CN117111049A - 一种etc通道车辆存在检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种ETC通道车辆存在检测方法及系统，该方法包括：将第一雷达和第二雷达以不同高度安装于ETC通道中，并利用第一雷达和第二雷达对接收的ETC通道目标车辆的回波信号进行处理；分别利用第一雷达和第二雷达测量目标车辆的距离、速度以及角度；利用第一雷达和第二雷达对ETC通道是否存在车辆进行联合检测。本发明采用双毫米波雷达发射非同频率信号技术，利用双毫米波雷达空间上下布局，协同检测车辆的不同部位，实现对各种类型车辆存在的准确性检测，解决了ETC车道各类型车辆的漏检、当前采用传统的传感器如地感线圈需破坏路面、易损坏、大货车易漏检等以及采用光幕设备检测成本极高，不过滤行人等所面临的弊端问题。

Description

一种ETC通道车辆存在检测方法及系统

技术领域

本发明属于雷达技术领域，尤其涉及一种ETC通道车辆存在检测方法及系统。

背景技术

随着我国私家车拥有量和高速公路里程的不断增加，提高高速公路的通行效率尤为重要，采用非人工干预的ETC通道通行收费方式成为主流。ETC通道主要依托电子检测系统自动对确定车牌的车辆进行验证和收费，而感应车辆车牌的核心触发装置是传感器，该传感器要求具备准确感应各种类型车辆、具备不超过米级的分车能力、具备人车分离能力。ETC通道使用的传统传感器是地感线圈，地感线圈安装埋入地面，仅感应处于线圈周围的铁性金属物体，不感应人体，但铁性金属物体距离线圈较远时，如大货车车头和车厢的连接处距地面较高，其地感线圈也容易出现漏检测，且随着全铝合金车型的推出，地感线圈将无法满足对其检测要求。针对车辆检测，也有采用光幕的技术手段，利用通道两侧安装光幕设备，一侧安装光幕发射装置，另一侧安装光幕接收装置，通过车辆遮挡光幕发射的光信号来检测车辆存在，然而光幕不能滤除行人，当有人员等物体挡着光幕，光幕会感应到人员物体，导致系统误响应，且光幕也容易受到强光的干扰。毫米波雷达是利用发射毫米级波长的电磁波信号来探测各类目标，具有探测精度高、不受光线天气影响等优点，可较好用于ETC通道车辆的存在检测。考虑到实用性和性价比因素，采用毫米波雷达技术来检测车辆是发展趋势，毫米波雷达是利用测量在其覆盖范围内是否有目标距离值来判断目标的存在。毫米波雷达一般采用电路板级的定向天线，为了提高雷达对各类车型的检测效果，需要提高雷达的天线增益，来增强雷达的检测性能，提高天线增益就是要设计窄的天线波束宽度。雷达的天线波束越宽，覆盖同样距离目标的照射范围越大，兼顾感应各类型车辆的能力会增强，但分车能力越弱。通常ETC通道的通行宽度为标准宽度，电子检测设备一般安装在通道两侧位置，通行车辆距雷达安装位置的距离较近，要同时满足对各类型车辆如大货车和小轿车车辆的准确性存在检测，单个毫米波雷达也无法解决，要么满足大货车存在的准确检测，要么满足小轿车存在的准确检测，不能同时兼顾。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种ETC通道车辆存在检测方法及系统，解决现有技术中不能同时检测ETC通道中各种类型车的问题。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种ETC通道车辆存在检测方法，包括以下步骤：

S1、将第一雷达和第二雷达以不同高度安装于ETC通道中，并利用第一雷达和第二雷达对接收的ETC通道目标车辆的回波信号进行处理；

S2、根据回波信号的处理结果，分别利用第一雷达和第二雷达测量目标车辆的距离、速度以及角度；

S3、根据测量结果，利用第一雷达和第二雷达对ETC通道是否存在车辆进行联合检测。

本发明的有益效果是：本发明采用不同高度同时布设两部毫米级雷达，利用该两部雷达同时照射覆盖各类型车辆的不同部位，由两部雷达联合判断车辆的存在性，实现对各类型车辆的准确性检测，解决了ETC车道各类型车辆的漏检问题、解决了当前采用传统的传感器如地感线圈需破坏路面、易损坏、大货车易漏检等，以及采用光幕设备检测成本极高，不过滤行人等所面临的弊端问题。

