CN113256983B - 一种基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法，包括：获取毫米波雷达采集的道路车辆数据；根据设定值，判断长度方向上的点目标数据为近距离值或远距离值；若为近距离值，则近距离点计数；若为远距离值，则远距离点计数；当近/远距离点计数满足近/远距离点计数判定条件时，近/远距离数据包计数；当近/远距离数据包满足近/远距离数据包计数判定条件时，触发近/远距离报警。本发明涉及的方法可以精准的判断出是否有车辆侵入设置车道和旁向车道过车时是否会发生误报，该方法简单，方便，处理速度快，可以很好的应用在单片机上，有效解决了漏报误报的问题。

Description

一种基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法和系统
技术领域
本发明涉及道路养护、应急救援、交通事故车道防侵入主动提前预警技术领域，更具体的涉及一种基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法和系统。
背景技术
道路防侵入预警方法一般是基于毫米波雷达数据，道路上存在信号的反射，例如其他车辆玻璃的反射，静态构筑物的反射，都是触发误报的信号，所以存在非常明显的误报预警现象。
现有基于毫米波雷达技术的车道防侵入主动提前预警，一般采取的是利用单片机处理毫米波雷达数据在目标点模式下进行预警，这种方法是只需要单片机对接收到毫米波雷达信号进行横向位置判断就行，但是其存在很大的弊端，首先毫米波雷达返回的目标点信号稳定性较差，时有时无，且位置精度也不高，满足不了该应用；其次单片机性能有限，无法嵌入复杂的算法进行处理，若要处理需把单片机升级为系统处理器，成本也会大幅上升。
因此，现有的道路防侵入预警方法，由于获得的毫米波雷达数据精度低，所以在实际应用中经常发生误报和漏报的情况，从而导致不能有效的进行提前预警。
发明内容
本发明实施例提供一种基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法和系统，用以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明实施例提供一种基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法，包括：
获取毫米波雷达采集的道路车辆数据；其中，道路车辆数据包括：长度方向上的点目标数据；
根据设定值，判断长度方向上的点目标数据为近距离值或远距离值；其中，若为近距离值，则近距离点计数；若为远距离值，则远距离点计数；
当近距离点计数满足近距离点计数判定条件时，近距离数据包计数；及当远距离点计数满足远距离点计数判定条件时，远距离数据包计数；
当近距离数据包满足近距离数据包计数判定条件时，触发近距离报警；及当远距离数据包满足远距离数据包计数判定条件时，触发远距离报警。
进一步地，所述道路车辆数据，还包括：时间戳、编号、宽度方向上的点目标数据、长度方向上的速度、宽度方向上的速度、数据类型。
进一步地，本发明实施例提供的基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法，还包括：根据预设宽度值和预设长度方向上的速度值，过滤掉道路车辆数据中的无效数据。
进一步地，所述预设宽度值为3米；所述预设长度方向上的速度值为60km/h。
进一步地，本发明实施例提供的基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法，还包括：当近距离点计数不满足近距离点计数判定条件时，近距离数据包计数归零；及当远距离点计数不满足远距离点计数判定条件时，远距离数据包计数归零。
进一步地，所述近距离点计数判定条件为：近距离点计数≥3；所述远距离点计数判定条件为：远距离点计数≥1。
进一步地，所述近距离数据包计数判定条件为：近距离数据包计数≥5；所述远距离数据包计数判定条件为：远距离数据包计数≥5。
本发明实施例还提供一种基于毫米波雷达的道路防侵入预警系统，包括：毫米波雷达和单片机；
所述毫米波雷达，用于采集道路车辆数据；其中，道路车辆数据包括：长度方向上的点目标数据；
所述单片机，用于根据设定值，判断长度方向上的点目标数据为近距离值或远距离值；其中，若为近距离值，则近距离点计数；若为远距离值，则远距离点计数；
