CN116087956A - 一种交通雷达测速方法、装置、雷达及可读存储介质 - Google Patents

一种交通雷达测速方法、装置、雷达及可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及雷达测速技术领域，并提供了一种交通雷达测速方法、装置、雷达及可读存储介质，其中，交通雷达测速方法包括如下步骤：获取目标车辆的回波信号，并对获取的回波信号和发射信号进行混频正交处理，以得到目标车辆的两路特征信号；对得到的特征信号按照既定的采样点数进行采样，并将采样的信号进行模数转换；对得到的数字信号进行去干扰和运算变换处理，以提取出目标车辆的目标信号频谱；通过频谱校正算法对得到的目标信号频谱进行校正，以滤除目标信号频谱中的正弦信号；根据多普勒维度中速度与频率的正比关系，通过校正后的目标信号频谱计算出目标车辆的速度；本发明能够减小信号延迟、信号瞬态响应等影响，提高雷达测速的响应速度。

Description

一种交通雷达测速方法、装置、雷达及可读存储介质
技术领域
本发明涉及雷达测速技术领域，具体而言，涉及一种交通雷达测速方法、装置、雷达及可读存储介质。
背景技术
随着信号处理技术的发展，雷达测速的方法也日益成熟，在交通管控中使用雷达对行驶的车辆进行测速以判断车辆是否超速也得到了越来越普遍的应用。现阶段的雷达测速方法中通常是将接收的电波信号通过傅里叶变换后，再通过滤波器来消除正弦信号的干扰，以确保测速的准确性，但是，雷达测速时通常都是对多个车道同时进行测速，并且对每一车辆采集多个信号，导致雷达对信号的处理量较大，采用滤波器消除正弦信号干扰会造成信号延迟、信号瞬态响应等影响，从而影响雷达测速的响应速度。
发明内容
本发明解决的问题是在数据处理量较大时如何减小消除正弦信号干扰时出现的信号延迟、信号瞬态响应等影响，以提高雷达测速的响应速度。
为解决上述问题，第一方面，本发明提供了一种交通雷达测速方法，包括如下步骤：
获取目标车辆的回波信号，并对获取的回波信号和发射信号进行混频正交处理，以得到目标车辆的两路特征信号；其中，两路所述特征信号为目标车辆的回波信号的正交分量；
对得到的所述特征信号按照既定的采样点数进行采样，并将采样的信号进行模数转换，以将采样的信号从波长信号转换为数字信号；
对得到的所述数字信号进行去干扰和运算变换处理，以提取出目标车辆的目标信号频谱；
通过频谱校正算法对得到的所述目标信号频谱进行校正，以滤除所述目标信号频谱中的正弦信号；
根据多普勒维度中速度与频率的正比关系，通过校正后的所述目标信号频谱计算出目标车辆的速度。
可选地，在所述对得到的所述特征信号按照既定的采样点数进行采样之前还包括如下步骤：
对两路所述特征信号进行三级滤波放大处理，其中，第一级滤波放大处理和第二级滤波放大处理分别用于处理近距离数据和处理远距离数据，第三级滤波放大处理的滤波放大倍数适于被调整。
可选地，所述获取目标车辆的回波信号包括：
向目标道路发射无线电波信号，发射的无线电波信号在既定范围内可同时覆盖目标道路的各车道；
分别接收目标道路上进入无线电波信号覆盖范围内的车辆反射回来的回波信号，其中，接收的回波信号包括无线电波信号覆盖范围内的所有车辆反射的回波信号以及各个单车道的车辆单独反射的回波信号。
可选地，所述对得到的所述数字信号进行去干扰和运算变换处理，以提取出目标车辆的目标信号频谱包括：
对所述数字信号进行直流滤波运算处理，以还原信号采样过程中可能导致的信号偏差；
对直流滤波处理后的所述数字信号通过汉宁窗函数进行运算处理，以消除高频信号的干扰并获取数字信号中正弦信号的频率、幅值和初始相角；
对经所述汉宁窗运算处理后的所述数字信号通过FFT算法进行变换，以得到所述数字信号中的目标信号频谱。
可选地，所述对所述数字信号进行直流滤波运算处理包括：
