CN103956054A - 车辆行驶中的信息检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了车辆行驶中的信息检测装置，包括：多普勒收发机及信息处理器；多普勒收发机设置于检测路面的侧方，在该检测路面上形成扇形接收波束，接收通过该垂直扇形接收波束的车辆回波；信息处理器的输入端与多普勒收发机的输出端连接，根据多普勒收发机接收到的车辆回波，获取车辆行驶中的信息。从而解决了现有车辆行驶信息数据单一并且可靠性低的问题。实现了车辆在行驶中的各参数获取，增加了行驶及车辆信息的采集量及类型，使获取的信息更加全面，从而满足了现在交通管理的需要，因此，提高了道路行驶车辆监控的联动性、智能性及可靠性。

Description

车辆行驶中的信息检测装置及方法

技术领域

本发明涉及机动车道路参数监测及机动车行驶信息处理及应用领域，尤其涉及车辆行驶中的信息检测装置及方法。

背景技术

随着机动车保有量的逐年提升，对有效的交通治理及正常秩序的维护提出了更高的要求。特别是在高速公路等对行驶速度有特别限制的路段，通常通过汽车雷达测速系统对行驶车辆的行驶速度等信息给予检测，以便实时对路面的车辆信息给予监测。上述方法主要是通过多普勒原理，对行驶车辆的反射回波的信息进行分析，获取速度信息。在具体实施时，多普勒测速装置沿车辆的行驶方向安装，以便于对车辆的移动信息进行采集。但在该方式的多普勒反射回波的分析过程中，只能对速度信息给予分析，信息获取类型单一，无法获取其他的路面及车辆信息。因此，降低了路面监测的全面性及可靠性。无法满足当前路面监测及路面数据的综合分析的现实需要。并钳制了交通系统的系统性控制及联动性控制的发展。

发明内容

本发明的目的是提供车辆行驶信息的检测方法，解决了现有车辆行驶信息数据单一并且可靠性低的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：车辆行驶中的信息检测装置，其中，包括：多普勒收发机及信息处理器；所述多普勒收发机设置于检测路面的侧方，在该检测路面上形成扇形接收波束，接收通过该垂直扇形接收波束的车辆回波；所述信息处理器的输入端与所述多普勒收发机的输出端连接，根据所述多普勒收发机接收到的车辆回波，获取车辆行驶中的信息。

在一种优选的实施方式中，还包括：接收机采集距离存储器；所述多普勒收发机包括，发送机、第一接收天线及第二接收天线；所述第一接收天线与所述第二接收天线平行装配，在检测路面上发射平行垂直的第一扇形接收波束及第二扇形波，接收通过所述第一扇形接收波束及第二扇形接收波束的第一车辆回波及第二车辆回波；所述接收机采集距离存储器存储所述第一接收天线及第二接收天线的平行间距；所述信息处理器包括：车速信息生成单元；所述车速信息生成单元与所述多普勒收发机的输出端及所述接收机采集距离存储器连接，从所述接收机采集距离存储器获取平行间距；从所述多普勒收发机接收第一车辆回波及第二车辆回波；根据所述第一车辆回波及第二车辆回波提取第一回波时间及第二回波时间，根据所述第一回波时间、第二回波时间及所述平行间距获取当前车速信息。

在一种优选的实施方式中，还包括：历史数据存储单元，所述信息处理器包括：车辆长度信息生成单元，所述车辆长度信息生成单元与所述历史数据存储单元及车速信息生成单元连接；所述车辆长度信息生成单元从所述多普勒收发机接收当前车辆回波，从所述历史数据存储单元接收上一车辆回波；比较所述当前车辆回波及所述上一车辆回波，若存在频率差，则记录该频率差的持续时间；根据所述持续时间及从所述车速信息生成单元提取车辆当前速度，获取车辆长度信息。