用于当近距离点计数满足近距离点计数判定条件时，近距离数据包计数；及当远距离点计数满足远距离点计数判定条件时，远距离数据包计数；及用于当近距离数据包满足近距离数据包计数判定条件时，触发近距离报警；及当远距离数据包满足远距离数据包计数判定条件时，触发远距离报警。
进一步地，所述近距离点计数判定条件为：近距离点计数≥3；所述远距离点计数判定条件为：远距离点计数≥1。
进一步地，所述近距离数据包计数判定条件为：近距离数据包计数≥5；所述远距离数据包计数判定条件为：远距离数据包计数≥5。
本发明实施例提供一种基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法和系统，与现有技术相比，其有益效果如下：
本发明是基于单片机处理毫米波雷达信号提高道路防侵入精度的一种方法，通过对毫米波雷达采集的大量道路车辆数据进行分析，发现采用毫米波雷达的点目标模式比目标点模式效果更好，首先点目标模式精度更高且不会存在漏报现象，但是由于点目标数据更多，噪点也更多，更容易发生误报，而单片机处理性能有限，为此本发明专门针对单片机性能下处理毫米波雷达点目标信号在道路车辆防侵入应用上设计了一种解决方案，可以精准的判断出是否有车辆侵入设置车道和旁向车道过车时是否会发生误报，很好的解决了漏报误报的问题，有效提高了毫米波雷达在该领域的应用。还有，本发明由于采用了基于对大量毫米波雷达实测数据的分析，在此基础上进行了专门针对单片机性能的数据处理，同时数据处理时根据毫米波雷达的远距特性和近距特性在道路防侵入应用中做了区别优化，有效提高了检测的准确性。另外，该方法简单，方便，处理速度快，可以很好的应用在单片机上，有效解决了漏报误报的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的车辆于左侧车道行驶且一直保证在左侧车道行驶示意图；
图2为本发明实施例提供的基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的雷达检测原始数据图；
图4为本发明实施例提供的从雷达数据包中筛选出的来向（oncoming）数据曲线图；
图5为本发明实施例提供的采用现有防侵入预警设备时，存在误报数据曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法，该方法具体包括：
1、获取一个雷达数据包（每条雷达数据包含timestamp、ID、DistLong、DistLat、VerlLong、VerlLat、DynProp等数据信息，如表1），通过DynProp筛选出其中的来向（oncoming）数据，如图4所示。根据设定的宽度值（DistLat）3米和速度值（VerlLong）60km/h过滤无效数据，剩余的数据会触发误报预警，表2。以上过程中是现有一般防侵入预警设备的处理流程，存在误报数据，如图5所示。
表1 雷达数据
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表2 过滤后数据
Figure DEST_PATH_IMAGE002
2、根据设定的宽度值（DistLat）和速度值（VerlLong）过滤无效数据。若无剩余数据，回到第1步，否则到第3步。
3、根据设定值，判断该数据包中每个点目标数据（DistLong）为近距离值还是远距离值，若为近距离值到第4步，远距离值到第5步。
4、若为近距离值，近距离点计数+1。
5、若为远距离值，远距离点计数+1。
6、当所有数据判断完毕后，判断该数据包中，近距离点计数是否≥3或远距离点计数是否≥1，满足至少一个条件则到第7步，如果一个条件都不满足到第8步。
7、若满足近距离点计数≥3，近距离数据包计数+1；若满足远距离点计数≥1，远距离数据包计数+1，到第9步。
8、近距离数据包计数清零，远距离数据包计数清零，到第9步。
9、判断近距离数据包计数是否≥5，满足到第10步，不满足到第11步。
10、触发近距离报警，到第13步。
11、判断远距离数据包计数是否≥5，满足到第12步，不满足到第14步。
12、触发远距离报警，到第13步。
13、近距离数据包计数清零，远距离数据包计数清零，回到第1步。
14、回到第1步。
通过上述方法之后，将误报数据点全部剔除，如表3，通过本方法减少了误报信息，提高了检测的准确性。
表3 误报数据点全部剔除
Figure DEST_PATH_IMAGE003
需要说明的是，本发明实例实测了雷达检测防侵入预警，场景均为雷达检测右侧车道，车辆于左侧车道行驶（如图1所示）且一直保证在左侧车道行驶，如图2所示流程图，本实例真实有效，数据来源于实例过程中的雷达数据，如图3所示原始数据图，数据是雷达检测结束后保存的数据，基于数据的分析设计在单片机上的简洁、高效的算法提高雷达检测防入侵的准确性。
