CN113554876A - 多毫米波雷达域控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种多毫米波雷达域控制系统，属于智能交通技术领域，该系统包括：在车道延伸方向上或交通路口的不同方向上设置的多个毫米波雷达，每个毫米波雷达用于对多个车道上的行驶车辆进行检测，得到检测结果；不同毫米波雷达之间间隔预设距离；与多个毫米波雷达通过网络连接的域控制器；域控制器用于获取多个毫米波雷达发送的数据和检测结果；并对该数据或检测结果进行融合计算，得到计算结果；域控制器可以根据数据接收端的需求同时发送相关信息；该系统一方面可以准确对交通流量及道路交通测速进行检测；此外，可以减少控制器的使用数量，降低系统复杂度和成本。

Description

多毫米波雷达域控制系统

技术领域

本申请涉及一种多毫米波雷达域控制系统，属于智能交通技术领域。

背景技术

智慧交通是在交通领域中充分运用物联网、云计算、人工智能、自动控制、移动互联网等现代电子信息技术面向交通运输的服务系统。

传统的智慧交通系统包括：在每个车道上设置一个微波雷达，通过该微波雷达对对应的一条车道进行检测；每个微波雷达连接有一个计算单元，每个计算单元对微波雷达采集到的数据进行计算，并将计算后得到的结果通过网络传送到数据平台。

然而，现有的微波雷达分辨率低、精度低。单个微波雷达检测一条车道，多条车道需要多个微波雷达，系统结构复杂。基于此，现有的智慧交通系统将微波雷达替换为毫米波雷达以实现多条车道的检测。

现有的毫米波雷达设置方式为一个毫米波雷达连接一个控制器，不同毫米波雷达连接的控制器不同，该控制器通常设置于毫米波雷达中。此时，随着毫米波雷达的数量增多，控制器的数量也会随之增多，仍然存在系统结构复杂的问题。

发明内容

本申请提供了一种多毫米波雷达域控制系统，可以解决一个毫米波雷达连接一个控制器，随着毫米波雷达的数量增多，控制器的数量也会随之增多，系统结构复杂的问题。本申请提供如下技术方案：

一种多毫米波雷达域控制系统，所述系统包括：

在车道延伸方向上或交通路口的不同方向上设置的多个毫米波雷达，每个毫米波雷达用于对多个车道上的行驶车辆进行检测，得到检测结果；不同毫米波雷达之间间隔预设距离；

与所述多个毫米波雷达连接的域控制器；所述域控制器用于获取所述多个毫米波雷达发送的数据和检测结果；并对所述数据和检测结果进行融合计算，得到计算结果。

可选地，多个毫米波雷达与一个域控制器相连，由所述域控制器统一控制，并接收连接至所述域控制器的所有毫米波雷达的数据进行融合计算并输出。

可选地，毫米波雷达与域控制器通过网络连接，两者的物理距离不在同一个位置。

可选地，对检测结果进行融合计算，得到计算结果，包括：

根据路段车道数、历史车流量以及连入一个域控制器的毫米波雷达数量配置域控制器的算力最大值；每个毫米波雷达需要的算力按需由域控制器动态分配。

可选地，所述对所述数据和检测结果进行融合计算，得到计算结果，包括：

对所述检测结果进行时间同步，得到同步后的检测结果；

使用所述同步后的检测结果计算实时交通信息和人车动态信息，所述人车动态信息包括机动车动态信息、非机动车动态信息和行人动态信息。

可选地，所述对所述数据和检测结果进行融合计算，得到计算结果，包括：

对运动对象进行连续的轨迹追踪；

基于轨迹追踪结果，统计单位时间段内每个所述毫米波雷达覆盖的每个车道内的车流量。

本申请的有益效果至少包括：通过在车道延伸方向上或交通路口的不同方向上设置的多个毫米波雷达，每个毫米波雷达用于对多个车道上的行驶车辆进行检测，得到检测结果；不同毫米波雷达之间间隔预设距离；与多个毫米波雷达连接的域控制器；域控制器用于获取多个毫米波雷达发送的数据和检测结果；并对该数据和检测结果进行融合计算，得到计算结果；可以解决一个毫米波雷达连接一个控制器，随着毫米波雷达的数量增多，控制器的数量也会随之增多，系统结构复杂的问题；由于多个毫米波雷达融合方式，一方面可以准确对交通流量及道路交通测速进行检测；此外，在单个布置点上可以覆盖多个车道，多个布置点之间的融合可以在传感器覆盖区段内实现轨迹连续追踪，可以减少传感器的使用数量，降低系统复杂度。另外，多传感器同时连接到同一个域控制器不但可以实现时空同步，还可以减少控制器的使用数量。

