CN103576140A - 检测行车状况异常的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车载设备，其公开了一种检测行车状况异常的方法和装置，所述方法包括：接收前方车辆发射的射频信号；对所述射频信号进行数字下变频以获得基带数字信号；对基带数字信号进行频率偏差检测以得到接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差；判断频率偏差是否达到设定的阈值；响应于判断结果为是，则确定前方行车状况异常。检测行车状况异常的方法简单易行、能够满足实时性的要求，从而有效地防止车辆追尾。

Description

检测行车状况异常的方法和装置

技术领域

本发明涉及车载设备，特别涉及检测行车状况异常的方法和装置。

背景技术

目前，车辆追尾的交通事故时有发生，追尾事故在整个交通事故中占很大的比例，已成为交通事故的“第一杀手”，即使是轻微的碰撞，出事者也需要付出时间的代价，而在高速公路上的连环追尾现象，往往要付出生命的代价。

现有的车辆防追尾系统可以归纳为两种类型：基于雷达或声纳原理的探测装置和基于通信网络的防碰撞系统。其中基于雷达或声纳原理的探测装置向一定的方向发射光波、电磁波或超声波，这些波遇到障碍物产生反射,反射回来的波可以被探测装置检测到，根据波发射和接收之间的时间差,可以计算障碍物相对于探测装置的距离，通过测量接收到的反射波的多普勒频移，可以估算障碍物之于探测装置的相对速度。然而这类装置结构复杂,实现成本高，只能探测到直接暴露在视线(line ofsight)范围内的物体，在高速公路的应用场景中,只能对紧邻的前方车辆进行探测，无法对间隔着其他车辆的更前方的车辆作出感知。

基于通信网络的防碰撞系统可以进一步分为两个子类：

●一类是基于自组无线网络(Ad-hoc network)进行车间通信的防碰撞系统，在行驶状态中一定范围内的车辆通过无线通信组成临时的网络来进行信息交互，由于自组无线网本身的网络成员和信道访问的不确定性,在这类网络上实现车辆碰撞警告这类实时性要求很高的应用,需要同时实现完善的通信服务质量保证(QoS)机制,因此实现的复杂度和成本都很高。

●另一类是基于固定部署的无线网络基础设施(GPRS,3G,WiFi)的防碰撞系统，将车辆的即时信息不断的收集到控制中心，然后基于控制中心的汇总处理和分析，将相关的信息向单个车辆分发或广播，这种实现方式依赖于完善的基础设施建设，此外，由于通信链路经过后端的控制中心处理，整个传输过程中有较大的时延,因此并不适合实时性要求很高的应用。

因此，需要一种实现简单、满足实时性要求的防止车辆追尾方法。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种检测行车状况异常的方法和装置。

根据本发明的第一方面，提供一种检测行车状况异常的方法，所述方法包括：接收前方车辆发射的射频信号；对所述射频信号进行数字下变频以获得基带数字信号；对基带数字信号进行频率偏差检测以得到接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差；

判断频率偏差是否达到设定的阈值；响应于判断结果为是，则确定前方行车状况异常。

根据本发明的第二方面，提供一种检测行车状况异常的装置，所述装置包括：接收模块，被配置为接收前方车辆发射的射频信号；下变频模块，被配置为对所述射频信号进行数字下变频以获得基带数字信号；频偏检测模块，被配置为对基带数字信号进行频率偏差检测以得到接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差；频率比较模块，被配置为判断频率偏差是否达到设定的阈值；报警模块，被配置为响应于判断结果为是，则确定前方行车状况异常。

