CN109584568A - 智慧交通雷达监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智慧交通雷达监测系统，包括：多个雷达监测装置；雷达监测装置包括：数据获取模块、数据计算模块和通信模块；数据获取模块包括：监测信号生成单元，用于生成监测信号；监测信号发射天线，用于发送监测信号至目标区域；监测信号接收天线，用于接收从目标区域反射回来的反射信号；多个雷达监测装置的通信模块之间通过NBIoT进行通信；雷达监测装置将其监测到的车辆信息传送到与其相邻的其他至少一个雷达监测装置。本发明的有益之处在于提供的智慧交通雷达监测系统的多个雷达监测装置通过NBIoT进行通信连接，可以降低对雷达监测装置中监测雷达精度的需求。

Description

智慧交通雷达监测系统
技术领域
本发明涉及一种智慧交通雷达监测系统。
背景技术
智慧交通是将先进的科学技术(信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学、人工智能等)有效地综合运用于交通运输和服务控制，加强车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而形成一种保障安全、提高效率、改善环境、节约能源的综合运输系统。现有交通系统，一般采用传统的监测手段，如视频监控、违章抓拍等，对车辆的监控不够完善，且监控的数据零散，无法形成完善的监测系统。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种解决上述问题的智慧交通雷达监测系统。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种智慧交通雷达监测系统，智慧交通雷达监测系统包括：多个雷达监测装置，用于设置于道路两侧向其附近一定范围的路面发射77Ghz频率的监测信号以实时监控道路上的车辆，多个雷达监测装置沿道路以一定距离间隔设置；雷达监测装置包括：数据获取模块，用于发送和接收监测信号以获取车辆信息；数据计算模块，用于分析处理数据获取模块获取到的车辆信息，数据计算模块连接至数据获取模块；通信模块，用于多个雷达监测装置之间进行数据传递，通信模块连接至数据计算模块；数据获取模块包括：监测信号生成单元，用于生成监测信号；监测信号发射天线，用于发送监测信号至目标区域；监测信号接收天线，用于接收从目标区域反射回来的反射信号；多个雷达监测装置的通信模块之间通过NBIoT进行通信；雷达监测装置将其监测到的车辆信息传送到与其相邻的其他至少一个雷达监测装置。
进一步地，该其他至少一个雷达监测装置根据其所接收到的发送自上一个雷达监测装置的车辆信息以调整工作状态。
进一步地，该其他至少一个雷达监测装置根据其所接收到的发送自上一个雷达监测装置的车辆信息以调整工作状态的具体操作为：减小或增大该其他至少一个雷达监测装置的数据获取模块的采样频率。
进一步地，雷达监测装置根据所监控的车辆的车辆信息判定被监控车辆的行驶意图以将车辆信息发送到指定的下一个雷达监测装置。
进一步地，智慧交通雷达监测系统还包括：视频监测装置，用于获取其附近一定范围内的路面的车辆的视频信息。
进一步地，视频监测装置设置于雷达监测装置内并连接至数据计算模块以将其所获取的视频信息发送至数据计算模块；数据计算模块结合数据获取模块获取到的车辆信息和视频监测装置获取到的视频信息生成针对每个具体车辆的身份信息；雷达监测装置将身份信息传送到与其相邻的其他至少一个雷达监测装置。
进一步地，视频监测装置为道路上已有的监控设备，视频监测装置通过NBIoT与雷达监测装置的数据计算模块通信连接以将其所获取的视频信息发送至数据计算模块；数据计算模块结合数据获取模块获取到的车辆信息和视频监测装置获取到的视频信息生成针对每个具体车辆的身份信息；雷达监测装置将身份信息传送到与其相邻的其他至少一个雷达监测装置。
