CN111751818A - 一种基于lte-v和毫米波雷达技术的车载自动目标追踪系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于LTE‑V和毫米波雷达技术的目标自动追踪系统，包括LTE‑V基站、车载目标自动追踪装置和毫米波雷达，所述车载目标自动追踪装置包括：LTE‑V通讯模块，与LTE‑V基站或与其他车辆的LTE‑V通讯模块通讯连接，毫米波雷达输入接口，与毫米波雷达连接；GPS定位模块，与中央处理器连接；中央处理器，与GPS定位模块、毫米波雷达输入接口和LTE‑V通讯模块连接，本发明通过综合车辆位置信息、LTE‑V通讯模块获得的其他车辆的位置信息和毫米波雷达识别的追踪目标的位置信息，指示毫米波雷达快速识别追踪目标的精确位置并规划车辆到追踪目标的行驶路径。本发明通过结合LTE‑V和毫米波雷达技术，满足了车辆远距离、快速、高精度的对目标自动追踪的需要。

Description

一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的车载自动目标追踪系统
技术领域：
本发明涉及车载自动目标追踪技术，尤其是涉及了一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的车载自动目标追踪系统。
背景技术：
LTE-V是面向智能交通和车联网应用、基于4G LTE系统的演进技术，包括LTE-V-Cell和LTE-V-Direct两个工作模式。LTE-V-Cell借助已有的蜂窝网络，支持大带宽、大覆盖通信；LTE-V-Direct可以独立于蜂窝网络，实现车辆与周边环境节点低时延、高可靠的直接通信，满足行车安全需求。因此通过LTE-V技术可以实现车辆对目标的实时追踪，但是LTE-V技术仅能提供目标位置的大致方向和距离，在环境复杂的情况下，难以精确识别目标位置。
毫米波雷达是车载最常用的目标追踪雷达，可以监测0到200米范围内的周围环境物体的距离、速度、方位角，并以此得到与目标之间相对应的位置，但是超过200米的范围后，毫米波雷达追踪目标的能力就会大大下降，而且毫米波雷达容易受到雨、雾等高潮湿环境的影响，导致毫米波雷达追踪目标的范围过小，不利于对目标的远距离自动追踪。
发明内容：
为了解决上述问题，本发明通过LTE-V技术能对目标的远距离追踪与毫米波雷达技术在近距离对目标的精确识别之间的结合，提供了一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的车载自动目标追踪系统，能够在长距离范围内准确、快速锁定目标、实现精准目标追踪。
本发明采用的技术方案是：提供一种基于LTE-V技术和毫米波雷达的目标自动追踪系统，包括LTE-V基站、车载目标自动追踪装置和毫米波雷达，所述车载目标自动追踪装置包括：LTE-V通讯模块，与LTE-V基站或与其他车辆的LTE-V通讯模块通讯连接，用于通过LTE-V基站与其他车辆通讯或通过其他车辆的LTE-V通讯模块直接与其他车辆通讯，相互告知对方车辆的位置信息和毫米波雷达识别的追踪目标的位置信息；毫米波雷达输入接口，与毫米波雷达连接，用于传输毫米波雷达识别的特定方向上0到数百米范围内追踪目标的位置信息；GPS定位模块，用于获得车辆位置信息；中央处理器，与GPS定位模块、毫米波雷达输入接口和LTE-V通讯模块连接，用于综合车辆位置信息、毫米波雷达识别的追踪目标的位置信息、LTE-V通讯模块获得的其他车辆的位置信息和毫米波雷达识别的追踪目标的位置信息，获得追踪目标的精确位置和车辆到追踪目标的路径规划。
本发明提供的一种基于LTE-V技术和毫米波雷达的目标自动追踪系统中，所述毫米波雷达，可以搜索一定距离范围内追踪目标方向上既处于毫米波雷达识别范围内，又处于LTE-V网络中同方向的目标，进而更精准、更迅速识别目标。
本发明提供的一种基于LTE-V技术和毫米波雷达的目标自动追踪系统中，所述LTE-V网络，由车辆与车辆之间或车辆与LTE-V基站之间通过LTE-V通讯模块连接构成，通过LTE-V网络，中央处理器可以根据车辆位置信息和其他车辆传输的目标位置信息，得到目标在LTE-V网络中的相对于车辆的位置，毫米波雷达根据所述位置方向进行搜索，能更快更精确的识别目标。
本发明提供的一种基于LTE-V技术和毫米波雷达的目标自动追踪系统中，还可以包括一显示屏，用于展示车辆到追踪目标的路径规划。
本发明提供的一种基于LTE-V技术和毫米波雷达的目标自动追踪系统中，还可以包括一自动驾驶装置，用于根据车辆到追踪目标的路径规划，自动向追踪目标行驶。
本发明还提供了一种基于LTE-V技术和毫米波雷达的目标自动追踪方法，该方法包括以下步骤：
S1.设定追踪目标后，通过车载目标自动追踪装置的LTE-V通讯模块，与LTE-V基站或其他车辆的LTE-V通讯模块连接，形成LTE-V网络；
S2.中央处理器在LTE-V网络中根据其他车辆的位置信息和其他车辆毫米波雷达识别到的目标位置信息，获得追踪目标的位置信息；