根据本发明实施例的检测行车状况异常的方法实现简单、能够满足实时性的要求，从而有效地防止车辆追尾。

附图说明

结合附图，通过参考下列详细的示例性实施例的描述，将会更好地理解本发明本身、优选的实施方式以及本发明的目的和优点，其中：

图1示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算系统100的框图；

图2示出根据本发明实施例检测行车状况异常的方法；

图3示出根据本发明实施例的检测行车状况异常的车载发射器的实现框图；

图4示出根据本发明实施例的检测行车状况异常的车载接收器的实现框图；

图5示出根据本发明的第一实施例实现频率偏差检测的框图；

图6示出根据本发明的第二实施例实现频率偏差检测的框图；

图7示出根据本发明的第三实施例进行实现频率偏差检测的框图；

图8示出根据本发明实施例的车载发射器的天线增益特性示意图；以及

图9示出根据本发明实施例检测行车状况异常的装置900。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算系统200的框图。如图1所示，计算机系统100可以包括：CPU（中央处理单元）101、RAM（随机存取存储器）102、ROM（只读存储器）103、系统总线104、硬盘控制器105、键盘控制器106、串行接口控制器107、并行接口控制器108、显示控制器109、硬盘110、键盘111、串行外部设备112、并行外部设备113和显示器114。在这些设备中，与系统总线104耦合的有CPU 101、RAM 102、ROM 103、硬盘控制器105、键盘控制器106、串行控制器107、并行控制器108和显示控制器109。硬盘110与硬盘控制器105耦合，键盘111与键盘控制器106耦合，串行外部设备112与串行接口控制器107耦合，并行外部设备113与并行接口控制器108耦合，以及显示器114与显示控制器109耦合。应当理解，图1所述的结构框图仅仅是为了示例的目的，而不是对本发明范围的限制。在某些情况下，可以根据具体情况增加或减少某些设备。

所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件（包括固件、驻留软件、微代码等），还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。

可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。

下面将参照本发明实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，这些计算机程序指令通过计算机或其它可编程数据处理装置执行，产生了实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的装置。

也可以把这些计算机程序指令存储在能使得计算机或其它可编程数据处理装置以特定方式工作的计算机可读介质中，这样，存储在计算机可读介质中的指令就产生出一个包括实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的指令装置(instruction means)的制造品（manufacture）。

也可以把计算机程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令能够提供实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的过程。

图2示出根据本发明实施例检测行车状况异常的方法，该方法包括：在步骤S201，接收前方车辆发射的射频信号；在步骤S202，对所述射频信号进行数字下变频以获得基带数字信号；在步骤S203，对基带数字信号进行频率偏差检测以得到接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差；在步骤S204，判断频率偏差是否达到设定的阈值；在步骤S205，响应于判断结果为是，则确定前方行车状况异常。

在步骤S201，接收前方车辆发射的射频信号，根据本发明的实施例，位于前方车辆的发射器通过定向天线不断地向后方发射射频信号，发射器和接收器预先约定在一个固定的射频载波频率fc和基带数字信号的参考调制频率fs，其中（fc>>fs），图3示出根据本发明实施例的检测行车状况异常的车载发射器的实现框图，其中S1是调制在频率fs上的数字基带信号，S1可以是伪随机序列或者复单一信号。在发射器端，本地振荡器(LO)304产生载波频率fc_local,不同收发机的载波频率分别来自各自的本地振荡器，同参考载波频率fc之间都存在一定的频率偏差，因此需要根据GPS接收机提供参考时钟信号，用数字锁相环(DPLL)来纠正这种频率偏差，保证来自不同发射器的空口信号都承载在准确的载波频率fc上。数字锁相环302根据来自本地振荡器304的参考时钟和来GPS接收机303的标准参考时钟，得到频率偏差fc-fc_local，即该发射器相对约定的载波频率fc的频率误差。该频率偏差做为数控振荡器(NCO)301的输入，对需要发射的基带数字信号S1进行数字频率校正，校正后的基带参考信号S2被调制在频率fs+fc-fc_local，然后通过数模转换器305转换为模拟信号S3，作为模拟射频前端306的输入。射频前端的载波频率为根据本振参考频率产生的fc_local，模拟信号S3通过射频前端产生的空口射频信号S4被调制在fc_local+(fs+fc-fc_local)=fs+fc，从而保证来自不同发射机的基带参考信号都被准确地在载波fc上发射出去。