通过对既定的采样点数的采样信号的数据求平均值，再用每个采样信号的数值与平均值作差，从而将采样后的信号进行校正，以对信号采样过程中导致的信号偏差进行还原。
可选地，所述频谱校正算法为比值校正法，所述通过频谱校正算法对得到的所述目标信号频谱进行校正包括：
根据所述目标信号频谱中的正弦信号的幅值、频率和初始相角计算出该正弦信号；
根据所述目标信号频谱中的正弦信号的幅值、频率和初始相角仿真出一个仿真正弦信号；
根据正弦信号与仿真正弦信号的差值，获取消除正弦信号后的目标信号。
可选地，在所述对得到的所述特征信号按照既定的采样点数进行采样之后还包括如下步骤：
采用地址偏移方式对采样信号中的重要数据进行加密处理。
与现有技术相比，本发明通过获取目标车辆的回波信号，并对获取的回波信号和发射信号进行混频正交处理，从而得到两路呈正交分量的特征信号，该特征信号为中频信号；然后对得到的特征信号按照既定的采样点数进行采样，由于特征信号为中频信号，因此能够提高信号采样的稳定性，采样完成后的信号通过模数转换变为数字信号，以便于后续对信号的继续处理；然后对数字信号进行去干扰处理，以消除不需要的信号的干扰，提高信号的后续处理的准确性，并对数字信号进行运算变换处理，以得到目标车辆的信号中的目标信号频谱，以便于对目标车辆的速度的计算；然后通过频谱校正算法对得到的目标信号频谱进行校正，以滤除目标信号频谱中的正弦信号，从而通过校正算法代替现有技术中采用滤波器消除正弦信号的干扰；然后根据校正后的目标信号频谱计算出目标车辆的速度；本方法通过对信号进行混频正交处理提高信号采样的稳定性，然后转换后的数字信号进行去干扰处理和运算变换处理，初步减少杂波对信号的干扰，然后通过频谱校正方法滤除信号中正弦信号的干扰，主要是通过运算校正处理来实现对信号中的干扰因素进行滤除，避免了使用滤波器，从而在数据处理量较大时能够有效减小消除正弦信号干扰时出现的信号延迟、信号瞬态响应等影响，从而提高雷达测速的响应速度。
第二方面，本发明还提供了一种交通雷达测速装置，包括：
获取模块：用于获取目标车辆的回波信号，并对获取的回波信号和发射信号进行混频正交处理，以得到目标车辆的两路特征信号；其中，两路所述特征信号为目标车辆的回波信号的正交分量；
采样模块：用于对得到的所述特征信号按照既定的采样点数进行采样，并将采样的信号进行模数转换，以将采样信号从波长信号转换为数字信号；
处理模块：用于对得到的所述数字信号进行去干扰和运算变换处理，以提取出目标车辆的目标信号频谱；
校正模块：用于通过频谱校正算法对得到的所述目标信号频谱进行校正，以滤除所述目标信号频谱中的正弦信号；
计算模块：用于根据多普勒维度中速度与频率的正比关系，通过校正后的所述目标信号频谱计算出目标车辆的速度。
由此，交通雷达测速装置用于实现上述交通雷达测速方法，因此至少具有上述交通雷达测速方法的全部技术效果。
第三方面，本发明还提供了一种交通测速雷达，包括射频器、发射天线，接收天线、滤波放大模块、处理器和存储器，所述射频器与所述发射天线电连接，用于发射设定频率的信号并通过所述发射天线将发射的信号覆盖至目标道路的既定范围内；所述接收天线、射频器、滤波放大模块和处理器依次通过电连接，由所述接收天线接收目标道路内车辆的回波信号，并由所述射频器和所述滤波放大电路依次对回波信号进行混频正交处理和滤波放大处理后传输至处理器；
所述接收天线包括高增益天线和小角度天线，所述高增益天线用于接收整个目标道路内车辆的回波信号，所述小角度天线用于接收目标道路内各个单车道内车辆的回波信号；
所述存储器存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令由所述处理器执行时实现如上所述的交通雷达测速方法。