S3.中央处理器根据GPS定位模块获得的车辆位置信息和追踪目标的位置信息，规划车辆到追踪目标的路径；
S4.当车辆行驶到距离追踪目标一定范围内时，中央处理器根据LTE-V网络中获得的追踪目标的位置信息，指示毫米波雷达向所述位置方向搜索目标，以便更快更精确的识别目标位置。
本发明提供的一种基于LTE-V技术和毫米波雷达的目标自动追踪方法，所述步骤S3中，可以通过车载显示屏，展示车辆到追踪目标的规划路径。
本发明提供的一种基于LTE-V技术和毫米波雷达的目标自动追踪方法，所述步骤S4中，可以通过自动驾驶装置，控制车辆向追踪目标行驶。
本发明的有益之处在于，通过LTE-V和毫米波雷达技术的结合，将LTE-V技术应用于毫米波雷达的协助目标追踪上，将车辆引导至毫米波雷达容易识别出追踪目标的距离，同时也为毫米波雷达指明方向上的目标，进而更快速找到LTE-V网络中此方向中的追踪目标物。
附图说明：
图1是本发明所述的一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的目标自动追踪方法的流程示意图；
图2是本发明所述的一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的车载目标自动追踪装置的结构示意图；
具体实施方式：
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，本发明的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的目标自动追踪系统通过车辆与LTE-V基站或其他车辆之间的连接，获得追踪目标的大致位置，当车辆进入目标一定范围内，通过毫米波雷达搜索追踪目标方向，快速获得目标的准确位置。
如图1所示，本实施例提供的一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的目标自动追踪系统可以通过LTE-V网络追踪较远的目标，并为毫米波雷达指明目标所在方向，帮助毫米波雷达更快更清楚的找到追踪目标，该系统包括LTE-V基站100，车载目标自动追踪装置210和220，连接车载目标自动追踪装置的毫米波雷达310和320，其中车载目标自动追踪装置210和220包括LTE-V通讯模块211和221、中央处理器212和222、毫米波雷达输入接口213和223、GPS定位模块214和224。中央处理器212和222与LTE-V通讯模块211和221、毫米波雷达输入接口213和223、GPS定位模块214和224连接，LTE-V通讯模块211和221与LTE-V基站100连接，毫米波雷达输入接口213和223与毫米波雷达310和320连接。具体的，毫米波雷达用于探测目标相对于车辆的精确位置，将目标的相对位置通过毫米波雷达输入接口上传至中央处理器；GPS定位模块，用于获得车辆的准确位置信息，并将车辆位置信息上传至中央处理器；LTE通讯模块，通过LTE-V基站或直接与其他车辆连接组成LTE-V网络，可以将中央处理器接收到的车辆位置信息和目标相对位置信息上传至LTE-V基站或向其他车辆的LTE-V通讯模块传输，使其他车辆获得目标的位置信息，方便其他车辆对目标进行追踪，也可以通过LTE-V网络向其他车辆发送追踪目标的请求，从其他车辆接收目标的位置信息；所述中央处理器，用于综合车辆位置信息、毫米波雷达探测的目标位置信息、LTE-V网络内的其他车辆传输的车辆位置信息和目标位置信息，获得追踪目标的精确位置信息并规划车辆到追踪目标的行驶路径。
在图1中，搭载车载自动追踪装置210的车辆1距离追踪目标400的距离较远，无法通过毫米波雷达对目标进行精确的追踪，于是车辆1通过车载自动追踪装置210的LTE-V通讯模块211与LTE-V基站100连接，向距离追踪目标较近的车辆2发送追踪目标位置的请求，车辆2通过搭载的车载自动追踪装置220的LTE-V模块221接收LTE-V基站100发送的车辆1的追踪请求，中央处理器222通过毫米波雷达320获得追踪目标400相对于车辆2的位置信息，并将所述位置信息和GPS定位模块224获得的车辆位置信息通过LTE-V基站100发送给车辆1；车辆1车载自动追踪装置210的中央处理器212综合LTE-V通讯模块211接收车辆2发送的位置信息、追踪目标400相对于车辆2的位置信息和GPS定位模块214获得的车辆位置信息，计算得到追踪目标400相对于车辆1的相对位置，并规划车辆1到追踪目标400的行驶路线；当车辆1行驶到追踪目标400较近的位置时，中央处理器212将追踪目标400相对于车辆1的相对位置发送给毫米波雷达310，毫米波雷达310可以根据位置向特定方向识别追踪目标400，从而达到快速、精准的目标识别跟踪。
如图2所示，该实施例提供了一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的目标自动追踪方法，该方法可以由一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的目标自动追踪系统实现，包括以下步骤：