在步骤S202，对所述射频信号进行数字下变频以获得基带数字信号，图4示出根据本发明实施例的检测行车状况异常的车载接收器的实现框图，其中本地振荡器、数字锁相环和数控振荡器的功能同图3中发射器的对应部件相同,在此不一一赘述。接收器的射频前端401接收到多路混合信号S1’，其中每路信号的频率为fs+fc+△fi，(1<=i<=N)，△f i表示当前车辆接收N辆前车发射的射频信号对应的多普勒频移。fs+fc+△f i在射频前端的混频器中与来自本地振荡器402的本振频率fc_local进行混频后，输出信号S2’的频率变为fs+fc+△fi-fc_local。信号S2’经过模数转换器405转为数字信号S3’，数字锁相环403根据来自本地振荡器402的参考时钟和来GPS接收机404的标准参考时钟，得到频率偏差fc-fc_local。数控振荡器(NCO)406基于数字信号S3’和该频率偏差fc-fc_local，将数字信号S3’从fc载波上卸载下来，使输出的数字基带信号S4’的频率变为(fs+fc+△f i-fc_local)-(fc-fc_local)=fs+△fi,(1<=i<=N)。

进一步，将该基带数字信号S4’输入到频偏检测器407，根据本发明的一个实施例，在将基带数字信号S4’输入到频偏检测器407之前，可以先经过低通滤波器去除干扰杂波，从而得到干净的基带数字信号S5。

在频偏检测器407中实现步骤S203，对基带数字信号进行频率偏差检测以得到接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差。位于当前车辆的接收器接收到来自前方N辆车的发射器发射的射频信号，由于每辆车同当前车的相对速度各不相同,产生的频率偏差△f也不各不相同。在此利用多普勒效应(Doppler effect)计算频率偏差，多普勒效应的原理是当发射源与接收体之间存在相对运动时，接收体接收的发射源发射信息的频率与发射源发射信息频率不相同，这种现象称为多普勒效应，接收频率与发射频率之差称为多普勒频移(Doppler shift)。波的传播也存在多普勒效应，当波源与接收体之间有相对运动时，接收体接收的波频率f′与波源频率f存在多普勒频移△f，即:

Δf＝f′-f，

当接收体与波源相互靠近时，接收频率f′大于发射频率f，即：Δf＞0。

当接收体与波源相互远离时，接收频率f′小于发射频f，即：Δf＜0。

可以证明若接收体与波源相互靠近或相互远离的速度为v，波速为c(c>>v)，则接收体接收波的多普勒频移为：

Δf=f′-f=f·v/c，

其中v为接收体与波源的相对速度，两者相互靠近时该速度取正，相互远离时该速度取负。

根据本发明的一个实施例可以在时域中实现对基带数字信号进行频率偏差检测，该方法包括：获取基带数字信号相邻的第一采样点和第二采样点；将第一采样点表示为第一复向量；将第二采样点表示为第二复向量；计算第一复向量和第二复向量的相位差；根据所述相位差计算出接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差。

根据本发明的另一个实施例可以实现在时域中对基带数字信号进行频率偏差检测，该方法包括：获取基带数字信号的连续多个采样点；将所述连续多个采样点表示为复向量；计算连续多个采样点中相邻采样点对应的复向量之间的相位差；对所述相位差进行加权平均以获得平均相位差；根据所述平均相位差计算出接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差。

图5示出根据本发明的第一实施例实现频率偏差检测的框图，发射器NCO输入的数字基带信号S1以数字复单一信号为例，数字复单一信号是对连续复单一信号进行采样而产生的离散信号。连续复单一信号x(t)的频率为f_s，x(t)表示为：

x(t)=cos(2πf_st)+jsin(2πf_st)；（1）

数字采样的频率为f_k，(f_k≥2f_s),产生的数字复单一信号为：

$x\left(n\right)=\cos \left(\frac{2\mathrm{\&pi;n}{f}_s}{f_k}\right)+j\sin \left(\frac{2\mathrm{\&pi;n}{f}_s}{f_k}\right);---\left(2\right)$

