地磁传感器对车辆存在性检测方案
2013-09-01 16:35:30   来源:微迷   评论:0   点击:

地球磁场的强度在0 5至0 6高斯,地球磁场在很广阔的区域内其强度是一定的。当一个铁磁性物体,如汽车,置身于磁场中,它会使磁场扰动。此时,放置于其附件的地磁传感能测量出地磁场强度的变化,从而对车辆的存在性进行判断。

地球磁场的强度在0.5至0.6高斯,地球磁场在很广阔的区域内(大约几公里)其强度是一定的。当一个铁磁性物体,如汽车,置身于磁场中,它会使磁场扰动,如图1,此时,放置于其附件的地磁传感能测量出地磁场强度的变化,从而对车辆的存在性进行判断。

汽车对地磁场的扰动

图1 汽车对地磁场的扰动

对于车辆的存在和方向检测,不需要象对车辆进行分类时那么详细的信息,所以只需将磁传感器放置在路边,沿着被检测的车道即可,而不需要在车道上挖坑埋入磁传感器。三轴磁传感器放在距地面1英尺高的位置,X、Y、Z轴方向定义如图2所示。

车辆与磁传感器初始化设置

图2 车辆与磁传感器初始化设置

沿着向上方向的Z轴磁场可用来检测车辆的存在,如图3所示,轿车经过时Z轴的曲线,该曲线的特点是: 当传感器与车辆平行时出现峰值。当在车辆距传感器1英尺的情形下,对该曲线进行平滑处理后,可用来指示车辆的存在。通过建立合适的阀值,可以滤掉旁边车道的车辆或远距离车辆带来的干扰信号。

轿车经过时Z轴磁传感器的曲线图

图3 轿车经过时Z轴磁传感器的曲线图

除了上述沿着向上方向的Z轴检测到手磁场变化可用来检测车辆的存在,检测车辆存在的另一方法是观察磁场变化的大小,也就是计算出整个地磁场在汽车经过时的磁场强度变化情况,从面判断出有无汽车经过: 磁场的大小=(X^2+Y^2+Z^2)^1/2 。

图4显示了磁传感器距车辆1 英尺、5 英尺、10 英尺和21 英尺时,一辆轿车通过所产生的曲线。在不同距离下,Z轴的曲线形状很相似,但是信号强度却大不相同。从1英尺到5英尺,信号强度衰减得非常快。距离越远,数值快速衰减。当传感器只检测单一车道车辆,而忽略其他车道车辆的存在时,这种特点非常有用。

轿车经过时磁场强度的变化曲线

图4 轿车经过时磁场强度的变化曲线

磁传感器在1至4英尺的路边检测距离范围内可以工作得很好。通过观察磁场的变化,可以确定通过车辆的存在。这种检测方法的好处是不用将传感器及相关电路埋在地底,磁传感器也可以安装在铝制外壳中。

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