由此，由于交通测速雷达的技术方案至少包括上述交通雷达测速方法的全部技术方案，因此至少具有上述交通雷达测速方法的全部技术效果。
第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如上所述的交通雷达测速方法。
由此，由于计算机可读存储介质的技术方案至少包括上述交通雷达测速方法的全部技术方案，因此至少具有上述交通雷达测速方法的全部技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例的交通测速雷达的结构连接图；
图2为本发明实施例的交通雷达测速方法的流程图；
图3为本发明实施例的交通雷达测速装置的结构连接图。
附图标记说明：1-获取模块；2-采样模块；3-处理模块；4-校正模块；5-计算模块。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。为解决上述问题，如图1所示，本发明的实施例提供了一种交通测速雷达，包括射频器、发射天线，接收天线、滤波放大模块、处理器和存储器，所述射频器与所述发射天线电连接，用于发射设定频率的信号并通过所述发射天线将发射的信号覆盖至目标道路的既定范围内；所述接收天线、射频器、滤波放大模块和处理器依次通过电连接，由所述接收天线接收目标道路内车辆的回波信号，并由所述射频器和所述滤波放大电路依次对回波信号进行混频正交处理和滤波放大处理后传输至处理器；
所述接收天线包括高增益天线和小角度天线，所述高增益天线用于接收整个目标道路内车辆的回波信号，所述小角度天线用于接收目标道路内各个单车道内车辆的回波信号；
所述存储器存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令由所述处理器执行时实现交通雷达测速方法。
需要说明的是，交通测速雷达可以安装在道路的边缘，安装高度为2m，此时，雷达垂直路面安装；雷达也可以安装在广告牌内或天桥上，此时雷达的高度一般为6m，此时应当使雷达向路面倾斜3°，从而保证雷达的探测范围。雷达通过射频器发出无线电波，并通过发射天线将该无线电波覆盖至目标道路上，雷达的安装高度和角度决定了无线电波在目标道路上的覆盖范围，该测速范围满足目标道路上所有车道的车辆都能够进入探测范围内并被有效采集回波信号，发出的无线电波的设定频率为24GHz，射频器可以采用英飞凌射频芯片BG24LTR11；当目标道路上的车辆进入雷达的探测范围内后会将无线电波信号反射回去，并被接收天线接收；接收天线与射频器电连接，从而将接收的回波信号传输至射频器，使回波信号在射频器与发射信号进行混频正交处理以得到目标车辆的两路特征信号，射频器与滤波放大模块电连接，从而将两路特征信号传输至滤波放大模块，由滤波放大模块对两路特征信号进行三级滤波放大处理，其中，滤波放大模块包括一级滤波放大子模块、二级滤波放大子模块和三级滤波放大子模块，一级滤波放大子模块和二级滤波放大子模块分别能够对不同波段的特征信号进行杂波的过滤和放大处理，以用于对近距离数据进行处理和对远距离数据进行处理，三级滤波放大子模块的滤波范围和防大范围可以调节，从而可以根据特征信号的实际情况控制该特征信号的滤波范围和放大倍数，以最大可能的降低特征信号中的环境噪声和电路纹波的干扰以及使放大后的特征信号能够容易被处理器采集；其中三级滤波放大子模块对滤波范围和防大范围的调节可通过代码程序来实现。
滤波放大模块与处理器电连接，滤波放大后的特征信号由滤波放大模块传输至处理器，存储器与处理器电连接，存储器中存储有计算机可执行指令，处理器通过执行存储于存储器中的计算机可执行指令，以对传输至处理器的特征信号进行各种运算转换提取处理，以得到目标车辆的车速，即实现交通雷达测速方法。
