CN103869305A - 一种微波测速雷达动态测量速度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微波测速雷达动态测量速度的方法，包括：获取预设帧数的雷达回波信号并进行数字处理，根据已数字处理过的雷达回波信号捕捉巡逻车信号，获取巡逻车信号的频点，其中，所述巡逻车为装载有微波测速雷达的车辆；获取新的预设帧数的雷达回波信号并进行数字处理，根据已数字处理过的雷达回波信号判断是否捕捉到被测车信号；当捕捉到被测车信号时，获取被测车信号的频点，并判断被测车是否与巡逻车行驶方向相同；根据已获取的巡逻车信号的频点、被测车信号的频点以及被测车与巡逻车行驶方向是否相同，计算并输出被测车的实际速度。本发明突破了测速雷达固有的测速方法，实现了在移动中测量机动车速度的方法，增加了测速雷达的应用领域。

Description

一种微波测速雷达动态测量速度的方法

技术领域

本发明涉及测速雷达领域，尤其涉及一种微波测速雷达动态测量速度的方法。

背景技术

随着国内智能交通行业的高速发展，微波测速雷达广泛应用于测速卡口管理、超速抓拍系统以及移动电子警察等交通智能管控系统中，并逐渐成为智能交通管理系统的核心传感器。

测速雷达是依据多普勒效应原理计算目标（例如车辆）与测速雷达之间的相对速度。当目标靠近测速雷达时，测速雷达接收的反射信号频率将高于测速雷达接收的发射信号频率；当目标远离测速雷达时，测速雷达接收的反射信号频率将低于测速雷达接收的发射信号频率。从而，依据反射信号频率的变化量，计算目标与测速雷达之间的相对速度。微波测速雷达可分为固定式和移动式两种，常用于高速公路、国道线及城市周边地带。目前多数的测速雷达属于固定式，安装在监测车道上方，对监测区域内通行的车辆进行实时监测测速。移动式就是常见的隐蔽式路边机动测速雷达及装在警车上的机动测速雷达。

发明内容

本发明实施例提供一种微波测速雷达动态测量速度的方法，实现了在移动中测量机动车速度的方法，增加了测速雷达的应用领域。

本发明实施例提供了一种微波测速雷达动态测量速度的方法，所述方法包括：A、获取预设帧数的雷达回波信号并将该雷达回波信号进行数字处理，根据已数字处理过的雷达回波信号捕捉巡逻车信号，并获取预设帧数内巡逻车信号的频点，其中，所述巡逻车为装载有微波测速雷达的车辆；B、获取新的预设帧数的雷达回波信号并将该雷达回波信号进行数字处理，根据已数字处理过的雷达回波信号判断是否捕捉到被测车信号；当捕捉到被测车信号时，获取预设帧数内被测车信号的频点，并判断被测车与巡逻车的行驶方向是否相同；C、根据已获取的巡逻车信号的频点、被测车信号的频点和被测车与巡逻车的行驶方向是否相同，计算并输出被测车的实际速度。

进一步地，上述实施例中的步骤A包括：A1、获取预设帧数的雷达回波信号并将该雷达回波信号进行数字处理；A2、若已数字处理过的雷达回波信号的幅度处于预设阈值范围内，判断捕捉到巡逻车信号，并执行步骤A3；若已数字处理过的雷达回波信号的幅度不处于预设阈值范围内，返回步骤A1；A3、根据已数字处理过的雷达回波信号获取巡逻车信号的频点。

进一步地，本发明实施例中的步骤B包括：B1、获取新的预设帧数的雷达回波信号并将该雷达回波信号进行数字处理；B2、判断幅度最大的雷达回波信号对应的频点是否与巡逻车信号的频点一致，如果与巡逻车信号的频点不一致，则执行步骤B3，如果与巡逻车信号的频点一致，则执行步骤B4；B3、若已数字处理过的雷达回波信号的幅度大于预设阈值，则捕捉到被测车信号，并执行步骤B5；若已数字处理过的雷达回波信号的幅度小于预设阈值，则返回执行步骤B1；B4、若已数字处理过的雷达回波信号的幅度比巡逻车信号的幅度高，则捕捉到被测车信号，并执行步骤B5；若已数字处理过的雷达回波信号的幅度比巡逻车信号的幅度低，则返回执行步骤B1；B5、根据已数字处理过的雷达回波信号获取预设帧数内被测车信号的频点，并判断被测车与巡逻车的行驶方向是否相同。

进一步地，本发明实施例中的步骤C包括：C1、判断被测车是否驶出雷达照射区域，当被测车驶出雷达照射区域时，执行步骤C2，当被测车未驶出雷达照射区域时，返回步骤A；C2、根据已获取的巡逻车信号的频点、被测车信号的频点和被测车与巡逻车的行驶方向是否相同，计算并输出被测车的实际速度。

本发明通过装载有微波测速雷达的巡逻车对自身以及车道出现的任何车辆进行测速，突破了测速雷达固有的测速方法，实现了在移动中测量机动车速度的方法，增加了测速雷达的应用领域。