通过延时器501获取与基带数字信号的复向量R(n)相邻采样点的复向量R(n-1)：

$R\left(n\right)=\cos \left(\frac{2\mathrm{\&pi;n}(f_s+\mathrm{\&Delta;f})}{f_k}\right)+j\sin \left(\frac{2\mathrm{\&pi;n}(f_s+\mathrm{\&Delta;f})}{f_k}\right);---\left(3\right)$

$R(n-1)=\cos \left(\frac{2\mathrm{\&pi;}(n-1)(f_s+\mathrm{\&Delta;f})}{f_k}\right)+j\sin \left(\frac{2\mathrm{\&pi;}(n-1)(f_s+\mathrm{\&Delta;f})}{f_k}\right);---\left(4\right)$

通过共轭信号计算模块502得到R(n-1)的共轭R^*(n-1)，对R(n)和R(n-1)进行自相关处理，即，R(n)和R(n-1)的共轭相乘，得到D(n)，

$D\left(n\right)=R\left(n\right)\&CenterDot;R^{*}(n-1)=\cos \left(\frac{2\mathrm{\&pi;}(f_s+\mathrm{\&Delta;f})}{f_k}\right)+j\sin \left(\frac{2\mathrm{\&pi;}(f_s+\mathrm{\&Delta;f})}{f_k}\right);---\left(5\right)$

通过相位差计算模块503可以获得复向量R(n)和R(n-1)的相位差θ，

$\mathrm{\&theta;}=\frac{2\mathrm{\&pi;}(f_s+\mathrm{\&Delta;f})}{f_k};---\left(6\right)$

最后，△f计算模块504根据θ计算出△f

$\mathrm{\&Delta;f}=\frac{\mathrm{\&theta;}\&CenterDot;f_k}{2\mathrm{\&pi;}}-f_s;---\left(7\right)$

图6示出根据本发明的第二实施例实现频率偏差检测的框图，获取基带数字信号的m个连续采样点，并将m个连续采样点表示为复向量，对相邻采样点对应的复向量做自相关处理，得到D(n)，D(n-1)，..D(n-m+1)。D(n)可以根据上述的公式（5）获得，按照类似的方法可以获得D(n-1)，..D(n-m+1)

$D(n-1)=R(n-1)\&CenterDot;R^{*}(n-2)=\cos \left(\frac{2\mathrm{\&pi;}(f_s+\mathrm{\&Delta;f})}{f_k}\right)+j\sin \left(\frac{2\mathrm{\&pi;}(f_s+\mathrm{\&Delta;f})}{f_k}\right);---\left(8\right)$

$D(n-m+1)=R(n-m+1)\&CenterDot;R^{*}(n-m)=\cos \left(\frac{2\mathrm{\&pi;}(f_s+\mathrm{\&Delta;f})}{f_k}\right)+j\sin \left(\frac{2\mathrm{\&pi;}(f_s+\mathrm{\&Delta;f})}{f_k}\right);---\left(9\right)$

根据D(n)，D(n-1)，..D(n-m+1)获得相邻采样点对应的两个复向量之间的相位差θ，θ₁，...θ_m-1，进一步对相位差θ，θ₁，...θ_m-1加权平均，得到

$\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&theta;}}=\frac{\mathrm{\&theta;}+{\mathrm{\&theta;}}_1+....{\mathrm{\&theta;}}_{m-1}}{m}=\frac{\stackrel{\&OverBar;}{2\mathrm{\&pi;}(f_s+\mathrm{\&Delta;f})}}{f_k};---\left(10\right)$