在一种优选的实施方式中，还包括：车道信息存储单元；所述信息处理器包括：车道信息生成单元，所述车道信息生成单元与所述车辆长度信息生成单元及所述车道信息存储单元连接；车道信息生成单元从所述车辆长度信息生成单元，接收当前频率差，根据所述频率差获取当前频率值；从所述车道信息存储单元提取各车道的频率值；将所述当前频率值与各车道的频率值相匹配，获取当前车道信息。

在一种优选的实施方式中，所述信息处理器包括：车距信息生成单元，所述车距信息生成单元与所述车辆长度信息生成单元、历史数据存储单元及车速信息生成单元连接；从所述车辆长度信息生成单元接收，当前频率差；从所述历史数据存储单元接收上一频率差信息；从所述车速信息生成单元中接收当前车速；从所述当前频率差中提取当前频率差的起始时间、根据所述上一频率差信息提取上一频率差的结束时间，根据所述起始时间及结束时间及所述当前车速，获取车距信息。

在一种优选的实施方式中，还包括：上变频模块、下变频模块及切换开关；所述上变频模块的输出与所述多普勒收发机的发送机连接，发送中频信号；所述切换开关的切换端与所述第一接收天线及第二接收天线连接，控制端与所述信息处理器连接，输出端与所述下变频模块的输入端连接，从所述第一接收天线和/或第二接收天线接收中频信号。

在一种优选的实施方式中，所述信息处理器及所述多普勒收发机中还包括，无线收发机；使所述多普勒收发机通过所述无线收发机与所述信息处理器的输入端无线连接。

同时，本发明还提供了车辆行驶中的信息检测方法，包括：

将多普勒收发机设置于检测路面的侧方，在该检测路面上发射扇形接收波束，接收通过该扇形接收波束的车辆回波；所述信息处理器的输入端与所述多普勒收发机的输出端连接，根据所述多普勒收发机接收到的车辆回波，获取车辆行驶中的信息。

在一种优选的实施方式中，根据所述多普勒收发机接收到的车辆回波，获取车辆行驶中的信息的步骤包括：接收平行间距及第一车辆回波及第二车辆回波；根据所述第一车辆回波及第二车辆回波提取第一回波时间及第二回波时间；

根据所述第一回波时间、第二回波时间及所述平行间距获取当前车速信息。

在一种优选的实施方式中，根据所述多普勒收发机接收到的车辆回波，获取车辆行驶中的信息的步骤包括：接收的当前车辆回波及上一车辆回波；比较所述当前车辆回波及所述上一车辆回波，若存在频率差，则记录该频率差的持续时间；根据所述持续时间及当前车速信息获取车辆长度信息。在一种优选的实施方式中，

本发明的车辆行驶中的信息检测方法有益效果在于：通过在待检测路面的侧方设置信息收发机，接收行驶中待检测车辆的回波信息，从该回波信息中获取车辆的速度、车长、间距及车辆当前所处车道等相关信息。因此，实现了车辆在行驶中的各参数获取，增加了行驶及车辆信息的采集量及类型，使获取的信息更加全面，从而满足了现在交通管理的需要，因此，提高了道路行驶车辆监控的联动性、智能性及可靠性。