附图说明

图1是本发明实施例提供的微波测速雷达动态测量速度的方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的微波测速雷达动态测量速度的方法中步骤A的具体流程图；

图3是本发明实施例提供的微波测速雷达动态测量速度的方法中步骤B的具体流程图；

图4是本发明实施例提供的巡逻车信号与被测车信号互相分离的频谱图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例

图1为本发明实施例提供的微波测速雷达动态测量速度的方法的流程图，该实现流程可以由微波测速雷达装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件来实现。该方法详述如下：

A、获取预设帧数的雷达回波信号并将该雷达回波信号进行数字处理，根据已数字处理过的雷达回波信号捕捉巡逻车信号，并获取预设帧数内巡逻车信号的频点，其中，所述巡逻车为装载有微波测速雷达的车辆。

在本实施例中，采用低通滤波的方法对雷达回波信号进行数字处理，以滤除雷达回波信号中的高频噪声。对已数字处理过的雷达回波信号按幅度进行分类处理，将幅度分为小于幅度A、幅度A～幅度B和大于幅度B三类，而对应巡逻车的信号的幅度集中在中间的幅度A～幅度B区间段。既然是波动性的信号，就要考虑到它的间断性。持续一定周期高出幅度B或持续低出幅度A都重新记录，直到在预设帧数内幅度均满足条件，则预设帧数内的雷达回波信号为巡逻车信号，记录该巡逻车信号的频点。搜索范围的中心是根据一定帧数积累的巡逻车频点。将已数字处理过的雷达回波信号中的所有频点计算出一个平均值，被记为平均频点，平均频点能代表巡逻车的频点（速度）在近一段时间内的平均速度，从整体的测速使用看，可以作为“瞬时”速度。

B、获取新的预设帧数的雷达回波信号并将该雷达回波信号进行数字处理，根据已数字处理过的雷达回波信号判断是否捕捉到被测车信号；当捕捉到被测车信号时，获取预设帧数内被测车信号的频点，并判断被测车与巡逻车的行驶方向是否相同。

在本实施例中，捕捉到巡逻车信号后，一直获取雷达回波信号跟踪巡逻车信号。当被测车不存在的时候，也就是频谱中仅仅是“巡逻车”的目标信号。对于“巡逻车”的频点（速度）已经在预处理中计算得出了，现在需要做的就是将它继续更新。搜索范围在搜索半径内，如果满足一定的幅度，可以将本周期频点录入积累数组；否则，延续上一个周期频点。当“被测车”被探测到时，会出现“被测车信号”和“巡逻车信号”同时出现的情况，这是动态测速的最特殊的状态。即双目标存在的时候，搜索“巡逻车信号”的范围就要受到一定的限制。从数据分析中可以看出，“巡逻车”的幅度会减弱，很有可能搜索不到，那么搜索半径就会扩大。如果没有满足一定幅度，仍然续接上帧的频点作为本帧“巡逻车”的速度。

对于“被测车信号”是否捕捉到的判定，会涉及到双目标的判定，故分为两大类：“被测车信号”和“巡逻车信号”频谱重合或分离的情况。“巡逻车信号”的谱线非常的集中，基本上的波动是±1，固大多数的机动车均为非重合的情况。当“被测车信号”和“巡逻车信号”频谱分离时，去除已数字处理过的雷达回波信号中预设频点范围内巡逻车信号的频点后，若持续多个周期满足幅度条件则捕捉到被测车信号；当“被测车信号”和“巡逻车信号”频谱重合时，若已数字处理过的雷达回波信号的幅度比巡逻车信号的幅度高，则捕捉到“被测车信号”。当捕捉到“被测车信号”后，获取预设帧数内“被测车信号”的频点，并判断被测车与巡逻车的行驶方向是否相同。

C、根据已获取的巡逻车信号的频点、被测车信号的频点以及被测车与巡逻车的行驶方向是否相同，计算并输出被测车的实际速度。

在本实施例中，根据已获取的巡逻车信号的频点和被测车信号的频点，计算得到巡逻车的速度和被测车与巡逻车之间的相对速度，并根据巡逻车和被测车的相对方向，得到被测车的实际速度。当巡逻车与被测车行驶方向相反时，被测车的实际速度为巡逻车的速度和被测车与巡逻车之间的相对速度之差，当巡逻车与被测车行驶方向相同时，被测车的实际速度为巡逻车的速度和被测车与巡逻车之间的相对速度之和。

本实施例的技术方案，通过装载有微波测速雷达的巡逻车对自身以及车道出现的任何车辆进行测速，突破了测速雷达固有的测速方法，实现了在移动中测量机动车速度的方法，增加了测速雷达的应用领域。

在上述技术方案的基础上，如图2所示，步骤A包括以下步骤：

A1、获取预设帧数的雷达回波信号并将该雷达回波信号进行数字处理；

A2、若已数字处理过的雷达回波信号的幅度处于预设阈值范围内，判断捕捉到巡逻车信号，并执行步骤A3；若已数字处理过的雷达回波信号的幅度不处于预设阈值范围内时，返回步骤A1；