进一步计算出

$\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Delta;f}}=\frac{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&theta;}}\&CenterDot;f_k}{2\mathrm{\&pi;}}-f_s,---\left(11\right)$

将

作为接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差△f。

根据本发明的一个实施例可以在频域实现对基带数字信号进行频率偏差检测，该方法包括：获取基带数字信号的采样点；对所述基带数字信号的采样点进行时频变换，以获得与一组频率点对应的一组幅值；将所述幅值与预先设定的有效幅值进行比较；过滤出大于所述有效幅值的幅值对应的频率点，从而去除随机噪声的干扰；根据过滤出的频率点对应的频率和基带数字信号的参考调制频率计算出过滤出的频率点对应的频率差值；选取最大的频率差值作为接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差。

图7示出根据本发明的第三实施例实现频率偏差检测的框图，发射器NCO输入的数字基带信号S1仍以数字复单一信号为例，连续复单一信号x(t)的频率为f_s，x(t)表示为：

x(t)=cos(2πf_st)+jsin(2πf_st)；（12）

数字采样的频率为f_k，(f_k≥2f_s),产生的数字复单一信号为：

$x\left(n\right)=\cos \left(\frac{2\mathrm{\&pi;n}{f}_s}{f_k}\right)+j\sin \left(\frac{2\mathrm{\&pi;n}{f}_s}{f_k}\right);---\left(13\right)$

在模块701，取出N个采样点的数字复单一信号进行FFT，得到N个点的FFT结果X(w)，FFT结果是N个点的复数，每一个点就对应着一个频率点，每个点的模值，对应该频率点的幅度特性。

$X\left(w\right)=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}x\left(n\right)e^{-j2\mathrm{\&pi;}\frac{\mathrm{nw}}{N}},$ 其中 $x\left(n\right)=\cos \left(\frac{2\mathrm{\&pi;n}{f}_s}{f_k}\right)+j\sin \left(\frac{2\mathrm{\&pi;n}{f}_s}{f_k}\right);---\left(14\right)$

在模块702，将N个点中幅值小于给定有效幅值的频率点过滤掉，去除无效噪声，剩下M个频率点（M≤N）。

在模块703，按照

计算M个频率点中第n点的频率值f(n)，将频率值f(n)与f_s进行比较，得出M个频率点中每个频率点的频率差值△f＝f(n)-f_s，选取最大的频率差值△f_max作为频率偏差输出。

本领域技术人员可以理解，FFT只是实现时域到频域的变换的一种方法，除此之外，还有多种实现时域到频域的变换的方法，例如傅里叶变换、小波变换（wavelet transform）、哈尔小波变换（Haar transform）、离散余弦变换（DCT）、离散哈特莱变换(DHT)以及时频分布（time-frequency distribution），在此不一一描述。

在步骤S204，判断频率偏差是否达到设定的阈值；在步骤S205，响应于判断结果为是，则确定前方行车状况异常。具体地，将计算的△f与设定的频率偏差的阈值进行比较，例如将频率偏差的阈值设定为100Hz，其对应于2.4G的载波频率和大约50km/h的相对速度差的情况，如果△f超出了阈值，根据本发明的一个实施例，可以发出报警信息，警告后车司机前方车辆速度异常，主动采取防护措施进行减速。根据本发明的另一个实施例，如果△f超出了阈值，也可以自动控制油门或刹车装置，将速度降至安全的水平。

根据本发明实施例的检测行车状况异常的方法还包括通过有向天线向后车发射射频信号，从而避免车辆接收到不同车道的前方车辆发射的射频信号对本车造成的干扰。

在实际应用中，根据本发明实施例的检测行车状况异常的方法可以实现为车载收发机，在接收前车发射的射频信号的同时向后车发射射频信号，关于发射器的具体实现可以参照前述关于图3的车载发射器的说明。