附图说明

图1为本发明的一种实施方式中，车辆行驶中的信息检测装置的结构示意图；

图2为本发明的一种实施方式中，多普勒收发机的结构示意图；

图3为本发明的一种实施方式中，车辆行驶中的信息检测装置的使用状态示意图；

如图4为本发明一种实施方式中，实现车速信息检测的单元组成示意图；

如图5为本发明一种实施方式中，实现车长信息检测的单元组成示意图；

如图6为本发明一种实施方式中，实现车道信息检测的单元组成示意图；

如图7为本发明一种实施方式中，实现车距信息检测的单元组成示意图；

具体实施方式

如图1本发明的一种实施方式中的车辆行驶中的信息检测装置示意图所示。本发明的车辆行驶中的信息检测装置，包括：多普勒收发机101及信息处理器201，信息处理器201的输入端与多普勒收发机101的输出端连接，根据多普勒收发机101接收到的车辆回波，获取车辆行驶中的信息。多普勒收发机101，即射频处理系统的组成结构示意图，如图2所示，该多普勒收发机101包括：信号发射单元102及信号接收单元103。在信号发射单元102中，主要包括的部件为：上变频模块1021及发射天线1022。上变频模块1021接收的信号为，信息处理器201所生成并发出的数字正交混频信号及控制信号，上变频模块1021将接收到的数字正交混频信号，经增频等处理后获取中频信号，经发射天线1022辐射发出。在信号接收单元103中，包括的主要部件为：第一接收天线1031、第二接收天线1032、切换开关1033、及下变频模块1034。切换开关1033的切换端与第一接收天线1031及第二接收天线1032连接。从第一接收天线1031和/或第二接收天线1032中接收，中频回波信号。切换开关1033控制端与信息处理器201连接，输出端与下变频模块1034的输入端连接，下变频模块1034将接收到的回波信号经放大、谐波等处理后发送到信息处理器201。如图3所示，在发明实施时，需在待监控路段的侧方(路旁)设置垂直支撑杆10，将多普勒收发机101固定安装在垂直支撑杆10上，调整多普勒收发机101，使多普勒收发机101的第一接收天线1031、第二接收天线1032及发射天线1022朝向待监控路段的中心区域，是第一接收天线1031、第二接收天线1032在该检测路面上形成扇形接收波束20及30，该扇形接收波束20及30与待监控路段的路面垂直为垂直波束，并且，波束20及30在待监控路段上完全覆盖。从而，当车辆“A”行驶通过待监控路段时，发射天线1022发射的检测波在车辆“A”上形成回波，并通过扇形波束20及30接收在扇形波束20及30上形成的回波信号，信息处理器201根据接收到的回波信号，获取车辆“A”的当前行驶中的信息。信息处理器201的硬件系统主体采用FPGA+DSP原件，并采用FPGA+DSP系统构架给予实现。

如图4，本发明一种实施方式中，实现车速信息检测的单元组成示意图所示。在装置中还包括：接收机采集距离存储器1021，用于存储第一接收天线1031与第二接收天线1032的安装平行间距，即扇形波束20及30的间距。在信息处理器201中包括：车速信息生成单元1022。车速信息生成单元1022与多普勒收发机101的输出端及接收机采集距离存储器1021连接，从接收机采集距离存储器1021获取平行间距，从多普勒收发机101接收第一车辆回波及第二车辆回波；根据第一车辆回波及第二车辆回波，提取第一回波时间及第二回波时间。根据第一回波时间、第二回波时间获取时间差，使用平行间距及该时间差即可获取当前车速信息。从而实现了车速的检测。

如图5，本发明一种实施方式中，实现车长信息检测的单元组成示意图所示。在装置中还包括：历史数据存储单元1023，信息处理器201中包括：车辆长度信息生成单元1024。车辆长度信息生成单元1024与历史数据存储单元1023及车速信息生成单元1022连接；车辆长度信息生成单元1024。从多普勒收发机101接收到的当前车辆回波，从历史数据存储单元1023接收上一车辆回波；比较当前车辆回波及上一车辆回波，若存在频率差，则记录该频率差的持续时间；根据持续时间及从车速信息生成单元1022提取车辆当前速度，获取车辆长度信息。如，在车辆“A”通过信息检测装置1027时，其回波产生频率差，信息处理器201记录该频率差，根据该频率差的持续时间，结合当前速度，即可获取当前的车辆长度信息，从而实现了，车辆行驶中的车辆长度的获取，并还可将该车辆长度信息与车型信息相匹配，从而可获得当前的车型信息。

