基于微處理器的車(chē)流量數據的檢測與分析

利用AVR單片機的PD口來(lái)控制選通兩片74HC244芯片中的一個(gè)，即分別選通兩個(gè)接收排中的一排，將接收到的數據用AVR的PB口接收，通過(guò)仿真，可檢測算法在運行中的正確性。另外，微處理器的PA口用于與外部進(jìn)行通信，將識別結果發(fā)送到上位機。

6 識別算法的設計過(guò)程

算法的設計直接決定識別的效果，甚至系統的成本。算法中要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是如何確定有車(chē)進(jìn)入測試區間、判斷車(chē)行進(jìn)方向、并排行駛多輛車(chē)的識別、車(chē)的型號以及車(chē)流量的確認。

本系統采用C語(yǔ)言編程，軟件調試通過(guò)硬件測試、單排識別測試、穩定雙排識別測試和帶外部通信的測試四個(gè)階段逐步設計、修改、優(yōu)化算法和程序，最終達到比較理想的識別效果。

（1）在硬件測試中，用程序檢測接收電路中所選擇的電阻以及三極管的型號是否合理，這將直接影響采集靈敏性和采集效果。

（2）完成硬件測試后，通過(guò)單排檢測測試，首先要解決確定有車(chē)進(jìn)入測試區的標準，本步驟關(guān)鍵一點(diǎn)是測算兩個(gè)接收點(diǎn)的間距w，首先要保證最小的車(chē)型寬度足以擋住n個(gè)接收點(diǎn)，而并排行駛的汽車(chē)間最小距離也應大于一個(gè)接收間距，這樣對判斷是一輛車(chē)經(jīng)過(guò)還是多輛車(chē)在算法設計上提供了可行性?？筛鶕F場(chǎng)中接收點(diǎn)密度選定n的取值，本實(shí)驗模型中選擇n為3。因此，在判斷一排接收信號中，有連續3個(gè)以上接收點(diǎn)被擋，即說(shuō)明有車(chē)經(jīng)過(guò)。

將一排接收點(diǎn)編號，為r[0]到r[7]，這樣首次提取到r[i]到 r[j]連續被擋，將j與i的差值賦給變量l,如果l的值不小于3，即發(fā)現車(chē)輛，同時(shí)l*w即可以確定車(chē)輛寬度，對照車(chē)寬標準，可以判斷車(chē)型。另外，提取第j位以后的各位，如果7-j不小于4，則有并行過(guò)車(chē)可能，仿照第一次判斷標準，判斷出是否有并行車(chē)輛，以及型號。

（3）雙排識別的作用是穩定的判斷出車(chē)行駛的方向，以及提取通過(guò)測試區車(chē)流量。這就需要根據車(chē)輛依次通過(guò)兩排測試排時(shí)產(chǎn)生的信號的先后變化，以及對車(chē)通過(guò)測試區域的分解動(dòng)作建立模型，設計確定車(chē)流量的算法。在這個(gè)階段，又會(huì )出現新的干擾問(wèn)題，就是車(chē)輛在連續通過(guò)兩個(gè)測試排過(guò)程中，剛要經(jīng)過(guò)每個(gè)測試排時(shí)都會(huì )產(chǎn)生采集信號的劇烈變化，造成最終識別的嚴重錯誤，因此，在這一環(huán)節，需要加入防抖抗干擾措施，對每一排信號在一定時(shí)間內進(jìn)行多次采樣，設置采樣標志變量，將多次采樣的標志變量進(jìn)行綜合匹配，匹配后結果在置信區間的，則認為采集數據真實(shí)。但過(guò)多采樣，會(huì )降低系統運行速度，經(jīng)過(guò)實(shí)驗，在模型中，取兩次采樣，間隔1ms，已經(jīng)能達到滿(mǎn)意的效果。以第一排為例，設第一次采集中識別的車(chē)輛標志變量為a1(為0表示無(wú)車(chē)，為1表示有車(chē))，并行標志變量b1(為0表示無(wú)車(chē)，為1表示有并行車(chē))；同理，設第二次采集得到的相應變量為a2和b2，則第一排真實(shí)的過(guò)車(chē)情況標志變量a和b如圖4所示。

通過(guò)類(lèi)似方式獲得第二排的置信狀態(tài)，綜合兩排車(chē)輛運行狀態(tài)，通過(guò)設計的判斷車(chē)輛駛入、通過(guò)、駛出和駛離動(dòng)作模型，用算法將完成這一套動(dòng)作作為判斷車(chē)行進(jìn)方向以及車(chē)輛真正通過(guò)測試區，完成一次記數的標準。綜合，以上各步驟程序以及采集到的數據，完成雙向并排車(chē)流量的識別。

（4）系統在處理與外部通信中，根據外部所連接設備，用算法讓系統在合適時(shí)機送出數據，避免過(guò)頻通信，占用識別處理時(shí)間，影響結果。

7 結論

本文中有兩個(gè)創(chuàng )新點(diǎn)，首先是用矩陣式紅外識別解決了以往利用紅外線(xiàn)或激光判斷統計物體經(jīng)過(guò)某區域時(shí)，只能根據物體經(jīng)過(guò)時(shí)阻擋信號的次數計數，需要物體必須按順序逐個(gè)經(jīng)過(guò)測試區域，不能對并行通過(guò)的物體識別的缺陷，實(shí)現了經(jīng)濟高效的在雙向上識別并排通行的多輛車(chē)。

其次根據車(chē)輛通過(guò)測試區的不同狀態(tài)，設計了多樣的算法，能夠高效識別車(chē)輛通行狀況。