还有，本发明所提供的技术方法具体应用于提高毫米波雷达连续数据的准确性，进一步地，可以应用于道路防侵入预警设备，或者其他防侵入设备。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种基于毫米波雷达的道路防侵入预警系统，该系统包括：毫米波雷达和单片机。
毫米波雷达，用于采集道路车辆数据；其中，道路车辆数据包括：长度方向上的点目标数据。
单片机，用于根据设定值，判断长度方向上的点目标数据为近距离值或远距离值；其中，若为近距离值，则近距离点计数；若为远距离值，则远距离点计数；用于当近距离点计数满足近距离点计数判定条件时，近距离数据包计数；及当远距离点计数满足远距离点计数判定条件时，远距离数据包计数；及用于当近距离数据包满足近距离数据包计数判定条件时，触发近距离报警；及当远距离数据包满足远距离数据包计数判定条件时，触发远距离报警。
需要说明的是，由于本发明实施例提供的一种基于毫米波雷达的道路防侵入预警系统与一种基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法，基于同一发明构思，因此该系统的具体实施方式不再赘述。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法，其特征在于，包括：
获取毫米波雷达采集的道路车辆数据；其中，道路车辆数据包括：长度方向上的点目标数据；所述道路车辆数据，还包括：时间戳、编号、宽度方向上的点目标数据、长度方向上的速度、宽度方向上的速度、数据类型；
根据预设宽度值和预设长度方向上的速度值，过滤掉道路车辆数据中的无效数据；
根据设定值，判断长度方向上的点目标数据为近距离值或远距离值；其中，若为近距离值，则近距离点计数；若为远距离值，则远距离点计数；
当近距离点计数满足近距离点计数判定条件时，近距离数据包计数；及当远距离点计数满足远距离点计数判定条件时，远距离数据包计数；
当近距离数据包满足近距离数据包计数判定条件时，触发近距离报警；及当远距离数据包满足远距离数据包计数判定条件时，触发远距离报警。
2.如权利要求1所述的基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法，其特征在于，所述预设宽度值为3米；所述预设长度方向上的速度值为60km/h。
3.如权利要求1所述基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法，其特征在于，还包括：当近距离点计数不满足近距离点计数判定条件时，近距离数据包计数归零；及当远距离点计数不满足远距离点计数判定条件时，远距离数据包计数归零。
4.如权利要求3所述的基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法，其特征在于，所述近距离点计数判定条件为：近距离点计数≥3；所述远距离点计数判定条件为：远距离点计数≥1。
5.如权利要求1所述的基于毫米波雷达的道路防侵入预警方法，其特征在于，所述近距离数据包计数判定条件为：近距离数据包计数≥5；所述远距离数据包计数判定条件为：远距离数据包计数≥5。
6.一种基于毫米波雷达的道路防侵入预警系统，其特征在于，包括：毫米波雷达和单片机；
所述毫米波雷达，用于采集道路车辆数据；其中，道路车辆数据包括：长度方向上的点目标数据；
所述单片机，
用于根据设定值，判断长度方向上的点目标数据为近距离值或远距离值；其中，若为近距离值，则近距离点计数；若为远距离值，则远距离点计数；
用于当近距离点计数满足近距离点计数判定条件时，近距离数据包计数；及当远距离点计数满足远距离点计数判定条件时，远距离数据包计数；及
用于当近距离数据包满足近距离数据包计数判定条件时，触发近距离报警；及当远距离数据包满足远距离数据包计数判定条件时，触发远距离报警。
7.如权利要求6所述的基于毫米波雷达的道路防侵入预警系统，其特征在于，所述近距离点计数判定条件为：近距离点计数≥3；所述远距离点计数判定条件为：远距离点计数≥1。
8.如权利要求6所述的基于毫米波雷达的道路防侵入预警系统，其特征在于，所述近距离数据包计数判定条件为：近距离数据包计数≥5；所述远距离数据包计数判定条件为：远距离数据包计数≥5。
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