另外，多传感器同时连接到同一个域控制器还可以动态按需分配算力降低了系统总体功耗，提高了可靠性。

另外，多毫米波雷达域控制系统可满足大部分交通检测的需求且相比于雷达视频融合系统显著降低了成本，适用于不用的交通领域感知需求。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本申请一个实施例提供的多毫米波雷达域控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

首先，对本申请涉及的若干名词进行介绍。

毫米波雷达：毫米波雷达是工作在毫米波波段(millimeter wave) 探测的雷达。通常毫米波是指30~300GHz频域(波长为1 ~10mm)的。毫米波的波长介于厘米波和光波之间，因此毫米波兼有微波制导和光电制导兼备的优点。

毫米波雷达具有精度高及抗干扰的优点，同微波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。在天线口径相同的情况下，毫米波雷达有更窄的波束(一般为毫弧度量级)，可提高雷达的角分辨能力和测角精度，并且有利于抗电子干扰、杂波干扰和多径反射干扰等。且毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候全天时的特点。由于毫米波雷达的工作频率高，可能得到大的信号带宽(如吉赫量级)和多普勒频移，有利于提高距离和速度的测量精度和分辨能力并能分析目标细节特征。同时毫米波雷达能分辨识别很小的目标，并且能同时识别多个目标，因此具有很强的空间分辨和成像能力。此外，毫米波雷达的敏感性高，错误误报率低，且不易受外界电磁噪声的干扰，其准确性很高。毫米波雷达还具有更高的发射频率，更低的发射功率。毫米波雷达采用调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW）调频连续波，能同时测出多个目标的距离和速度，并可对目标连续追踪，甚至到静止目标也可保持追踪不丢失。

图1是本申请一个实施例提供的多毫米波雷达域控制系统的结构示意图，该系统至少包括：毫米波雷达110和域控制器120。

在车道延伸方向上或交通路口的不同方向上设置有多个毫米波雷达110。每个毫米波雷达110用于对多个车道上的行驶车辆进行检测，得到检测结果；不同毫米波雷达110之间间隔预设距离。

可选地，不同毫米波雷达110之间的预设距离相同或不同，可以按照数据采集需求设置。

本实施例中，由于每个毫米波雷达110可以检测多个车道上的行驶车辆，因此，不需要为每条车道都设置对应的雷达传感器，可以节省传感器数量，降低系统复杂度。

域控制器120与多个毫米波雷达110通过网络连接。具体地，毫米波雷达110通过高速网络（如以太网、光纤等）连接至域控制器120。整个检测场景中可以设置有多个域控制器120，每个域控制器120对应连接多个毫米波雷达110。

多个毫米波雷达110与一个域控制器120相连，由域控制器120统一控制，并接收连接至域控制器120的所有毫米波雷达110的数据进行融合计算并输出。

毫米波雷达与域控制器通过网络连接，两者的物理距离不限于在同一个位置。例如：毫米波雷达可以布置在道路上方，域控制器可以布置在中心机房。

比如：整个系统覆盖的检测范围为连续几公里、几十公里或者上百公里；该系统内包括多个域控制器120，每个域控制器120与多个毫米波雷达110相连，每个毫米波雷达110覆盖范围为几百米。

域控制器120所连接的毫米波雷达110是根据网络条件设置的。比如一个区域（一公里范围内）网络条件合适（即网络传输延迟低于预设阈值），那么，将一公里内的毫米波雷达110连接至同一域控制器120。如果网络环境在10公里范围内也满足网络条件，那么，也可以将10公里内的毫米波雷达110连接至同一域控制器120。

域控制器120用于获取多个毫米波雷达110发送的数据和检测结果；并对该数据和检测结果进行融合计算，得到计算结果。

可选地，检测结果包括：目标的测距结果、测速结果、运动对象检测结果和运动对象追踪结果。

在一个示例中，对该检测结果进行融合计算，得到计算结果，包括：根据路段车道数、历史车流量以及连入一个域控制器的毫米波雷达数量配置域控制器的算力最大值；每个毫米波雷达需要的算力由域控制器按需动态分配。