进一步地，该其他至少一个雷达监测装置接收到身份信息后将后续由其所获取的新的车辆信息和视频信息整合到身份信息中以更新身份信息。
进一步地，智慧交通雷达监测系统还包括：云处理平台，用于通信连接至多个雷达监测装置；多个雷达监测装置的通信模块通过NBIoT与云处理平台进行数据交互。
进一步地，智慧交通雷达监测系统还包括：红绿灯装置，用于引导道路上的车辆；违章抓拍装置，用于抓拍违章车辆；电子告示牌装置，用于显示道路信息；红绿灯装置、违章抓拍装置以及电子告示牌装置通过NBIoT与雷达监测装置和云处理平台进行数据交互。
本发明的有益之处在于提供的智慧交通雷达监测系统采用77Ghz雷达，可以有效降低监控装置的体积。
本发明的益之处还在于提供的智慧交通雷达监测系统的多个雷达监测装置通过NBIoT进行通信连接，并将当前雷达监测装置将其监测到的车辆信息传送到与其相邻的其他至少一个雷达监测装置，通过信息的继承和完善，一方面可以减小该与其相邻的其他至少一个雷达监测装置的监测频率和运算量，提高系统的使用寿命，同时可以降低对雷达监测装置中监测雷达精度的需求，对于监测雷达而言，同时可监测的车辆数量直接关系到该监测雷达的成本，能够监测到的车辆的数量越大，则监测雷达的成本越高，由于采用本技术可以通过多个雷达监测装置不断完善车辆信息，因此，单个监测雷达的精度要求可以适当放宽，节约成本，有利于智慧交通雷达监测系统的普及。
附图说明
图1是本发明的智慧交通雷达监测系统的示意图；
图2是本发明的智慧交通雷达监测装置的示意图；
图3是本发明的雷达监测装置的发射信号和反射信号示意图；
图4是本发明的雷达监测装置监测运动物体和静止物体的发射信号和反射信号示意图；
图5是本发明的雷达监测装置监测夹角的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
如图1所示为本发明一种智慧交通雷达监测系统，该智慧交通雷达监测系统包括：用于设置于道路两侧向其附近一定范围的路面发射77Ghz频率的监测信号以实时监控道路上的车辆的多个雷达监测装置1，多个雷达监测装置1沿道路以一定距离间隔设置。该雷达监测装置1包括数据获取模块11、数据计算模块12和通信模块13。其中数据获取模块11用于发送和接收监测信号以获取车辆信息，数据计算模块12用于分析处理数据获取模块11获取到的车辆信息，通信模块13用于多个雷达监测装置1之间进行数据传递，且数据计算模块12连接至数据获取模块11，通信模块13连接至数据计算模块12。具体而言，数据获取模块11包括：用于生成监测信号的监测信号生成单元111，用于发送监测信号至目标区域的监测信号发射天线112和用于接收从目标区域反射回来的反射信号的监测信号接收天线113，本实施例中，监测信号接收天线113为两个。
一般，雷达监测装置1可以安装至道路两侧的路灯上。
多个雷达监测装置1的通信模块13之间通过NBIoT(Narrow Band Internet ofThings,窄带物联网)进行通信。雷达监测装置1将其监测到的车辆信息传送到与其相邻的其他至少一个雷达监测装置1。
具体而言，当前雷达监测装置1将其所监测到的车辆信息传送到与其相邻的其他至少一个雷达监测装置1，比如告知相邻的雷达监测装置1即将有车辆到达。
作为一种优选的实施方式，该其他至少一个雷达监测装置1根据其所接收到的发送自上一个雷达监测装置1的车辆信息以调整工作状态。该其他至少一个雷达监测装置1根据其所接收到的发送自上一个雷达监测装置1的车辆信息以调整工作状态的具体操作为：减小或增大该其他至少一个雷达监测装置1的数据获取模块11的采样频率。
具体而言，接收车辆信息的雷达监测装置1根据接收到的车辆信息进行工作状态调控，比如根据接收到的车辆信息判断接下来将要进入监测区域的车辆数量比较少，则可以降低数据获取模块11的采样频率，减小雷达监测装置1的工作量，既可以减小系统的功耗，也可以延长系统的使用寿命。
作为一种优选的实施方式，雷达监测装置1根据所监控车辆的车辆信息判定被监控车辆的行驶意图以将车辆信息发送到指定的下一个雷达监测装置1。