S1.设定追踪目标后，通过车载目标自动追踪装置的LTE-V通讯模块，与LTE-V基站或其他车辆的LTE-V通讯模块连接，形成LTE-V网络，请求LTE-V网络内的其他车辆通过毫米波雷达识别追踪目标位置信息；
S2.中央处理器在LTE-V网络中根据识别到追踪目标的其他车辆的位置信息和毫米波雷达识别到的目标位置信息，获得追踪目标的位置信息；
S3.中央处理器根据GPS定位模块获得的车辆位置信息和追踪目标的位置信息，规划车辆到追踪目标的路径；
S4.当车辆行驶到距离追踪目标一定范围内时，中央处理器根据LTE-V网络中获得的追踪目标的位置信息，指示毫米波雷达向所述位置方向搜索目标，以便更快更精确的识别目标位置。
在本实施例中，若追踪目标也在LTE-V网络中，则可以直接得到追踪目标的位置信息，通过中央处理器规划车辆到追踪目标的驾驶路径，当车辆与追踪目标处于较近的距离时，根据从LTE-V网络获得的追踪目标方向，使用毫米波雷达快速清晰地识别追踪目标，对目标进行追踪。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的目标自动追踪系统，其特征在于，包括LTE-V基站、车载目标自动追踪装置和毫米波雷达，所述车载目标自动追踪装置包括：LTE-V通讯模块，与LTE-V基站或与其他车辆的LTE-V通讯模块通讯连接，用于通过LTE-V基站与其他车辆通讯或通过其他车辆的LTE-V通讯模块直接与其他车辆通讯，相互告知对方车辆的位置信息和毫米波雷达识别的追踪目标的位置信息；毫米波雷达输入接口，与毫米波雷达连接，用于传输毫米波雷达识别的特定方向上0到数百米范围内追踪目标的位置信息；GPS定位模块，用于获得车辆位置信息；中央处理器，与GPS定位模块、毫米波雷达输入接口和LTE-V通讯模块连接，用于综合车辆位置信息、毫米波雷达识别的追踪目标的位置信息、LTE-V通讯模块获得的其他车辆的位置信息和毫米波雷达识别的追踪目标的位置信息，获得追踪目标的精确位置和车辆到追踪目标的路径规划。
2.根据权利要求1所述的一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的目标自动追踪系统，其特征在于，所述毫米波雷达，可以搜索一定距离范围内追踪目标方向上既处于毫米波雷达识别范围内，又处于LTE-V网络中同方向的目标。
3.根据权利要求2所述的一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的目标自动追踪系统，其特征在于，所述LTE-V网络，由车辆与车辆之间或车辆与LTE-V基站之间通过LTE-V通讯模块连接构成，通过LTE-V网络，中央处理器可以根据车辆位置信息和其他车辆传输的目标位置信息，得到目标在LTE-V网络中的相对于车辆的位置。
4.根据权利要求1所述的一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的目标自动追踪系统，其特征在于，还可以包括一显示屏，用于展示车辆到追踪目标的路径规划。
5.根据权利要求1一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的目标自动追踪系统，其特征在于，还可以包括一自动驾驶装置，用于根据车辆到追踪目标的路径规划，自动向追踪目标行驶。
6.一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的目标自动追踪方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1.设定追踪目标后，通过车载目标自动追踪装置的LTE-V通讯模块，与LTE-V基站或其他车辆的LTE-V通讯模块连接，形成LTE-V网络；
S2.中央处理器在LTE-V网络中根据其他车辆的位置信息和其他车辆毫米波雷达识别到的目标位置信息，获得追踪目标的位置信息；
S3.中央处理器根据GPS定位模块获得的车辆位置信息和追踪目标的位置信息，规划车辆到追踪目标的路径；
S4.当车辆行驶到距离追踪目标一定范围内时，中央处理器根据LTE-V网络中获得的追踪目标的位置信息，指示毫米波雷达向所述位置方向搜索目标，以便更快更精确的识别目标位置。
7.根据权利要求6所述的一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的目标自动追踪方法，其特征在于，所述步骤S3中，可以通过车载显示屏，展示车辆到追踪目标的规划路径。
8.根据权利要求7所述的一种基于LTE-V和毫米波雷达技术的目标自动追踪方法，其特征在于，所述步骤S4中，可以通过自动驾驶装置，控制车辆向追踪目标行驶。
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