隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市汽車擁有量越來越多，就造成了交通擁擠阻塞、交通事故頻發(fā)、交通污染嚴(yán)重等問題，這些問題通過線圈時(shí)在其周圍形成一個(gè)電磁場，當(dāng)車輛行至線圈上方時(shí)，在金屬車體中感應(yīng)出渦流電流，渦流電流又產(chǎn)生于環(huán)路相耦但方向相反，即互感，使線圈電感量隨之降低，引起電路諧振頻率的上升。逐漸引起了人們的注意。本世紀(jì)80年代末90年代初出現(xiàn)了智能-IntelligentTransportSystem），許多發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家相繼提出各自的發(fā)展戰(zhàn)略，并試圖通過發(fā)展ITS帶動(dòng)本國基于車輛、通訊、電子、交通系統(tǒng)（ITS計(jì)算機(jī)以及網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)的經(jīng)濟(jì)大發(fā)展。車輛檢測技術(shù)是智能交通系統(tǒng)中不可缺少的基本組成部分，水平的高低直接影響到高速公路和城市道路監(jiān)控系統(tǒng)的整體運(yùn)行和管理水平。而車輛檢測技術(shù)的水平高低主要體現(xiàn)在車輛檢測器的先進(jìn)程度上。車輛檢測器主要是通過數(shù)據(jù)采集和設(shè)備監(jiān)視等方式向監(jiān)控系統(tǒng)中的信息處理和信息發(fā)布單元提供各種交通參數(shù)，作為監(jiān)控中心分析、判斷、發(fā)出信息和提出控制方案的主要依據(jù)。近十年來，車輛檢測器日趨系統(tǒng)化和光機(jī)電一體化，并且隨著微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)的發(fā)展，特別是近年來智能交通系統(tǒng)的飛速發(fā)展，已經(jīng)在很大程度上改變了交通監(jiān)控技術(shù)的性質(zhì)。現(xiàn)在，隨著大范圍車輛識(shí)別檢測器的應(yīng)用、加上光纖通信系統(tǒng)、基于微處理器的信號(hào)控制設(shè)備、強(qiáng)有力的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及工程模塊化的人工智能等使得交通監(jiān)控系統(tǒng)朝著大范圍、全方位、智能化和實(shí)時(shí)控制的方向發(fā)展。
1.車輛檢測器的分類近幾年來，隨著傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)和信息處理技術(shù)等的發(fā)展，車輛檢測器也有較大發(fā)展，出現(xiàn)的種類很多，工作原理各異，但可概括為兩大基本功能：一為檢測車輛的存在或出現(xiàn)，二為檢測車輛的運(yùn)動(dòng)或通過，任一車輛檢測器至少應(yīng)具有上述兩個(gè)基本功能之一。為此車輛檢測器中分為存在型、通過型和兩者結(jié)合的復(fù)合型，對于存在型檢測器（PresenceDetector），只要在其監(jiān)視區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)被檢車輛，就能產(chǎn)生輸出信號(hào)；通過型檢測器（PassageDetector）是根據(jù)車輛的到達(dá)或運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間很短的輸出信號(hào)來檢測；某些檢測器只能檢測靜態(tài)或動(dòng)態(tài)中的一種，有些則既能檢測靜態(tài)的存在，又能檢測動(dòng)態(tài)的通過，稱為復(fù)合型檢測器。若按照車輛檢測器的工作原理進(jìn)行分類，可分為電接觸式、光電式、電磁感應(yīng)式、超聲波式、紅外線式等多種類型。目前具有代表性的是按檢測器的工作方式及工作時(shí)的電磁波波長范圍，將檢測器劃分為三大類：磁頻車輛檢測器、波頻車輛檢測器和視頻車輛檢測器。