具体而言，当前雷达监测装置1的周围有多个相邻的雷达监测装置1，将车辆信息发送至每一个相邻的雷达监测装置1会增大系统的数据处理量。根据所监控车辆的车辆信息，可以判定该车辆行驶情况，进而判断其行驶意图，比如正向行驶、反向行驶，转向方向等，通过以上信息可以判定该车辆接下来将会行驶向哪一个具体的雷达监测装置1，将车辆信息有目的发送至该指定的雷达监测装置1。车辆行驶情况包括车辆距离雷达监测装置1的距离，相对速度以及目标与监测信号接收天线113中心线的连线与法线的夹角等。具体测量方法如下。
监测信号发射天线112向目标区域发射调频连续波(三角波)，接收目标反射信号，与本频发射频率混频出中频信号IF，对中频信号IF处理，从而获得目标距离和速度信息。反射波与发射波形状相同:存在一个时间差△t，还包括一个多普勒频移fd。发射信号与反射信号如图3所示，雷达监测装置1识别的运动目标与静止目标的反射信号如图4所示。
根据距离公式，求出相距目标的距离:
根据多普勒原理，求出相对目标的相对速度:
如图5所示，监测信号接收天线113之间相隔距离为d，造成回波信号一前一后的到达监测信号接收天线113，导致两根天线同时接收到的信号在相位上相差一个Δφ，θ为待测角度，通过下述公式计算得出θ:
作为一种优选的实施方式，智慧交通雷达监测系统还包括：视频监测装置2，用于获取其附近一定范围内的路面的车辆的视频信息。
具体而言，视频监测装置2可以获取路面的车辆的视频信息，通过视频信息可以获取车辆的拍照，型号等具体信息。
作为一种优选的实施方式，视频监测装置2为道路上已有的监控设备，视频监测装置2通过NBIoT与雷达监测装置1的数据计算模块12通信连接以将其所获取的视频信息发送至数据计算模块12。数据计算模块12结合数据获取模块11获取到的车辆信息和视频监测装置2获取到的视频信息生成针对每个具体车辆的身份信息。雷达监测装置1将身份信息传送到与其相邻的其他至少一个雷达监测装置1。
具体而言，视频监测设备可以是现有的监控设备，通过将现有监控设备和雷达监测设备通过NBIoT进行通信连接，以将视频信息发送至雷达监测设备，数据计算模块12通过综合处理车辆信息和视频信息可以得到一个具体车辆的详细的身份信息。
作为一种可选的实施方式，视频监测装置2设置于雷达监测装置1内并连接至数据计算模块12以将其所获取的视频信息发送至数据计算模块12。数据计算模块12结合数据获取模块11获取到的车辆信息和视频监测装置2获取到的视频信息生成针对每个具体车辆的身份信息。雷达监测装置1将身份信息传送到与其相邻的其他至少一个雷达监测装置1。
具体而言，该视频监测装置2可以集成在雷达监测装置1内，数据计算模块12通过综合处理车辆信息和视频信息可以得到一个具体车辆的详细的身份信息。
作为一种优选的实施方式，该其他至少一个雷达监测装置1接收到身份信息后将后续由其所获取的新的车辆信息和视频信息整合到身份信息中以更新身份信息。
具体而言，有单独的雷达监测装置1生成的车辆的身份信息可能不够全面，后续接收到身份信息的其他雷达监测装置1可以将监测到的新的车辆信息和接收到的视频信息整合到该身份信息中以更新身份信息形成更全面的车辆身份信息。
作为一种优选的实施方式，智慧交通雷达监测系统还包括：云处理平台4，用于通信连接至多个雷达监测装置1；多个雷达监测装置1的通信模块13通过NBIoT与云处理平台4进行数据交互。
具体而言，云处理平台4通过NBIoT与多个雷达监测装置1通信连接，以接收雷达监测装置1发送的信号并将相关指令发送至雷达监测装置1
作为一种优选的实施方式，智慧交通雷达监测系统还包括：红绿灯装置5，用于引导道路上的车辆；违章抓拍装置6，用于抓拍违章车辆；电子告示牌装置3，用于显示道路信息；红绿灯装置、违章抓拍装置以及电子告示牌3装置通过NBIoT与雷达监测装置和云处理平台进行数据交互。
具体而言，红绿灯装置5、违章抓拍装置6和电子告示牌装置3等交通电子设备均可以通过NBIoT通讯连接至智慧交通雷达监测系统中。