本实施例中，通过动态分配域控制器120的算力，可以降低系统总体功耗，提高系统可靠性。

具体地，对该检测结果进行融合计算，得到计算结果，包括：对检测结果进行时间同步，得到同步后的检测结果；使用同步后的检测结果计算实时交通信息和人车动态信息，人车动态信息包括机动车动态信息、非机动车动态信息和行人动态信息。

通过对检测结果进行时间同步，可以保证数据融合的准确性。

本实施例中，对该检测结果进行融合计算，得到计算结果，还包括：对运动对象进行连续的轨迹追踪；基于轨迹追踪结果，统计单位时间段内每个毫米波雷达110覆盖的每个车道内的车流量。

域控制器120还可以通过高速网络（如以太网、光纤等）与平台端和/或车端无线相连。

平台端用于接收计算结果；并对计算结果进行数据存储和数据分析。车端接收数据或计算结果做后续应用。

可选地，车端在接收计算结果之后，还包括：基于实时交通信息自动规划驾驶路径；通过显示屏显示实时交通信息和人车动态信息，以提示驾驶员。

综上所述，本实施例提供的多毫米波雷达域控制系统，通过在车道延伸方向或交通路口的不同方向上设置的多个毫米波雷达，每个毫米波雷达用于对多个车道上的行驶车辆进行检测，得到检测结果；不同毫米波雷达之间间隔预设距离；与多个毫米波雷达连接的域控制器；域控制器用于获取多个毫米波雷达发送的数据和检测结果；并对该数据和检测结果进行融合计算，得到计算结果；可以解决一个毫米波雷达连接一个控制器，随着毫米波雷达的数量增多，控制器的数量也会随之增多，系统结构复杂的问题；由于多个毫米波雷达融合方式，一方面可以准确对交通流量及道路交通测速进行检测；此外，在单个布置点上可以覆盖多个车道，多个布置点之间的融合可以在传感器覆盖区段内实现轨迹连续追踪，可以减少传感器的使用数量，降低系统复杂度。另外，多传感器同时连接到同一个域控制器不但可以实现时空同步，还可以减少控制器的使用数量。

另外，多传感器同时连接到同一个域控制器不但可以实现时空同步，还可以动态按需分配算力降低了系统总体功耗，提高了可靠性。

另外，多毫米波雷达域控制系统可满足大部分交通检测的需求且相比于雷达视频融合系统显著降低了成本，适用于不用的交通领域感知需求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种多毫米波雷达域控制系统，其特征在于，所述系统包括：

在车道延伸方向上或交通路口的不同方向上设置的多个毫米波雷达，每个毫米波雷达用于对多个车道上的行驶车辆进行检测，得到检测结果；不同毫米波雷达之间间隔预设距离；

与所述多个毫米波雷达通过网络连接的域控制器；所述域控制器用于获取所述多个毫米波雷达发送的数据和检测结果；并对所述数据和检测结果进行融合计算，得到计算结果，整个检测场景中设置有多个域控制器，所述域控制器所连接的毫米波雷达是根据网络条件设置的；

对检测结果进行融合计算，得到计算结果，包括：

根据路段车道数、历史车流量以及连入一个域控制器的毫米波雷达数量配置域控制器的算力最大值；每个毫米波雷达需要的算力按需由域控制器动态分配。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，多个毫米波雷达与一个域控制器相连，由所述域控制器统一控制，并接收连接至所述域控制器的所有毫米波雷达的数据进行融合计算并输出。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，毫米波雷达与域控制器通过网络连接，两者的物理距离不在同一个位置。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述对所述数据和检测结果进行融合计算，得到计算结果，包括：

对所述检测结果进行时间同步，得到同步后的检测结果；

使用所述同步后的检测结果计算实时交通信息和人车动态信息，所述人车动态信息包括机动车动态信息、非机动车动态信息和行人动态信息。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述对所述数据和检测结果进行融合计算，得到计算结果，包括：

对运动对象进行连续的轨迹追踪；

基于轨迹追踪结果，统计单位时间段内每个所述毫米波雷达覆盖的每个车道内的车流量。

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