一種車流量檢測雷達車道識別方法
2023-05-19 21:54:26 1
專利名稱：一種車流量檢測雷達車道識別方法
技術領域：
本發明涉及車輛領域，尤其是涉及一種車輛檢測方法，具體的是一種車流量檢測雷達車道識別方法。
背景技術：
智能交通系統(ITS)是一種在大範圍內、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的綜合交通運輸管理系統。ITS將有效地利用現有交通設施、保證交通安全、提高運輸效率、並以推動社會信息化及形成新產業受到各國的重視。目前已成為世界二十一世紀的交通發展方向。
現有技術中，由於雷達工作的全天候特點，採用雷達來完成ITS系統中車流量和車速的監控是目前最好的手段。美國Wavetronix車流量檢測雷達採用概率分布的方法通過不斷的學習和訓練來進行車道識別，這種方法不僅學習需要一段時間而且受到各種自行車行人的影響從而給車道識別帶來誤差；加拿大RTMS車流量檢測雷達根據零信號的時間來排除零信號的幹擾，但是這種方法由於零信號長短不能確定從而給流量統計帶來誤差。
發明內容
本發明的目的是提供一種車流量檢測雷達車道識別方法，本發明要解決現有技術中車流量檢測雷達由於零信號長短不能確定從而給流量統計帶來誤差的技術問題。
本發明的一種車流量檢測雷達車道識別方法基於車流量檢測雷達裝置實現，所述的車流量檢測雷達裝置由天線、收發組件、線性調製單元、中頻放大器、信號處理機和系統控制器構成，其中，所述的天線將所述的收發組件產生的調頻連續波發射出去，調頻連續波碰到目標被反射回來以後經收發組件混頻，輸入所述的中頻放大器，經放大和濾波後將信號輸入至所述的信號處理機，所述的信號處理機對採樣的信號進行車道識別處理，利用一組與車道數相同的濾波器組將不同車道上的信息分開，同時對每組數據進行頻譜分析，所述的收發組件安裝在固定的位置，其覆蓋區域的背景相對固定，通過將有車輛通過時的頻譜與無車輛通過的頻譜進行頻域消幹，分別記錄不同車道上車輛通過的次數從而得到車流量，所述的信號處理機將統計出來的車流量及車速傳送給系統控制器進行網絡通信。
進一步的，所述的信號處理機中設置的帶通濾波器的數目與所檢測車道數目相同，所述的帶通濾波器對採樣信號實現車道的分離，得到採樣時刻各車道的採樣數據，再分別對每個車道信號處理進行車流量的統計。
進一步的，所述的收發組件接收到的回波信號經過所述的中頻放大器傳至所述的信號處理機，並啟動所述的信號處理機中設置的定時器。
進一步的，所述的系統控制器通過串行通信接口將統計出來的車流量及車速參量通過無線通信鏈路傳遞至交通控制中心。
進一步的，所述的信號處理機採用DSP微處理器。
進一步的，所述的系統控制器採用ARM微處理器。
本發明與已有技術相對照，其效果是積極和明顯的。本發明利用一種時間控制與時頻分析相結合的辦法來減小零信號帶來的誤差，並利用濾波器組實現車道識別不僅可以自動實現車輛位置判斷，同時可以進行手動修改，使用方便。此外，本發明的擴展功能可能通過晶片軟體編程實現，無需增加任何的硬體電路，能從根本上避免硬體電路的複雜性，具有實現手段簡單方便，穩定性高、移植性好易於擴展的特點。
本發明的目的、特徵及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。
圖1是本發明一種車流量檢測雷達車道識別方法的一個優選實施例所對應的車流量檢測雷達裝置功能結構示意圖。
圖2是本發明一種車流量檢測雷達車道識別方法的一個優選實施例的流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明一種車流量檢測雷達車道識別方法是基於車流量檢測雷達裝置實現，所述的車流量檢測雷達裝置由控制單元，信號處理單元和射頻單元構成，所述的控制單元1與所述的信號處理單元2相連接設置，所述的控制單元1連接設置有三角波形發生器4，所述的三角波形發生器4與所述的射頻單元5相連接，所述的射頻單元5連接中頻電路3，所述的中頻電路3與所述的信號處理單元2相連接，所述的控制單元1連接設置有無線通信模塊電路6，所述的控制單元連接設置有通用I/O設備接口7，所述的三角波形發生器4連接設置有存儲器8。所述的控制單元1實現整個系統的初始化，傳送三角波參數給三角波形發生器4產生一幅度、偏置和頻率可調的三角波，輸入到射頻單元5中使之產生一頻率按三角波規律變化的毫米波信號，經射頻單元5中的天線發射出去，碰到目標並返回再由射頻單元5接收，經過中頻電路3濾波放大處理後送入信號處理單元2檢測出汽車目標，並啟動定時器中斷，在一定時間內記錄通過雷達探測區域路面的車輛，計算出車流量和車速等參量，並與控制單元1進行串口通信將統計量通過無線通信模塊電路6傳送給交通控制中心進行智能化交通管理。