2.磁頻車輛檢測器磁頻車輛檢測器是基于電磁感應(yīng)原理的車輛檢測器，它有感應(yīng)線圈檢測器、磁性檢測器、地磁檢測器、微型線圈檢測器和磁成像檢測器等幾種類型。
2.1感應(yīng)線圈檢測器（InductiveLoopDetector）感應(yīng)線圈車輛檢測器是目前國內(nèi)外使用較為廣泛的車輛檢測裝置。這種檢測器是由埋設(shè)在路面下的線圈傳感器、信號(hào)檢測處理單元（包括檢測信號(hào)放大單元、數(shù)據(jù)處理單元和通信接口）及饋線。當(dāng)電流有車輛通過。感應(yīng)線圈檢測器具有成本低、安裝方便、靈敏度高、受氣候影響的優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際使用中，因道路施工、路面變形等因素使線圈的損壞率較高，更換安裝和維護(hù)時(shí)要進(jìn)入公路主體，影響交通運(yùn)輸，造成成本升高，維護(hù)的工作量也很大。
2.2磁性檢測器（MagneticDetector）磁性檢測器也是在檢測磁場變化的基礎(chǔ)上進(jìn)行工作的。這種檢測器由裝在護(hù)套內(nèi)的小線圈和位于控制箱中的袋子放大器組成，使用時(shí)將具有高磁導(dǎo)率的線圈埋在路面下，當(dāng)車輛靠近或者通過線圈時(shí)，穿過線圈的磁場發(fā)生變化，從而在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，使放大器發(fā)出車輛通過的信息。該類檢測器僅可檢測車輛的通過且對車速有一個(gè)低限，其主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡單且不受路表問題的影響；主要缺點(diǎn)是無法檢測靜態(tài)車輛，所以在當(dāng)今交叉口檢測方法的許多應(yīng)用中受到限制。
2.3地磁檢測器（MagnetometerDetector）地磁檢測器是把一個(gè)具有高導(dǎo)磁率鐵芯和線圈裝在一個(gè)保護(hù)套內(nèi)，里面填滿非導(dǎo)電的防水材料，形成一根磁棒。在路上垂直于交通流的方向開一個(gè)0.2~0.6m的孔，把磁棒埋在路面下，當(dāng)車輛駛過這個(gè)線圈時(shí)，通過線圈的磁通量發(fā)生變化，在線圈中產(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢，這個(gè)電動(dòng)勢經(jīng)過放大器放大后去推動(dòng)繼電器，發(fā)出一個(gè)車輛通過的信息。靜止的車輛不會(huì)產(chǎn)生輸出，屬于通過型檢測器。對于僅要求記錄來往車輛數(shù)量的場合，地磁檢測器比較適合，而對于其他的交通流數(shù)據(jù)的檢測就顯得力不從心，可以看出地磁檢測器的適用面不廣。
2.4微型線圈檢測器（MicroloopDetector）微型線圈檢測器是一種專利型車輛傳感器，在設(shè)計(jì)上類似地磁檢測器，但需要和標(biāo)準(zhǔn)的感應(yīng)線圈檢測器的處理裝置相連。微型線圈探頭把磁場強(qiáng)度的增加轉(zhuǎn)換為線圈電感量的減少，從而驅(qū)動(dòng)環(huán)形線圈放大器。與地磁檢測器一樣，微型線圈檢測器也是為了檢測高靈敏度的地點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。它的優(yōu)點(diǎn)之一是每條通道可以比地磁式檢測器安裝更多的傳感器，與地磁檢測器一樣，也屬于通過型檢測器，無法檢測靜態(tài)車輛。
2.5磁成像檢測器（VMIDetector）由Nu-Metrics公司研制成功的車輛檢測器中的傳感器技術(shù)，稱為車輛磁成像（VMIVehicleMagneticImaging）技術(shù)。它測量由于車輛的出現(xiàn)而引起的電磁場擾動(dòng)或變化，通過與已記錄的不同結(jié)構(gòu)車輛的磁紋（MagneticFootprint）相比較，不僅能將卡車和小車分離開來，而且可以測出車輛的構(gòu)造、車型及速度。3波頻車輛檢測器波頻車輛檢測器是以微波、超聲波和紅外線等對車輛發(fā)射頻檢測相比，它的缺點(diǎn)是無法提供視覺監(jiān)視能力，記錄通行車輛或交通路況的可視特征。