如图6，本发明一种实施方式中，实现车道信息检测的单元组成示意图所示。在装置中还包括：车道信息存储单元1025，该单元中存储了各车道上存在车辆时的频率值，该频率值可通过实验获得(该频率值可为单值，也可以为区间值)。信息处理器201中包括：车道信息生成单元1026，车道信息生成单元1026与车辆长度信息生成单元1024及车道信息存储单元1025连接。车道信息生成单元1026从车辆长度信息生成单元1024，接收当前频率差，根据频率差获取当前频率值；从车道信息存储单元1025提取各车道的频率值；将当前频率值与各车道的频率值相匹配，获取当前车道信息。

如图7，本发明一种实施方式中，实现车距信息检测的单元组成示意图所示。信息处理器201包括：车距信息生成单元1027。车距信息生成单元1027与车辆长度信息生成单元1024、历史数据存储单元1023及车速信息生成单元1022连接，从车辆长度信息生成单元1024接收当前频率差；从历史数据存储单元1023接收上一频率差信息；从车速信息生成单元1022中接收当前车速；从当前频率差中提取当前频率差的起始时间、根据上一频率差信息提取上一频率差的结束时间，根据起始时间及结束时间及当前车速，获取车距信息。

在本发明的一种实施方式中，在信息处理器201中还包括，无线收发机。同时，在多普勒收发机101的输出端也同时设置收发机，从而使，多普勒收发机101通过无线收发机与信息处理器201的输入端无线连接。

同时，在本发明的一种实施方式中，还提供了车辆行驶中的信息检测方法，包括步骤为：

步骤S101：将多普勒收发机101设置于检测路面的侧方，在该检测路面上发射垂直扇形波束，接收通过该垂直扇形波束的车辆回波。

步骤S102：信息处理器201的输入端与多普勒收发机101的输出端连接，根据多普勒收发机101接收到的车辆回波，获取车辆行驶中的信息。

在上述步骤S102中，还进一步包括：信息处理器201接收平行间距及第一车辆回波及第二车辆回波；根据所述第一车辆回波及第二车辆回波提取第一回波时间及第二回波时间；根据所述第一回波时间、第二回波时间及所述平行间距获取当前车速信息。

在上述步骤S102中，还进一步包括：信息处理器201接收的当前车辆回波及上一车辆回波；比较所述当前车辆回波及所述上一车辆回波，若存在频率差，则记录该频率差的持续时间；根据所述持续时间及当前车速信息获取车辆长度信息。

由此可知，本发明通过在待检测路面的侧方设置信息收发机，接收行驶中待检测车辆的回波信息，从该回波信息中获取车辆的速度、车长、间距及车辆当前所处车道等相关信息。因此，实现了行驶中车辆的各参数获取，增加了行驶及车辆信息的采集量及类型，使获取的信息更加全面，从而满足了现在交通管理的需要，因此，提高了道路行驶车辆监控的联动性、智能性及可靠性

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.车辆行驶中的信息检测装置，其特征在于，包括：多普勒收发机及信息处理器；所述多普勒收发机设置于检测路面的侧方，在该检测路面上形成扇形接收波束，接收通过该垂直扇形接收波束的车辆回波；所述信息处理器的输入端与所述多普勒收发机的输出端连接，根据所述多普勒收发机接收到的车辆回波，获取车辆行驶中的信息。

2.根据权利要求1所述的车辆行驶中的信息检测装置，其特征在于，还包括：接收机采集距离存储器；所述多普勒收发机包括，发送机、第一接收天线及第二接收天线；所述第一接收天线与所述第二接收天线平行装配，在检测路面上发射平行垂直的第一扇形接收波束及第二扇形波，接收通过所述第一扇形接收波束及第二扇形接收波束的第一车辆回波及第二车辆回波；所述接收机采集距离存储器存储所述第一接收天线及第二接收天线的平行间距；所述信息处理器包括：车速信息生成单元；所述车速信息生成单元与所述多普勒收发机的输出端及所述接收机采集距离存储器连接，从所述接收机采集距离存储器获取平行间距；从所述多普勒收发机接收第一车辆回波及第二车辆回波；根据所述第一车辆回波及第二车辆回波提取第一回波时间及第二回波时间，根据所述第一回波时间、第二回波时间及所述平行间距获取当前车速信息。