其中，接收天线包括高增益天线和小角度天线，高增益天线检测距离范围广，能够接收到无线电波覆盖范围内较远处的微小信号，从而能够有效的接收目标车道内车辆的回波信号；小角度天线的角度设置为12°-25°，水平方向设置，可以使通过小角度天线发射的无线电波仅覆盖目标道路的单车道，从而检测单车道内车辆的回波信号，以减小多车道远距离处造成的干扰。
在本实施例中，处理器可以包括一个或多个处理核心，处理器利用各种接口和线路连接交通测速雷达内的各个部分,通过运行或执行存储在存储器内的指令、程序、代码集或指令集,以及调用存储器内的数据,执行交通测速雷达的各种功能和处理数据，处理器可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、可编程逻辑阵列(ProgrambleLogicArray,PLA)中的至少一个硬件形式来实现。处理器可集成中央处理器(CentralProcessingUnit,CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit,GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中,CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责触摸显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调器也可以不集成到处理器中,单独通过一块芯片进行实现。
其中,存储器可以包括随机存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。可选的,该存储器包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器可包括存储程序区和存储数据区﹐其中,存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控指令等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
如图2所示，本发明的实施例还提供了一种交通雷达测速方法，包括如下步骤：
S1：获取目标车辆的回波信号，并对获取的回波信号和发射信号进行混频正交处理，以得到目标车辆的两路特征信号；其中，两路所述特征信号为目标车辆的回波信号的正交分量；
S2：对得到的所述特征信号按照既定的采样点数进行采样，并将采样的信号进行模数转换，以将采样的信号从波长信号转换为数字信号；
S3：对得到的所述数字信号进行去干扰和运算变换处理，以提取出目标车辆的目标信号频谱；
S4：通过频谱校正算法对得到的所述目标信号频谱进行校正，以滤除所述目标信号频谱中的正弦信号；
S5：根据多普勒维度中速度与频率的正比关系，通过校正后的所述目标信号频谱计算出目标车辆的速度。
需要说明的是，在步骤S1中，车辆进入雷达探测区域后会将回波信号反射至雷达并由雷达接收，雷达将接收到的回波信号和发射信号进行混频正交处理以得到两路正交分量的中频信号，该中频信号为目标车辆待处理的信号，命名为特征信号，该两路特征信号的相位相差90°；呈正交分量的两路特征信号便于后续对该信号的采样处理，特征信号为中频信号，有利于两路信号的通道达到一致，提高后续对信号采样的稳定性。
在步骤S2中，混频正交处理后的特征信号传输至处理器，由处理器对两路特征信号进行采样，采样时可以使用28.19K的采样率对信号进行采集，每一个目标车辆的采样点数为1024,；并对采样完成的特征信号进行模数转换，将无线电波形态的特征信号转换为数字信号，以便于后续对数字信号进行运算处理。
在步骤S3中，对转换后的数字信号依次进行直流滤波处理和加窗处理，从而过滤掉对数字信号中的直流成分，并消除数字信号中的信号旁瓣，从而使得到的数字信号没有杂波的干扰，提高信号的真实性，然后对该数字信号进行傅里叶变换处理，以得到该目标车辆的信号中的目标信号频谱，即对计算目标车辆的速度相关的信号频谱。