3.MicrowareDetector）雷達(dá)3.1雷達(dá)（微波）檢測器（Radar.檢測器按照多普勒效應(yīng)（DopplerEffect）原理工作，它由發(fā)射天線和發(fā)射接收器組成。架在門架上或路邊立柱上的發(fā)射天線向路面檢測區(qū)域發(fā)射微波波束，當(dāng)車輛通過時(shí)，反射波束以不同的頻率返回天線，檢測器的發(fā)射接收器測出由于車輛運(yùn)動(dòng)而引起的頻移，即可產(chǎn)生一個(gè)車輛感應(yīng)輸出信號(hào)，從而測定車輛的通過或存在。微波檢測器的工作頻率通常是24GHz或10GHz.雷達(dá)檢測器具有多檢測區(qū)域的特點(diǎn)，可檢測交通量，車速，占有率等多項(xiàng)交通流信息，目前在交通檢測方面具有很大的優(yōu)勢，與視位，是未來智能交通系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)。
基本類型。主動(dòng)式紅外檢測器使用半導(dǎo)體紅外線發(fā)生器作為傳感器，自帶指向測量車道的紅外線光源，駛進(jìn)檢測區(qū)的車輛將紅外光反射回檢測器處，產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。被動(dòng)式紅外檢測器其原理是利用無車輛的路面的紅外線能輻射強(qiáng)度與路上有汽車通過時(shí)的紅外線輻射強(qiáng)度的變化，由紅外線接受器檢測出來。它的典型使用是安裝在信號(hào)燈柱或其他柱子上檢測交叉口和行人過街區(qū)。這種檢測器具有快速準(zhǔn)確、輪廓清晰的檢測能力，其缺點(diǎn)是工作現(xiàn)場的灰塵、冰霧會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作。
3.2紅外線檢測器（InfraredDetector）紅外線檢測器是很，有主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種類型的檢測器（如雷達(dá)檢測器）相連以檢測超速行駛的車輛。當(dāng)發(fā)現(xiàn)超速行駛的車輛時(shí)，攝像機(jī)拍攝到該車的圖像，上傳到視頻處理器處理后，就可以得到該車的車牌號(hào)，然后在前面的可變情報(bào)標(biāo)志版上得到該車的牌照號(hào)和速度，并給該車超速警告。先進(jìn)的視頻車輛檢測器在檢測區(qū)域內(nèi)借助全天候攝像機(jī)，可以記錄該區(qū)域內(nèi)的車輛數(shù)量、排隊(duì)規(guī)模和車速等，將以上信息反饋到控制中心進(jìn)行處理以確定交通信號(hào)周期和控制方式，并利用可變情報(bào)版給上游車輛提供有關(guān)阻塞和事故的建議信息，以完成交通的自適應(yīng)控制，車輛誘導(dǎo)等功能。視頻車輛檢測器在現(xiàn)在交通控制系統(tǒng)中占有很重要的地目前在交通工程中主要用于：車輛檢測及分類、阻塞分類、交通流的預(yù)測，交通參數(shù)的估計(jì)、字符的辨識(shí)、駕駛員行為的模擬等眾多領(lǐng)域。隨著圖像處理技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，視頻車輛檢測技術(shù)的應(yīng)用范圍必將頻檢測相比，它的缺點(diǎn)是無法提供視覺監(jiān)視能力，記錄通行車輛或交通路況的可視特征。