图8示出根据本发明实施例的车载发射器的天线增益特性示意图，前方车辆通过有向天线向后车发射射频信号，其中的椭圆示出有向天线的增益特性图，它表示有向天线的发射功率汇聚在椭圆的中轴线AB上，当前车发射的射频信号的传播方向AC偏离中轴线AB时，发射能量会急速下降，尤其当前车与后车的距离越来越近时，传播方向AC偏离AB的角度越大，后车接收到的信号能量越小。由于多普勒频移与前后两车在直线AC上的相对速度分量成正比，因此前后两车之间的距离越近，前后两车在直线AC上的相对速度分量越小，相应地，多普勒频移越小，在后车对频率偏差检测时能够被过滤掉，避免误报的可能，从而将错误预警的可能性控制在很小的程度。

根据本发明实施例的车载收发机可以灵活便携地安置于汽车上，例如可以由高速公路的管理部门在高速路口对车辆统一进行发放，在高速公路的行进中发出前方行车状况异常的警报，提醒司机减速慢行，或者由车载收发机控制油门装置和刹车装置，将车速减至安全水平，确保车辆行车安全，从而减少追尾事故的发生。

基于同一发明构思，本发明提出一种检测行车状况异常的装置，图9示出根据本发明实施例的检测行车状况异常的装置900，所述装置包括：接收模块901，被配置为接收前方车辆发射的射频信号；下变频模块902，被配置为对所述射频信号进行数字下变频以获得基带数字信号；频偏检测模块903，被配置为对基带数字信号进行频率偏差检测以得到接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差；频率比较模块904，被配置为判断频率偏差是否达到设定的阈值；确定模块905，被配置为响应于判断结果为是，则确定前方行车状况异常。

根据本发明的实施例，其中所述频偏检测模块903包括：采样点获取模块，被配置为获取基带数字信号相邻的第一采样点和第二采样点；复向量表示模块，被配置为将所述第一采样点表示为第一复向量，将所述第二采样点表示为第二复向量；相位差计算模块，被配置计算所述第一复向量和第二复向量的相位差；频率偏差计算模块，被配置为根据所述相位差计算出接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差。

根据本发明的实施例，其中所述频偏检测模块903包括：采样点获取模块，被配置为获取基带数字信号的连续多个采样点；复向量表示模块，被配置为将所述连续多个采样点表示为复向量；相位差计算模块，被配置为计算连续多个采样点中相邻采样点对应的复向量之间的相位差；平均相位差获得模块，被配置为对所述相位差进行加权平均以获得平均相位差；频率偏差计算模块，被配置为根据所述平均相位差计算出接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差。

根据本发明的实施例，其中所述频偏检测模块903包括：采样点获取模块，被配置为获取基带数字信号的采样点；时频变换模块，被配置为对所述基带数字信号的采样点进行时频变换，以获得与一组频率点对应的一组幅值；幅值比较模块，被配置为将所述幅值与预先设定的有效幅值进行比较；频率点过滤模块，被配置为过滤出大于所述有效幅值的幅值对应的频率点；频率偏差计算模块，被配置为根据过滤出的频率点对应的频率和基带数字信号的参考调制频率计算出过滤出的频率点对应的频率差值，以及选取最大的频率差值作为所述频率偏差。

根据本发明的实施例，该装置还包括低通滤波模块，被配置为在对基带数字信号进行频率偏差检测之前对所述基带数字信号进行低通滤波。

根据本发明的实施例，该装置还包括发射模块906，被配置为通过定向天线向后方车辆发射射频信号。

上述模块的具体实现方法请参照前述关于实现检测行车状况异常的方法部分的详细说明，其中频偏检测模块903的具体实现可以参照频偏检测器407的实现，发射模块906的具体实现可以参照图3的发射器的具体实现，在此不一一赘述。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (12)