在步骤S4中，由于经过混频正交处理后的回波信号是两路呈正交分量的中频信号，因此得到的目标信号频谱也是两路呈正交分量的信号频谱，该两路信号频谱中的正弦信号对目标信号频谱有干扰，因此需要通过频谱校正的算法对目标信号频谱进行校正，以滤除目标信号频谱中的正弦信号，以减少正弦信号的干扰，提高计算目标车辆的速度的准确性。
在步骤S5中，在多普勒维度中，速度与频率呈正比关系，具体计算公式如下：
Figure BDA0003970609370000091
上述公式中，角度、光速和雷达发射频率均为定值，因此可以根据校正后的目标信号频谱计算出目标车辆的速度。
通过本方法将接收的目标车辆的回波信号转换为数字信号进行处理，并从数字信号中提取出目标车辆的目标信号频谱，然后通过频谱校正的方法对目标信号频谱进行校正，以消除目标信号频谱中的正弦信号的干扰，来确保目标车辆速度计算的准确性，通过算法对目标信号频谱进行校正，代替使用滤波器滤除目标信号频谱中的正弦信号，能够避免数据信息量较大时滤波器会出现的信号延迟、信号瞬态响应等情形，从而保证了雷达运算的速率，提高了雷达测速的响应速度。
在本发明的一个实施例中，在所述对得到的所述特征信号按照既定的采样点数进行采样之前还包括如下步骤：
对两路所述特征信号进行三级滤波放大处理，其中，第一级滤波放大处理和第二级滤波放大处理分别用于处理近距离数据和处理远距离数据，第三级滤波放大处理的滤波放大倍数适于被调整。
需要说明的是，由于雷达在接收目标车辆的回拨信息时也会接收到道路周围环境中的路面、护栏、花草等反射回来的信号，因此雷达接收到的回波信号中含有较多的杂波，在将回波信号和发射信号进行混频正交处理后，需要除去特征信号中的杂波，避免杂波的干扰而影响后续处理的准确性。对杂波的处理使通过三级滤波放大模块进行的，第一级滤波放大处理用于将近距离信号中的杂波进行滤除，并对滤除杂波后的近距离信号进行放大处理，第二级滤波放大处理用于对远距离信号中的杂波进行滤除并对滤除杂波后的远距离信号进行放大处理，从而使近距离信号和远距离信号初步免除杂波的干扰以及的到一定倍数的放大，然后对近距离信号和远距离信号进行三级滤波放大处理，三级滤波放大处理过程是通过程序代码控制滤波的频率波段以及放大的倍数，通过程序代码识别监控进入三级滤波放大子模块的信号，根据该信号的强弱和频率等信息，调整三级滤波放大处理时的滤波频率以及防大范围，以尽可能的减少经过三级滤波放大处理后的信号中的杂波，并确保将光三级滤波放大处理后的信号的增益效果能满足后续处理的需要。
在本发明的一个实施例中，所述获取目标车辆的回波信号包括：
S11：向目标道路发射无线电波信号，发射的无线电波信号在既定范围内可同时覆盖目标道路的各车道；
S12：分别接收目标道路上进入无线电波信号覆盖范围内的车辆反射回来的回波信号，其中，接收的回波信号包括无线电波信号覆盖范围内的所有车辆反射的回波信号以及各个单车道的车辆单独反射的回波信号。
需要说明的是，在步骤S11中，通过雷达内的射频器发出频率为24GHz的无线电波，并通过发射天线发射至目标道路上，通过调整雷达的安装高度和安装角度控制无线电波在道路上的覆盖范围，该覆盖范围需要满足将目标道路的所有车道均覆盖并且能使目标道路上各个车道上的车辆进入覆盖范围内都能够有效的内采集到的回波信号，从而使雷达能够同时检测多个车道上的多个车辆的车速，提高检测效率；
在步骤S12中，当目标道路上的车辆进入无线电波覆盖范围内后，会将回波信号返回至雷达的接收天线，由接收天线将反射的回波信号接收后传输至射频器进行混频处理；在接收信号过程中，由高增益天线接收整个目标道路上被无线电波覆盖范围内的信号，由于高增益天线具有检测距离远的特点，因此能够检测到道路上一些微小的信号，从而避免由于信号错失而导致测速不准确；由小角度天线接收目标道路中各个单车道中车辆的回波信号，从而能够减少其他车道远距离处造成的干扰，从而使接收到的回波信号更清晰，以便于后续的信号处理。