3.根据权利要求2所述的车辆行驶中的信息检测装置，其特征在于，还包括：历史数据存储单元，所述信息处理器包括：车辆长度信息生成单元，所述车辆长度信息生成单元与所述历史数据存储单元及车速信息生成单元连接；所述车辆长度信息生成单元从所述多普勒收发机接收当前车辆回波，从所述历史数据存储单元接收上一车辆回波；比较所述当前车辆回波及所述上一车辆回波，若存在频率差，则记录该频率差的持续时间；根据所述持续时间及从所述车速信息生成单元提取车辆当前速度，获取车辆长度信息。

4.根据权利要求3所述的车辆行驶中的信息检测装置，其特征在于，还包括：车道信息存储单元；所述信息处理器包括：车道信息生成单元，所述车道信息生成单元与所述车辆长度信息生成单元及所述车道信息存储单元连接；车道信息生成单元从所述车辆长度信息生成单元，接收当前频率差，根据所述频率差获取当前频率值；从所述车道信息存储单元提取各车道的频率值；将所述当前频率值与各车道的频率值相匹配，获取当前车道信息。

5.根据权利要求3所述的车辆行驶中的信息检测装置，其特征在于，所述信息处理器包括：车距信息生成单元，所述车距信息生成单元与所述车辆长度信息生成单元、历史数据存储单元及车速信息生成单元连接；从所述车辆长度信息生成单元接收，当前频率差；从所述历史数据存储单元接收上一频率差信息；从所述车速信息生成单元中接收当前车速；从所述当前频率差中提取当前频率差的起始时间、根据所述上一频率差信息提取上一频率差的结束时间，根据所述起始时间及结束时间及所述当前车速，获取车距信息。

6.根据权利要求4或5所述的车辆行驶中的信息检测装置，其特征在于，还包括：上变频模块、下变频模块及切换开关；所述上变频模块的输出与所述多普勒收发机的发送机连接，发送中频信号；所述切换开关的切换端与所述第一接收天线及第二接收天线连接，控制端与所述信息处理器连接，输出端与所述下变频模块的输入端连接，从所述第一接收天线和/或第二接收天线接收中频信号。

7.根据权利要求1所述的车辆行驶中的信息检测装置，其特征在于，所述信息处理器及所述多普勒收发机中还包括，无线收发机；使所述多普勒收发机通过所述无线收发机与所述信息处理器的输入端无线连接。

8.车辆行驶中的信息检测方法，其特征在于，包括：

将多普勒收发机设置于检测路面的侧方，在该检测路面上发射扇形接收波束，接收通过该扇形接收波束的车辆回波；

所述信息处理器的输入端与所述多普勒收发机的输出端连接，根据所述多普勒收发机接收到的车辆回波，获取车辆行驶中的信息。

9.根据权利要求8所述的车辆行驶中的信息检测方法，其特征在于，根据所述多普勒收发机接收到的车辆回波，获取车辆行驶中的信息的步骤包括：

接收平行间距及第一车辆回波及第二车辆回波；

根据所述第一车辆回波及第二车辆回波提取第一回波时间及第二回波时间；

根据所述第一回波时间、第二回波时间及所述平行间距获取当前车速信息。

10.根据权利要求9所述的车辆行驶中的信息检测方法，其特征在于，根据所述多普勒收发机接收到的车辆回波，获取车辆行驶中的信息的步骤包括：

接收的当前车辆回波及上一车辆回波；

比较所述当前车辆回波及所述上一车辆回波，若存在频率差，则记录该频率差的持续时间；根据所述持续时间及当前车速信息获取车辆长度信息。