A3、根据已数字处理过的雷达回波信号获取巡逻车信号的频点。

在上述技术方案的基础上，如图3所示，步骤B包括以下步骤：

B1、获取新的预设帧数的雷达回波信号并将该雷达回波信号进行数字处理；

B2、判断幅度最大的雷达回波信号对应的频点是否与巡逻车信号的频点一致，如果与巡逻车信号的频点不一致，则执行步骤B3，如果与巡逻车信号的频点一致，则执行步骤B4；

B3、若雷达回波信号的幅度大于预设阈值，则捕捉到被测车信号，并执行步骤B5；若雷达回波信号的幅度小于预设阈值，则返回执行步骤B1；

B4、若已数字处理过的雷达回波信号的幅度比巡逻车信号的幅度高，则捕捉到被测车信号，并执行步骤B5；若已数字处理过的雷达回波信号的幅度比巡逻车信号的幅度低，则返回执行步骤B1；

B5、根据已数字处理过的雷达回波信号获取预设帧数内被测车信号的频点，并判断被测车与巡逻车的行驶方向是否相同。以巡逻车信号与被测车信号互相分离为例：巡逻车信号，被测车信号以及噪声的频谱三维图如图4所示，三个轴的坐标分别代表：横轴为频率点，纵轴为数据的帧序列，竖轴为信号幅度。横轴为频点1～160，纵轴为帧数1～100，竖轴为信号幅度1～6。分析三维图：数据的帧数是100帧，从整体波形的幅度可以看出有1个谷峰，代表被测车信号，在第30～60帧。横坐标为1或2的，纵坐标持续着整个100帧，竖坐标幅度在4.5～5之间波动。这个代表着低频噪声。横坐标80左右，纵坐标持续着100帧，竖坐标幅度在5～6之间波动。这个代表着巡逻车信号。图4中其他部分，均为平均噪声，幅度在4左右或更低。

在上述技术方案的基础上，步骤C包括以下步骤：

C1、判断被测车是否驶出雷达照射区域，当被测车驶出雷达照射区域时，执行步骤C2，当被测车未驶出雷达照射区域时，返回步骤A；

C2、根据已获取的巡逻车信号的频点、被测车信号的频点和被测车与巡逻车的行驶方向是否相同，计算并输出被测车的实际速度。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (4)

1.一种微波测速雷达动态测量速度的方法，其特征在于，所述方法包括：

A、获取预设帧数的雷达回波信号并将该雷达回波信号进行数字处理，根据已数字处理过的雷达回波信号捕捉巡逻车信号，并获取预设帧数内巡逻车信号的频点，其中，所述巡逻车为装载有微波测速雷达的车辆；

B、获取新的预设帧数的雷达回波信号并将该雷达回波信号进行数字处理，根据已数字处理过的雷达回波信号判断是否捕捉到被测车信号；当捕捉到被测车信号时，获取被测车信号的频点，并判断被测车与巡逻车的行驶方向是否相同；

C、根据已获取的巡逻车信号的频点、被测车信号的频点和被测车与巡逻车的行驶方向是否相同，计算并输出被测车的实际速度。

2.根据权利要求1所述的微波测速雷达动态测量速度的方法，其特征在于，步骤A包括：

A1、获取预设帧数的雷达回波信号并将该雷达回波信号进行数字处理；

A2、若已数字处理过的雷达回波信号的幅度处于预设阈值范围内，判断捕捉到巡逻车信号，并执行步骤A3；若已数字处理过的雷达回波信号的幅度不处于预设阈值范围内，返回步骤A1；

A3、根据已数字处理过的雷达回波信号获取巡逻车信号的频点。

3.根据权利要求1所述的微波测速雷达动态测量速度的方法，其特征在于，步骤B包括：

B1、获取新的预设帧数的雷达回波信号并将该雷达回波信号进行数字处理；

B2、判断幅度最大的雷达回波信号对应的频点是否与巡逻车信号的频点一致，如果与巡逻车信号的频点不一致，则执行步骤B3，如果与巡逻车信号的频点一致，则执行步骤B4；

B3、若已数字处理过的雷达回波信号的幅度大于预设阈值，则捕捉到被测车信号，并执行步骤B5；若已数字处理过的雷达回波信号的幅度小于预设阈值，则返回执行步骤B1；

B4、若已数字处理过的雷达回波信号的幅度比巡逻车信号的幅度高，则捕捉到被测车信号，并执行步骤B5；若已数字处理过的雷达回波信号的幅度比巡逻车信号的幅度低，则返回执行步骤B1；

B5、根据已数字处理过的雷达回波信号获取预设帧数内被测车信号的频点，并判断被测车与巡逻车的行驶方向是否相同。

4.根据权利要求1所述的微波测速雷达动态测量速度的方法，其特征在于，所述步骤C包括：

C1、判断被测车是否驶出雷达照射区域，当被测车驶出雷达照射区域时，执行步骤C2，当被测车未驶出雷达照射区域时，返回步骤A；

C2、根据已获取的巡逻车信号的频点、被测车信号的频点和被测车与巡逻车的行驶方向是否相同，计算并输出被测车的实际速度。

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