在本发明的一个实施例中，所述对得到的所述数字信号进行去干扰和运算变换处理，以提取出目标车辆的目标信号频谱包括：
S31：对所述数字信号进行直流滤波运算处理，以还原信号采样过程中可能导致的信号偏差；
S32：对直流滤波处理后的所述数字信号通过汉宁窗函数进行运算处理，以消除高频信号的干扰并获取数字信号中正弦信号的频率、幅值和初始相角；
S33：对经所述汉宁窗运算处理后的所述数字信号通过FFT算法进行变换，以得到所述数字信号中的目标信号频谱。
需要说明的是，在步骤S31中，特征信号在采样过程中由于偏置电压的影响会导致信号的偏差，因此在采样信号转换为数字信号后进行直流滤波运算处理，以滤除采样过程中偏置电压的影响，以还原真实的信号，确保计算车速的准确性；
在步骤S32中，对还原后的后的信号通过汉宁窗函数进行运算处理，汉宁窗函数能够使信号旁瓣相互抵消，从而消除高频信号的干扰和信号泄漏，从而进一步减少信号中的干扰信息并保证信号的完整，提高车速计算的准确性；另外通过汉宁窗函数还能够计算出数字信号中正弦信号的频率、幅值和初始相角；汉宁窗函数的运算过程为现有技术，在此不再赘述；
在步骤S33中，将经过汉宁窗运算处理后的信号通过FFT算法进行变换，即进行快速傅里叶变换，从将汉宁窗函数处理后的信号中需要输出的目标信号频谱提取出来，以便于计算车辆的速度；快速傅里叶变换为现有技术，在此不再赘述。
在本发明的一个实施例中，所述对所述数字信号进行直流滤波运算处理包括：
通过对既定的采样点数的采样信号的数据求平均值，再用每个采样信号的数值与平均值作差，从而将采样后的信号进行校正，以对信号采样过程中导致的信号偏差进行还原。
需要说明的是，对数字信号进行直流滤波处理时通过程序代码实现的，具体的过程为：对目标车辆的1024个采样信号的数据求平均值，然后用这1024各采样信号的数据分别与平均值作差，以得出还原后的采样信号，从而滤除信号采样时偏置电压的影响，还原真实的采样信号。
在本发明的一个实施例中，所述频谱校正算法为比值校正法，所述通过频谱校正算法对得到的所述目标信号频谱进行校正包括：
S41：根据所述目标信号频谱中的正弦信号的幅值、频率和初始相角计算出该正弦信号；
S42：根据所述目标信号频谱中的正弦信号的幅值、频率和初始相角仿真出一个仿真正弦信号；
S43：根据正弦信号与仿真正弦信号的差值，获取消除正弦信号后的目标信号。
需要说明的是，在步骤S41中，通过汉宁窗函数处理和FFT算法变换后可以得到目标信号频谱中的正弦信号的幅值、频率和初始相角计算出该正弦信号，从而可以计算出该正弦信号，具体计算公式为：x(n)＝Acos(2π*f0*t+φ0)；其中，x(n)为离散的正弦信号，A为正弦信号的幅值，f0为正弦信号的频率，φ0是正弦信号的初始相角；
在步骤S42中，根据上述正弦信号的幅值、频率和初始相角通过比值校正法仿真出一个仿真正弦信号的幅值、频率和初始相角，设为A'、f0'和φ0'，则仿真正弦信号的计算公式为：y(n)为y(n)＝A'cos(2π*f0'*t+φ0')，通过该公式可以计算出仿真正弦信号；
在步骤S43中，根据正弦信号和仿真正弦信号计算出消除正弦信号后的目标信号，计算公式为：e(n)＝x(n)一y(n)，其中，e(n)为消除正弦信号后的目标信号。
对于一个离散的正弦信号，幅值、频率和初始相角是正弦信号的三个要素，在已知采样频率fs的条件下，可以根据确定的幅值、频率和初始相角三个要素通过比值校正法被仿真出仿真正弦信号的三要素，从而可以计算出消除正弦信号后的目标信号即e(n)＝x(n)一y(n)，只要通过比值校正法仿真得到的三要素十分接近于正弦信号的三要素，那么e(n)就是消除该正弦信号后的信号，通过该方法消除正弦信号的干扰，可以避免使用滤波器造成的信号延迟、信号瞬态响应等影响。