进一步地，所述S1包括以下步骤：

S101、将第一雷达和第二雷达以不同高度安装于ETC通道中，并在第一雷达和第二雷达之间建立相互通信；

S102、分别利用第一雷达和第二雷达接收ETC通道目标车辆的回波信号，并对回波信号进行处理。

上述进一步方案的有益效果是：本发明采用高低搭配安装两部毫米波雷达，解决了ETC车道各类型车辆的漏检问题。

再进一步地，所述第一雷达安装于距地面高0.65-0.75米，第二雷达安装于第一雷达上方高0.5米。

再进一步地，所述S3包括以下步骤：

S301、为第一雷达和第二雷达设置与ETC通道宽度相同的距离值范围门限：

其中，表示距离值范围门限，/>表示与ETC通道宽度相同的值，/>表示雷达个数；

S302、为第一雷达和第二雷达设置相同的速度值门限：

其中，表示的目标车辆速度，/>表示速度值门限；

S303、分别为第一雷达和第二雷达设置角度范围值：

其中，表示第一雷达的角度范围值，/>表示角度范围基本值，/>表示角度测量偏差常数值；

其中，表示第二雷达的角度范围值；

S304、判断第一雷达和第二雷达测量的目标车辆的距离、速度以及角度是否同时满足S301-S303设置的条件，若是，则进入S305，否则，返回S102；

S305、将第二雷达检测到的目标车辆数据发送至第一雷达，并利用第一雷达结合其检测结果联合判断ETC通道是否存在目标车辆，并由第一雷达输出结果。

上述进一步方案的有益效果是：对雷达检测的距离、速度和角度设置不同的门限，有利于雷达能检测到实际通行的目标车辆，而不会检测到设置门限之外的干扰目标，确保检测目标的有效性。

再进一步地，所述利用第一雷达结合其检测结果联合判断ETC通道是否存在目标车辆，其具体为：

利用第一雷达结合其检测结果，根据以下执行决策联合判断ETC通道是否存在目标车辆：

其中，表示第一雷达的检测结果，/>表示第二雷达的检测结果，/>表示目标车辆是否存在。

再进一步地，所述执行决策的关系如下：

第一雷达检测到目标车辆，第二雷达检测到目标车辆，则目标车辆存在；

第一雷达检测到目标车辆，第二雷达未检测到目标车辆，则目标车辆存在；

第一雷达未检测到目标车辆，第二雷达检测到目标车辆，则目标车辆存在；

第一雷达未检测到目标车辆，第二雷达未检测到目标车辆，则目标车辆不存在。

上述进一步方案的有益效果是：采用两部雷达检测目标的联合决策，准确检测到实际目标，保障目标检测精确性，避免单部雷达或其它传感器容易出现目标漏检技术问题。

本发明还公开了一种ETC通道车辆存在检测系统，包括：

第一处理模块，用于将第一雷达和第二雷达以不同高度安装于ETC通道中，并利用第一雷达和第二雷达对接收的ETC通道目标车辆的回波信号进行处理；

第二处理模块，用于根据回波信号的处理结果，分别利用第一雷达和第二雷达测量目标车辆的距离、速度以及角度；

第三处理模块，用于根据测量结果，利用第一雷达和第二雷达对ETC通道是否存在车辆进行联合检测。

本发明的有益效果是：本发明采用不同高度同时布设两部毫米级雷达，利用该两部雷达同时照射覆盖各类型车辆的不同部位，由两部雷达联合判断车辆的存在性，实现对各类型车辆的准确性检测，解决了ETC车道各类型车辆的漏检问题、解决了当前采用传统的传感器如地感线圈需破坏路面、易损坏、大货车易漏检等，以及采用光幕设备检测成本极高，不过滤行人等所面临的弊端问题。

