体设计

2.3.2 车型分类系统节点设计

2.4 本章小结

3 地磁车型信息特征优化

3.1 地磁车型信息特征提取

3.1.1 地磁传感器信号分析

3.1.2 基于动态基准值的信号分离

3.1.3 车辆地磁扰动信号特征提取

3.2 地磁车型信息特征选取及优化

3.2.1 特征优化方法研究

3.2.2 基于混合模型的特征优化

3.3 本章小结

4 基于SVM的地磁车型分类算法

4.1 车型分类标准

4.2 支持向量机算法研究

4.2.1 SVM

4.2.2 多分类SVM

4.2.3 改进的“DAG-SVM”方法

4.3 本章小结

5 实验及结果分析

5.1 实验系统

5.1.1 数据处理端设计

5.1.2 人机交互端设计

5.2 实验结果与分析

5.2.1 实验目的

5.2.2 实验数据采集

5.2.3 实验过程与结果分析

6 总结与展望

6.1 研究工作总结

6.2 研究工作展望

参考文献

图索引

表索引

作者简历

学位论文数据集

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摘要

随着城市化进程的推进,私人车辆日益普及,公路交通事业飞速发展,智能交通系统的研究受到非常大的重视。车型自动分类在智能交通系统中占有核心的地位,可以广泛应用于交通规划、路网设计和交通管理等相关工作中,具有广阔的应用场景。AMR地磁感应车辆检测器具有小体积、低成本、高灵敏度、安装维修方便等优点,是本文的研究对象。
  本文详细的研究了AMR地磁感应车辆检测器的原理,在前人依靠双节点进行车型分类的基础上进行了改进,在单个采集节点上使用了三轴的AMR传感器,传感器的方向正交并分别对应车高、车宽和车长三个方向,这种设计方式丰富了地磁采集信息,综合考虑了车辆构造和形状对磁场的扰动,减弱了车速对车型分类的影响,使得单节点实现车型分类成为可能。
  深入分析了AMR传感器采集到磁场强度信号的特点,在此基础上使用动态基准值的方法将车辆地磁扰动信号分离开来,提取了地磁信息的特征并使用Filter-Filter-Wrapper混合模型方法进行特征优化。
  对各种多分类SVM算法进行了比较和研究,选择有向无环图支持向量机作为本文的车型分类算法,并对传统DAG-SVM算法进行了改进,理论上证明了改进算法能够降低分类误差。
  为了验证本文所提出的车型分类算法的有效性,在增加视频采集的基础上搭建了一个车型分类验证系统,并在北京交通大学校内和校外道路上进行了实地实验。实验表明,本文设计的单节点地磁车型分类检测器的车型分类效果较好,具有较高的识别率,达到了预期目标。

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