在本发明的一个实施例中，在所述对得到的所述特征信号按照既定的采样点数进行采样之后还包括如下步骤：
采用地址偏移方式对采样信号中的重要数据进行加密处理。
需要说明的是，采样后的信号中的重要数据例如滤波系数和校正系数等需要进行加密处理，以避免重要数据丢失，对数据进行加密采用的是地址偏移的方法，具体为：将重要数据编辑成代码，然后获取处理器的唯一序列号，再通过自定义的公式将重要数据和处理器唯一序列号打乱形成新的代码，并存储在特定地址中。通过上述方法当雷达每次上电运行时就需要读取特定地址中的代码并通过自定义的公式解析出正确代码，才可使雷达正确运行，否则无法运行。地址偏移由于添加了处理器唯一序列号并进行自定义的公式运算进行代码解析，从而可以有效的避免代码被破解后的在另外的处理器上运行的情况，确保了数据的安全。
如图3所示，本发明的实施例还提供了一种交通雷达测速装置，包括：获取模块1、采样模块2、处理模块3、校正模块4和计算模块5，获取模块1用于获取目标车辆的回波信号，并对获取的回波信号和发射信号进行混频正交处理，以得到目标车辆的两路特征信号；其中，该两路特征信号为目标车辆的回波信号的正交分量，相位相差90°，混频正交处理后的信号为中频信号，即特征信号为中频信号，能够提高后续对信号采样的稳定性；采样模块2用于对得到的特征信号按照既定的采样点数进行采样，并将采样的信号进行模数转换，以将波长信号转换为数字信号，数字信号便于后续的运算处理；处理模块3用于对得到的数字信号进行去干扰和运算变换处理，以提取出目标车辆的目标信号频谱，通过处理模块3可以滤除数字信号中杂波的干扰，并且提取处计算表目标车辆速度需要的信号频谱；校正模块4用于通过频谱校正算法对得到的目标信号频谱进行校正，以滤除目标信号频谱中的正弦信号，通过校正模块4消除目标信号频谱中的正弦信号的干扰，能够避免采用滤波器滤除正弦信号时出现的信号延迟、信号瞬态响应等，从而提高了雷达测速的响应速度；计算模块5用于根据多普勒维度中速度与频率的正比关系，通过校正后的目标信号频谱计算出目标车辆的速度。
本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如上所述的交通雷达测速方法。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种交通雷达测速方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取目标车辆的回波信号，并对获取的回波信号和发射信号进行混频正交处理，以得到目标车辆的两路特征信号；其中，两路所述特征信号为目标车辆的回波信号的正交分量；
对得到的所述特征信号按照既定的采样点数进行采样，并将采样的信号进行模数转换，以将采样的信号从波长信号转换为数字信号；
对得到的所述数字信号进行去干扰和运算变换处理，以提取出目标车辆的目标信号频谱；
通过频谱校正算法对得到的所述目标信号频谱进行校正，以滤除所述目标信号频谱中的正弦信号；
根据多普勒维度中速度与频率的正比关系，通过校正后的所述目标信号频谱计算出目标车辆的速度。
2.根据权利要求1所述的一种交通雷达测速方法，其特征在于，在所述对得到的所述特征信号按照既定的采样点数进行采样之前还包括如下步骤：
对两路所述特征信号进行三级滤波放大处理，其中，第一级滤波放大处理和第二级滤波放大处理分别用于处理近距离数据和处理远距离数据，第三级滤波放大处理的滤波放大倍数适于被调整。
3.根据权利要求2所述的一种交通雷达测速方法，其特征在于，所述获取目标车辆的回波信号包括：