3.3超聲波檢測器（UltrosonicDetector）超聲波車輛檢測器也是利用反射回波的原理制成，它是通過接收由超聲波發(fā)生器發(fā)射的并經(jīng)車輛反射的超聲回波檢測車輛的，如果超聲波檢測器的探頭所對應(yīng)的檢測區(qū)域內(nèi)有車輛通過或存在，探頭反射出來一束超聲波，就會(huì)反射回來被同一探頭所接收，通過判斷該信號(hào)與原反射回波信號(hào)在時(shí)間上的差異，做出檢測區(qū)域內(nèi)有車輛通過或存在的判斷。它有脈沖型、諧振型和連續(xù)波型超聲檢測器三種類型。脈沖式檢測器懸掛在車道的上方，向車道下方發(fā)射超聲波能的脈沖，并且接受回波。當(dāng)有車輛從下方通過時(shí)，從車頂反射回波而不是從路面反射回波，縮短了回波的路程，從而檢測車輛的到達(dá)。振波型檢測器在車道兩邊分別安裝相向?qū)α⒌陌l(fā)射器和接受器，從發(fā)射器發(fā)射諧振型超聲波，此超聲波橫越車道被車道對面的接受器接受，當(dāng)車輛通過時(shí)就截?cái)嗔瞬ㄊ瑥亩鴻z測出車輛。連續(xù)波型超聲檢測器，檢測器發(fā)射一個(gè)連續(xù)的超聲波能的波束射向駛近的車輛，由于多普勒效應(yīng)引起來車反射頻率的變化，于是就能檢測車輛的存在。
4.視頻車輛檢測器視頻車輛檢測器系統(tǒng)是在傳統(tǒng)電視監(jiān)視系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是以車輛檢測技術(shù)、攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)為基礎(chǔ)，大范圍地對車輛施行檢測和識(shí)別。視頻檢測，也被稱為圖片處理或人工視覺，是一種結(jié)合視頻圖像和電腦化模式識(shí)別的技術(shù)。其基本原理是：在很短時(shí)間間隔內(nèi)，由半導(dǎo)體電荷耦合器件（CCD）攝像機(jī)連續(xù)攝得兩幅圖像，而這種圖像本身就是數(shù)字圖像，很容易對這兩幅圖像的全部或部分區(qū)域進(jìn)行比較，有差異說明有運(yùn)動(dòng)物體。視頻檢測系統(tǒng)的核心是視頻處理器，它由以CPU為基礎(chǔ)的處理器、多個(gè)電路模塊和用于分析視頻圖像的軟件等設(shè)備構(gòu)成，可以接收多臺(tái)由路邊攝像機(jī)傳來的視頻信號(hào)。
簡單的視頻車輛檢測器仍是記錄車輛的圖像，可以與其它得到擴(kuò)大。
5.車輛檢測技術(shù)的發(fā)展方向隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)和人工智能的迅速發(fā)展，車輛檢測技術(shù)形成了三個(gè)發(fā)展方向：一是提高傳統(tǒng)車輛檢測器的各項(xiàng)性能。具體來說，對于以電磁場變化的原理，研究開發(fā)的車輛檢測器，重點(diǎn)提高該類檢測器的可靠性和使用壽命；對于以微波、超聲波和紅外線等對車輛發(fā)射電磁波而產(chǎn)生感應(yīng)原理的檢測器，重點(diǎn)在于提高檢測器的精度和抗干擾能力。二是以車輛檢測器的發(fā)展為基礎(chǔ)，結(jié)合人工智能和先進(jìn)的計(jì)算方法等，使車輛檢測器朝著系統(tǒng)化、智能化和光電一體化發(fā)展。如智能化遙感微波檢測器、感應(yīng)線圈（LD）智能交通流量測試儀、高速公路時(shí)間自動(dòng)探測系統(tǒng)等。三是完全拋開傳統(tǒng)的檢測原理和方法，開發(fā)新的技術(shù)和方法。如本文介紹的以攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的圖像識(shí)別系統(tǒng)的研究，其目標(biāo)是完全替代傳統(tǒng)的車輛檢測器并提供傳統(tǒng)車輛檢測器所無法提供的更多的車輛和交通流狀態(tài)參數(shù)。該方向的重點(diǎn)是提高圖像識(shí)別的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。視頻車輛檢測技術(shù)的應(yīng)用、以及光纖通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用，必將使交通控制系統(tǒng)向大范圍、全方位、智能化和實(shí)時(shí)控制方向發(fā)展。