附图说明

图1为本发明的方法流程图。

图2为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种ETC通道车辆存在检测方法，其实现方法如下：

S1、将第一雷达和第二雷达以不同高度安装于ETC通道中，并利用第一雷达和第二雷达对接收的ETC通道目标车辆的回波信号进行处理，其实现方法如下：

S101、将第一雷达和第二雷达以不同高度安装于ETC通道中，并在第一雷达和第二雷达之间建立相互通信；

S102、分别利用第一雷达和第二雷达接收ETC通道目标车辆的回波信号，并对回波信号进行处理；

所述第一雷达安装于距地面高0.65-0.75米，第二雷达安装于第一雷达上方高0.5米；

S2、根据回波信号的处理结果，分别利用第一雷达和第二雷达测量目标车辆的距离、速度以及角度；

S3、根据测量结果，利用第一雷达和第二雷达对ETC通道是否存在车辆进行联合检测，其实现方法如下：

S301、为第一雷达和第二雷达设置与ETC通道宽度相同的距离值范围门限：

其中，表示距离值范围门限，/>表示与ETC通道宽度相同的值，/>表示雷达个数；

S302、为第一雷达和第二雷达设置相同的速度值门限：

其中，表示的目标车辆速度，/>表示速度值门限；

S303、分别为第一雷达和第二雷达设置角度范围值：

其中，表示第一雷达的角度范围值，/>表示角度范围基本值，/>表示角度测量偏差常数值；

其中，表示第二雷达的角度范围值；

S304、判断第一雷达和第二雷达测量的目标车辆的距离、速度以及角度是否同时满足S301-S303设置的条件，若是，则进入S305，否则，返回S102；

S305、将第二雷达检测到的目标车辆数据发送至第一雷达，并利用第一雷达结合其检测结果联合判断ETC通道是否存在目标车辆，并由第一雷达输出结果；

所述利用第一雷达结合其检测结果联合判断ETC通道是否存在目标车辆，其具体为：

利用第一雷达结合其检测结果，根据以下执行决策联合判断ETC通道是否存在目标车辆：

其中，表示第一雷达的检测结果，/>表示第二雷达的检测结果，/>表示目标车辆是否存在；

所述执行决策的关系如下：

第一雷达检测到目标车辆，第二雷达检测到目标车辆，则目标车辆存在；

第一雷达检测到目标车辆，第二雷达未检测到目标车辆，则目标车辆存在；

第一雷达未检测到目标车辆，第二雷达检测到目标车辆，则目标车辆存在；

第一雷达未检测到目标车辆，第二雷达未检测到目标车辆，则目标车辆不存在。

本实施例中，针对ETC通道通行的车辆有小轿车、小货车以及大货车等多种车型，每种车型的车身底盘高度不一样，将两部毫米波雷达（第一雷达和第二雷达）进行一高一低安装，两部毫米波雷达分别照射车辆的高低不同部位，第一雷达距地面高约0.65-0.75米，第二雷达距地面高约1.15-1.25米，第一雷达主要用于检测小轿车及较低底盘车辆，第二雷达主要用于检测高底盘大货车，第一雷达和第二雷达之间建立了相互通信，联合检测所有的通行车辆，解决因车辆车身出现空档区域而导致单部毫米波雷达不能准确检测的技术问题。

本实施例中，第一雷达和第二雷达在硬件方面均由收发天线、接收及发射单元、信号处理单元、接口通信单元及外壳组成，软件方面由ADC模数变换、FFT模块、信号检测模块、数据处理模块、数据通信模块组成，其中第一雷达软件还包括控制执行模块。其中，所述硬件方面和软件方面均为现有技术，此处不在阐述。

本实施例中，在信号检测模块和数据处理模块方面，第一雷达和第二雷达均获取目标车辆的距离、速度和角度。第一雷达和第二雷达设置与ETC通道近似宽度的距离值范围门限，/>近似等于ETC通道宽度，当两雷达测量目标车辆的距离值在该距离值范围内，则认为有目标车辆存在。第一雷达和第二雷达设置相同的速度值门限/>，检测目标速度值/>，过滤穿越的人员，实现人车分离能力。第一雷达和第二雷达设置测量目标车辆的角度值范围/>，第二雷达设置较大的角度范围值，第一雷达设置较小的角度范围值/>，实现较小距离跟车的分车能力。当每部雷达测量的目标车辆距离值在设置的范围值/>内、速度值在设置的门限值/>以上、角度值在设置的范围值/>内，同时满足才确定该雷达检测到的车辆存在。且第二雷达检测的目标车辆存在数据实时送至第一雷达，由第一雷达结合其检测结果联合判断是否存在通行车辆，并通过第一雷达的控制执行模块输出车辆存在的结果数据。

本实施例中，两部雷达联合判断方式为：当第一雷达和第二雷达中有一部雷达检测到目标车辆，则确定车辆存在，只有第一雷达和第二雷达均未检测到目标车辆，才确定车辆不存在。第一雷达和第二雷达判断车辆存在的执行决策如下：

其中，表示第一雷达的检测结果，检测到目标车辆为1，否则为0；/>表示第二雷达的检测结果，检测到目标车辆为1，否则为0；/>表示目标车辆存在与否，存在车辆为1，不存在车辆为0。

本发明采用不同高度同时布设两部毫米级的第一雷达和第二雷达，利用该两部雷达同时照射覆盖各类型车辆的不同部位，由两部雷达联合判断车辆的存在性，实现对各类型车辆的准确性检测，解决了ETC车道各类型车辆的漏检问题、解决了当前采用传统的传感器如地感线圈需破坏路面、易损坏、大货车易漏检等，以及采用光幕设备检测成本极高，不过滤行人等所面临的弊端问题。

实施例2

如图2所示，本发明提供了一种ETC通道车辆存在检测系统，包括：

第一处理模块，用于将第一雷达和第二雷达以不同高度安装于ETC通道中，并利用第一雷达和第二雷达对接收的ETC通道目标车辆的回波信号进行处理；

第二处理模块，用于根据回波信号的处理结果，分别利用第一雷达和第二雷达测量目标车辆的距离、速度以及角度；

第三处理模块，用于根据测量结果，利用第一雷达和第二雷达对ETC通道是否存在车辆进行联合检测。

如图2所示实施例提供的ETC通道车辆存在检测系统可以执行上述方法实施例ETC通道车辆存在检测方法所示的技术方案，其实现原理与有益效果类似，此处不再赘述。

本实施例中，本申请可以根据ETC通道车辆存在检测方法进行功能单元的划分，例如可以将各个功能划分为各个功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。上述集成单元即可以采用硬件的形式来实现，也可以采用软件功能单元的形式来实现。需要说明的是，本发明中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