向目标道路发射无线电波信号，发射的无线电波信号在既定范围内可同时覆盖目标道路的各车道；
分别接收目标道路上进入无线电波信号覆盖范围内的车辆反射回来的回波信号，其中，接收的回波信号包括无线电波信号覆盖范围内的所有车辆反射的回波信号以及各个单车道的车辆单独反射的回波信号。
4.根据权利要求2所述的一种交通雷达测速方法，其特征在于，所述对得到的所述数字信号进行去干扰和运算变换处理，以提取出目标车辆的目标信号频谱包括：
对所述数字信号进行直流滤波运算处理，以还原信号采样过程中可能导致的信号偏差；
对直流滤波处理后的所述数字信号通过汉宁窗函数进行运算处理，以消除高频信号的干扰并获取数字信号中正弦信号的频率、幅值和初始相角；
对经所述汉宁窗运算处理后的所述数字信号通过FFT算法进行变换，以得到所述数字信号中的目标信号频谱。
5.根据权利要求4所述的一种交通雷达测速方法，其特征在于，所述对所述数字信号进行直流滤波运算处理包括：
通过对既定的采样点数的采样信号的数据求平均值，再用每个采样信号的数值与平均值作差，从而将采样后的信号进行校正，以对信号采样过程中导致的信号偏差进行还原。
6.根据权利要求4所述的一种交通雷达测速方法，其特征在于，所述频谱校正算法为比值校正法，所述通过频谱校正算法对得到的所述目标信号频谱进行校正包括：
根据所述目标信号频谱中的正弦信号的幅值、频率和初始相角计算出该正弦信号；
根据所述目标信号频谱中的正弦信号的幅值、频率和初始相角仿真出一个仿真正弦信号；
根据正弦信号与仿真正弦信号的差值，获取消除正弦信号后的目标信号。
7.根据权利要求1所述的一种交通雷达测速方法，其特征在于，在所述对得到的所述特征信号按照既定的采样点数进行采样之后还包括如下步骤：
采用地址偏移方式对采样信号中的重要数据进行加密处理。
8.一种交通雷达测速装置，其特征在于，包括：
获取模块：用于获取目标车辆的回波信号，并对获取的回波信号和发射信号进行混频正交处理，以得到目标车辆的两路特征信号；其中，两路所述特征信号为目标车辆的回波信号的正交分量；
采样模块：用于对得到的所述特征信号按照既定的采样点数进行采样，并将采样的信号进行模数转换，以将采样信号从波长信号转换为数字信号；
处理模块：用于对得到的所述数字信号进行去干扰和运算变换处理，以提取出目标车辆的目标信号频谱；
校正模块：用于通过频谱校正算法对得到的所述目标信号频谱进行校正，以滤除所述目标信号频谱中的正弦信号；
计算模块：用于根据多普勒维度中速度与频率的正比关系，通过校正后的所述目标信号频谱计算出目标车辆的速度。
9.一种交通测速雷达，其特征在于，包括射频器、发射天线，接收天线、滤波放大模块、处理器和存储器，所述射频器与所述发射天线电连接，用于发射设定频率的信号并通过所述发射天线将发射的信号覆盖至目标道路的既定范围内；所述接收天线、射频器、滤波放大模块和处理器依次通过电连接，由所述接收天线接收目标道路内车辆的回波信号，并由所述射频器和所述滤波放大电路依次对回波信号进行混频正交处理和滤波放大处理后传输至处理器；
所述接收天线包括高增益天线和小角度天线，所述高增益天线用于接收整个目标道路内车辆的回波信号，所述小角度天线用于接收目标道路内各个单车道内车辆的回波信号；
所述存储器存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令由所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的交通雷达测速方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器读取并运行时，实现如权利要求1-7任一项所述的交通雷达测速方法。
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