本發明的工作流程如圖2所示，系統開機時首先對信息處理單元2的晶片的各內部寄存器進行初始化，然後對系統中用到的定時器A和定時器B以及計數器等常數賦初始值(定時器A的計數值記為T1，定時器B的計數值記為T2)，接下來在軟體中將定時器A、B開啟，兩個定時器分別用來記錄車通過雷達照射區域的時間和記算車流量的時間。必要的初始化結束以後，系統通過模數轉換進行信號採樣並將採集到的數據送入進行頻譜分析，判斷是否有車通過，並利用濾波器組進行車道識別，此時判斷定時器A是否到達一個刷新周期25ms，若沒有到達25ms則信息處理單元2執行空循環等待，直到到達25ms才進行下一步判斷。程序的統計時間默認為30s，可以任意的設定，若達到了統計時間利用時頻分析法以及時間控制法計算每分鐘的車流量，並進行平均車速、車道佔有率和長車流量的計算並與控制單元進行通信，將車流量信息傳至交通管理系統進行交通的管理調度，然後進入新一輪大循環進行新一輪車流量監測；若未到達30s則程序轉入小循環，累計當前車數。整個程序每30秒重新顯示一次當前的車流量信息，周而復始實時監測。本實施例中，信息處理單元2中採用一組濾波器組來實現車流量檢測雷達的車道識別。每組濾波器組中包含8個上下限截止頻率不同的帶通濾波器，不僅可以對時域信號進行濾波以提高信號的質量，而且可以對採樣信號實現車道的分離，得到採樣時刻8個車道的採樣數據，再分別對每個車道信號處理進行車流量的統計。
車流量檢測雷達的功能是統計在檢測區域內在一段時間內每個車道上所經過車輛的數量，並根據車通過的時間來估計每個車道的平均車速，車道佔有率，長車數量等，同時車輛與雷達的距離與回波的頻率相關，因此車流量統計實際上就是對統計時間內對回波的頻率特性進行分析，根據這個特性本系統採用時頻分析來對一段時間內的回波信號進行分析，並與時間控制相結合從宏觀的概念來獲取車流量信息，克服了原先系統中單純從頻域分析車流量信息所帶來的局限性，同時可以克服零信號帶來的影響。
權利要求
1，一種車流量檢測雷達車道識別方法，基於車流量檢測雷達裝置實現，所述的車流量檢測雷達裝置由天線、收發組件、線性調製單元、中頻電路、信號處理機和系統控制器構成，其特徵在於所述的天線將所述的收發組件產生的調頻連續波發射出去，調頻連續波碰到目標被反射回來以後經收發組件混頻，輸入所述的中頻電路，經放大和濾波後將信號輸入至所述的信號處理機，所述的信號處理機對採樣的信號進行車道識別處理，利用一組與車道數相同的濾波器組將不同車道上的信息分開，同時對每組數據進行頻譜分析，通過將有車輛通過時的頻譜與無車輛通過的頻譜進行頻域消幹，分別記錄車輛通過的次數從而得到車流量，所述的信號處理機將統計出來的車流量及車速傳送給系統控制器進行網絡通信。
2，如權利要求1所述的一種車流量檢測雷達車道識別方法，其特徵在於所述的信號處理機中設置的帶通濾波器的數目與所檢測車道數目相同，所述的帶通濾波器對採樣信號實現車道的分離，得到採樣時刻各車道的採樣數據，再分別對每個車道信號處理進行車流量的統計。
3，如權利要求1所述的一種車流量檢測雷達車道識別方法，其特徵在於所述的收發組件接收到的回波信號經過所述的中頻放大器傳至所述的信號處理機，並啟動所述的信號處理機中設置的定時器。
4，如權利要求1所述的一種車流量檢測雷達車道識別方法，其特徵在於所述的系統控制器通過串行通信接口將統計出來的車流量及車速參量通過無線通信鏈路傳遞至交通控制中心。
5，如權利要求1所述的一種車流量檢測雷達車道識別方法，其特徵在於所述的信號處理機採用DSP微處理器。
6，如權利要求1所述的一種車流量檢測雷達車道識別方法，其特徵在於所述的系統控制器採用ARM微處理器。
全文摘要
一種車流量檢測雷達車道識別方法，通過天線將收發組件產生的調頻連續波發射出去，當碰到目標以後被反射回來並經收發組件混頻以後輸入中頻電路，經放大和濾波後將信號輸入至信號處理機，信號處理機對採樣的信號進行車道識別處理，利用一組與車道數相同的濾波器組將不同車道上的信息分開，同時對每組數據進行頻譜分析，收發組件安裝在固定的位置，其覆蓋區域的背景相對固定，所以可以在頻域上完成雜波的消除算法，將有車輛通過時的頻譜與無車輛通過的頻譜進行頻域消幹，分別記錄不同車道上車輛通過的次數，就可得到車流量，信號處理機將統計出來的車流量及車速傳送給系統控制器進行網絡通信。本發明利用時間控制與時頻分析相結合的辦法來減小零信號帶來的誤差，使用方便。
文檔編號G08G1/01GK1912949SQ20051002874
公開日2007年2月14日 申請日期2005年8月12日 優先權日2005年8月12日
發明者孫曉瑋, 蔣鐵珍 申請人:上海雷弗電子有限公司