可选的，智慧交通雷达监测系统还可以包含其他交通电子设备。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智慧交通雷达监测系统，其特征在于，所述智慧交通雷达监测系统包括：多个雷达监测装置，用于设置于道路两侧向其附近一定范围的路面发射77Ghz频率的监测信号以实时监控道路上的车辆，多个所述雷达监测装置沿道路以一定距离间隔设置；所述雷达监测装置包括：数据获取模块，用于发送和接收监测信号以获取车辆信息；数据计算模块，用于分析处理所述数据获取模块获取到的车辆信息，所述数据计算模块连接至所述数据获取模块；通信模块，用于多个所述雷达监测装置之间进行数据传递，所述通信模块连接至所述数据计算模块；所述数据获取模块包括：监测信号生成单元，用于生成所述监测信号；监测信号发射天线，用于发送所述监测信号至目标区域；监测信号接收天线，用于接收从目标区域反射回来的反射信号；多个所述雷达监测装置的通信模块之间通过NBIoT进行通信；所述雷达监测装置将其监测到的所述车辆信息传送到与其相邻的其他至少一个所述雷达监测装置。
2.根据权利要求1所述的智慧交通雷达监测系统，其特征在于，
该其他至少一个所述雷达监测装置根据其所接收到的发送自上一个所述雷达监测装置的车辆信息以调整工作状态。
3.根据权利要求2所述的智慧交通雷达监测系统，其特征在于，
该其他至少一个所述雷达监测装置根据其所接收到的发送自上一个所述雷达监测装置的车辆信息以调整工作状态的具体操作为：减小或增大该其他至少一个所述雷达监测装置的数据获取模块的采样频率。
4.根据权利要求3所述的智慧交通雷达监测系统，其特征在于，
所述雷达监测装置根据所监控的车辆的所述车辆信息判定被监控车辆的行驶意图以将所述车辆信息发送到指定的下一个所述雷达监测装置。
5.根据权利要求1所述的智慧交通雷达监测系统，其特征在于，
智慧交通雷达监测系统还包括：视频监测装置，用于获取其附近一定范围内的路面的车辆的视频信息。
6.根据权利要求5所述的智慧交通雷达监测系统，其特征在于，
所述视频监测装置设置于所述雷达监测装置内并连接至所述数据计算模块以将其所获取的所述视频信息发送至所述数据计算模块；所述数据计算模块结合所述数据获取模块获取到的车辆信息和所述视频监测装置获取到的视频信息生成针对每个具体车辆的身份信息；所述雷达监测装置将所述身份信息传送到与其相邻的其他至少一个所述雷达监测装置。
7.根据权利要求5所述的智慧交通雷达监测系统，其特征在于，
所述视频监测装置为道路上已有的监控设备，所述视频监测装置通过NBIoT与所述雷达监测装置的数据计算模块通信连接以将其所获取的所述视频信息发送至所述数据计算模块；所述数据计算模块结合所述数据获取模块获取到的车辆信息和所述视频监测装置获取到的视频信息生成针对每个具体车辆的身份信息；所述雷达监测装置将所述身份信息传送到与其相邻的其他至少一个所述雷达监测装置。
8.根据权利要求6或7任一所述的智慧交通雷达监测系统，其特征在于，
该其他至少一个所述雷达监测装置接收到所述身份信息后将后续由其所获取的新的所述车辆信息和所述视频信息整合到所述身份信息中以更新所述身份信息。
9.根据权利要求1所述的智慧交通雷达监测系统，其特征在于，
智慧交通雷达监测系统还包括：云处理平台，用于通信连接至多个所述雷达监测装置；多个所述雷达监测装置的通信模块通过NBIoT与所述云处理平台进行数据交互。
10.根据权利要求9所述的智慧交通雷达监测系统，其特征在于，
智慧交通雷达监测系统还包括：红绿灯装置，用于引导道路上的车辆；违章抓拍装置，用于抓拍违章车辆；电子告示牌装置，用于显示道路信息；所述红绿灯装置、所述违章抓拍装置以及所述电子告示牌装置通过NBIoT与所述雷达监测装置和所述云处理平台进行数据交互。
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