1.一种检测行车状况异常的方法，所述方法包括：

接收前方车辆发射的射频信号；

对所述射频信号进行数字下变频以获得基带数字信号；

对基带数字信号进行频率偏差检测以得到接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差；

判断频率偏差是否达到设定的阈值；

响应于判断结果为是，则确定前方行车状况异常。

2.根据权利要求1所述的方法，对基带数字信号进行频率偏差检测以得到接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差包括：

获取基带数字信号相邻的第一采样点和第二采样点；

将所述第一采样点表示为第一复向量；

将所述第二采样点表示为第二复向量；

计算所述第一复向量和第二复向量的相位差；

根据所述相位差计算出接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差。

3.根据权利要求1所述的方法，对基带数字信号进行频率偏差检测以得到接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差包括：

获取基带数字信号的连续多个采样点；

将所述连续多个采样点表示为复向量；

计算连续多个采样点中相邻采样点对应的复向量之间的相位差；

对所述相位差进行加权平均以获得平均相位差；

根据所述平均相位差计算出接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差。

4.根据权利要求1所述的方法，对基带数字信号进行频率偏差检测以得到接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差包括：

获取基带数字信号的采样点，

对所述基带数字信号的采样点进行时频变换，以获得与一组频率点对应的一组幅值；

将所述幅值与预先设定的有效幅值进行比较；

过滤出大于所述有效幅值的幅值对应的频率点；

根据过滤出的频率点对应的频率和基带数字信号的参考调制频率计算出过滤出的频率点对应的频率差值；

选取最大的频率差值作为接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在对基带数字信号进行频率偏差检测之前还包括对所述基带数字信号进行低通滤波。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括通过定向天线向后方车辆发射射频信号。

7.一种检测行车状况异常的装置，所述装置包括：

接收模块，被配置为接收前方车辆发射的射频信号；

下变频模块，被配置为对所述射频信号进行数字下变频以获得基带数字信号；

频偏检测模块，被配置为对基带数字信号进行频率偏差检测以得到接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差；

频率比较模块，被配置为判断频率偏差是否达到设定的阈值；

确定模块，被配置为响应于判断结果为是，则确定前方行车状况异常。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述频偏检测模块包括：

采样点获取模块，被配置为获取基带数字信号相邻的第一采样点和第二采样点；

复向量表示模块，被配置为将所述第一采样点表示为第一复向量，将所述第二采样点表示为第二复向量；

相位差计算模块，被配置计算所述第一复向量和第二复向量的相位差；

频率偏差计算模块，被配置为根据所述相位差计算接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差。

9.根据权利要求7所述的装置，其中所述频偏检测模块包括：

采样点获取模块，被配置为获取基带数字信号的连续多个采样点；

复向量表示模块，被配置为将所述连续多个采样点表示为复向量；

相位差计算模块，被配置为计算连续多个采样点中相邻采样点对应的复向量之间的相位差；

平均相位差获得模块，被配置为对所述相位差进行加权平均以获得平均相位差；

频率偏差计算模块，被配置为根据所述平均相位差计算接收到的射频信号与前方车辆发射的射频信号之间的频率偏差。

10.根据权利要求7所述的装置，其中所述频偏检测模块包括：

采样点获取模块，被配置为获取基带数字信号的采样点；

时频变换模块，被配置为对所述基带数字信号的采样点进行时频变换，以获得与一组频率点对应的一组幅值；

幅值比较模块，被配置为将所述幅值与预先设定的有效幅值进行比较；

频率点过滤模块，被配置为过滤出大于所述有效幅值的幅值对应的频率点；

频率偏差计算模块，被配置为根据过滤出的频率点对应的频率和基带数字信号的参考调制频率计算出过滤出的频率点对应的频率差值，以及选取最大的频率差值作为所述频率偏差。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的装置，还包括低通滤波模块，被配置为在对基带数字信号进行频率偏差检测之前对所述基带数字信号进行低通滤波。

12.根据权利要求11所述的装置，还包括发射模块，被配置为通过定向天线向后方车辆发射射频信号。

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