多傳感器融合技術在智能交通中的應用

　　智能交通系統(簡稱ITS)，是未來幾十年內交通系統的發展方向，它將計算機技術、傳感器技術、信息技術和通信技術等有效地集成并應用于交通信息管理系統中，并建立起一種大范圍、全方位、實時準確高效的綜合交通運輸管理系統。為獲取交通信息流中全方位的實時交通數據信息，需要各種檢測器協同工作，共同采集交通參數并由中央控制器對所采集到的各個參數進行融合分析，以此來評定城市交通狀況。例如，為了評定高速公路上某時段所通過的各種車型的數量，超速超載情況以及車流量等信息，可以通過在路面布置重量傳感器，當車輛從其表面行駛過時，車輛的重量就可以實時測定出來;同時，車輛上方的視覺傳感器可以采集到車輛的輪廓信息并進行分析，得到車型數據。中央控制單元通過對車型和重量兩個數據的融合分析即可得出車輛是否有超載的現象。

　　《公路交通科技》是中央一級學術性期刊，由中華人民共和國交通部主管，交通部公路科學研究所主辦，國內外公開發行。刊物主要刊登道路工程、橋梁工程、汽車運用與維修工程、汽車節能、筑路機械、交通工程、公路運輸經濟與管理、環境污染與防治等方面的科技成果與學術論文，以及設計施工、產品開發、科技信息等內容。

　　1 交通安全

　　針對交通安全中最值得關注的問題之一疲勞駕駛，可以通過紅外線攝像儀和脈沖發光二極管相結合，定位和測試駕駛人瞳孔，通過圖像處理和特征提取以后，分析瞳孔是否變小，甚至閉合，分析駕駛人是否出現疲勞駕駛的情況;同時通過車軸轉向角傳感器采集車輛行駛方向的變化信息，分析車輛是否偏離行車道;通過車輛前安裝的毫米波雷達，可以實時得到車輛與前車或者障礙物距離，當距離超過一定的閾值范圍，發出報警顯示和報警提示音，同時在駕駛員來不及剎車的情況下采取緊急制動，防止車禍的發生。系統結構如圖1所示。

　　2 交通流信息檢測與融合

　　交通流信息檢測是智能交通的重要組成部分，是將各個傳感器檢測的信息融合以后得到實時的交通流數據，如車流量、車速、車道占有率、交通流密度、排隊長度等送給控制中心，分析交通流信息以后發出相應指令來實現智能控制。這些參數主要是通過安裝在路面的環形線圈檢測器來檢測得到的。環形線圈檢測交通流信息原理是根據回路的電感變化，當有車輛經過線圈位置時，檢測器就會被觸發輸出信號，車輛駛離線圈時，信號就會減弱，因此車輛經過線圈檢測器會產生波形信號，以波形計數就會得到某段時間內通過線圈的交通流量。路面每隔3～5米安裝兩個線圈，當車輛接觸到線圈A時，脈沖計數，車輛接觸線圈B時，脈沖計數結束，這樣可以得到車輛通過這段距離所需要的脈沖計數時間，經過處理就能測得車輛的速度。在多信息融合階段，首先假設車速服從正態分布，采用加權平均的數據融合方法來對車速參數進行融合;在車流量檢測部分，根據融合所得到的車速信息來決定車流量分布的數學模型，即車速小于24.5m/s，交通擁擠，車流量服從二項分布，反之車流量服從泊松分布;在排隊長度預測部分，根據估計得到的車流量信息，以及前一時刻的排隊長度共同作為卡爾曼濾波預測模型的參數，得到當前時刻的排隊長度預測。

　　3 車輛追蹤與定位

　　汽車防盜報警系統工作原理為：當車主用RFID(無線射頻識別技術)開啟防盜監測系統時，整個防盜系統開始工作，車門處安裝的應變傳感器可以監測到車門的開關，玻璃破碎探測器可以監測到玻璃是否被蓄意破壞，以及熱釋傳感器可以監測到是否有人進入到車內，霍爾傳感器可以監測車體震動情況。這幾個傳感器協同工作，再將信息實時傳輸給中央處理器進行分析，得出車體是否安全的決策。如判斷車體被入侵，則由報警模塊通過GPRS給手機發送報警短信的方式來通知車主，另一方面，執行模塊可以觸發車燈閃爍或者鳴笛來引起周圍人的注意。

　　4 結論

　　多傳感器融合是一個新興的技術領域，其快速發展為交通領域中的信息提取和分析處理提供了很好的解決方案。多傳感器融合可以最大程度地合理協調多源數據，充分利用有用的信息，提高信息的綜合利用率。這種優勢恰好能在智能交通領域得到充分發揮，對于交通信息融合技術的研究才剛剛開始，目前仍存在很多急需解決的問題，如何降低系統的研發成本，降低運算量和存儲量，增強對多目標和高速運動目標的識別可靠性等等，未來的很長一段時間內，還會有更多的智能交通技術和融合算法的出現。