本实施例中，ETC通道车辆存在检测系统为了实现ETC通道车辆存在检测方法的原理与有益效果，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本发明所公开的实施例描述的各示意单元及算法步骤，本发明能够以硬件和/或硬件和计算机软件结合的形式来实现，某个功能以硬件还是计算机软件驱动的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件，可以对每个特定的应用来使用不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本发明采用不同高度同时布设两部毫米级的第一雷达和第二雷达，利用该两部雷达同时照射覆盖各类型车辆的不同部位，由两部雷达联合判断车辆的存在性，实现对各类型车辆的准确性检测，解决了ETC车道各类型车辆的漏检问题、解决了当前采用传统的传感器如地感线圈需破坏路面、易损坏、大货车易漏检等，以及采用光幕设备检测成本极高，不过滤行人等所面临的弊端问题。

Claims (7)

1.一种ETC通道车辆存在检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将第一雷达和第二雷达以不同高度安装于ETC通道中，并利用第一雷达和第二雷达对接收的ETC通道目标车辆的回波信号进行处理；

S2、根据回波信号的处理结果，分别利用第一雷达和第二雷达测量目标车辆的距离、速度以及角度；

S3、根据测量结果，利用第一雷达和第二雷达对ETC通道是否存在车辆进行联合检测。

2.根据权利要求1所述的ETC通道车辆存在检测方法，其特征在于，所述S1包括以下步骤：

S101、将第一雷达和第二雷达以不同高度安装于ETC通道中，并在第一雷达和第二雷达之间建立相互通信；

S102、分别利用第一雷达和第二雷达接收ETC通道目标车辆的回波信号，并对回波信号进行处理。

3.根据权利要求2所述的ETC通道车辆存在检测方法，其特征在于，所述第一雷达安装于距地面高0.65-0.75米，第二雷达安装于第一雷达上方高0.5米。

4.根据权利要求2所述的ETC通道车辆存在检测方法，其特征在于，所述S3包括以下步骤：

S301、为第一雷达和第二雷达设置与ETC通道宽度相同的距离值范围门限：

其中，表示距离值范围门限，/>表示与ETC通道宽度相同的值，/>表示雷达个数；

S302、为第一雷达和第二雷达设置相同的速度值门限：

其中，表示的目标车辆速度，/>表示速度值门限；

S303、分别为第一雷达和第二雷达设置角度范围值：

其中，表示第一雷达的角度范围值，/>表示角度范围基本值，/>表示角度测量偏差常数值；

其中，表示第二雷达的角度范围值；

S304、判断第一雷达和第二雷达测量的目标车辆的距离、速度以及角度是否同时满足S301-S303设置的条件，若是，则进入S305，否则，返回S102；

S305、将第二雷达检测到的目标车辆数据发送至第一雷达，并利用第一雷达结合其检测结果联合判断ETC通道是否存在目标车辆，并由第一雷达输出结果。

5.根据权利要求4所述的ETC通道车辆存在检测方法，其特征在于，所述利用第一雷达结合其检测结果联合判断ETC通道是否存在目标车辆，其具体为：

利用第一雷达结合其检测结果，根据以下执行决策联合判断ETC通道是否存在目标车辆：

其中，表示第一雷达的检测结果，/>表示第二雷达的检测结果，/>表示目标车辆是否存在。

6.根据权利要求5所述的ETC通道车辆存在检测方法，其特征在于，所述执行决策的关系如下：

第一雷达检测到目标车辆，第二雷达检测到目标车辆，则目标车辆存在；

第一雷达检测到目标车辆，第二雷达未检测到目标车辆，则目标车辆存在；

第一雷达未检测到目标车辆，第二雷达检测到目标车辆，则目标车辆存在；

第一雷达未检测到目标车辆，第二雷达未检测到目标车辆，则目标车辆不存在。

7.根据权利要求1-6任一所述的ETC通道车辆存在检测方法的检测系统，其特征在于，包括：

第一处理模块，用于将第一雷达和第二雷达以不同高度安装于ETC通道中，并利用第一雷达和第二雷达对接收的ETC通道目标车辆的回波信号进行处理；

第二处理模块，用于根据回波信号的处理结果，分别利用第一雷达和第二雷达测量目标车辆的距离、速度以及角度；

第三处理模块，用于根据测量结果，利用第一雷达和第二雷达对ETC通道是否存在车辆进行联合检测。