CN1912949A - 一种车流量检测雷达车道识别方法 - Google Patents

Abstract

一种车流量检测雷达车道识别方法，通过天线将收发组件产生的调频连续波发射出去，当碰到目标以后被反射回来并经收发组件混频以后输入中频电路，经放大和滤波后将信号输入至信号处理机，信号处理机对采样的信号进行车道识别处理，利用一组与车道数相同的滤波器组将不同车道上的信息分开，同时对每组数据进行频谱分析，收发组件安装在固定的位置，其覆盖区域的背景相对固定，所以可以在频域上完成杂波的消除算法，将有车辆通过时的频谱与无车辆通过的频谱进行频域消干，分别记录不同车道上车辆通过的次数，就可得到车流量，信号处理机将统计出来的车流量及车速传送给系统控制器进行网络通信。本发明利用时间控制与时频分析相结合的办法来减小零信号带来的误差，使用方便。

Description

一种车流量检测雷达车道识别方法

技术领域

本发明涉及车辆领域，尤其是涉及一种车辆检测方法，具体的是一种车流量检测雷达车道识别方法。

背景技术

智能交通系统(ITS)是一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。ITS将有效地利用现有交通设施、保证交通安全、提高运输效率、并以推动社会信息化及形成新产业受到各国的重视。目前已成为世界二十一世纪的交通发展方向。

现有技术中，由于雷达工作的全天候特点，采用雷达来完成ITS系统中车流量和车速的监控是目前最好的手段。美国Wavetronix车流量检测雷达采用概率分布的方法通过不断的学习和训练来进行车道识别，这种方法不仅学习需要一段时间而且受到各种自行车行人的影响从而给车道识别带来误差；加拿大RTMS车流量检测雷达根据零信号的时间来排除零信号的干扰，但是这种方法由于零信号长短不能确定从而给流量统计带来误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种车流量检测雷达车道识别方法，本发明要解决现有技术中车流量检测雷达由于零信号长短不能确定从而给流量统计带来误差的技术问题。

本发明的一种车流量检测雷达车道识别方法基于车流量检测雷达装置实现，所述的车流量检测雷达装置由天线、收发组件、线性调制单元、中频放大器、信号处理机和系统控制器构成，其中，所述的天线将所述的收发组件产生的调频连续波发射出去，调频连续波碰到目标被反射回来以后经收发组件混频，输入所述的中频放大器，经放大和滤波后将信号输入至所述的信号处理机，所述的信号处理机对采样的信号进行车道识别处理，利用一组与车道数相同的滤波器组将不同车道上的信息分开，同时对每组数据进行频谱分析，所述的收发组件安装在固定的位置，其覆盖区域的背景相对固定，通过将有车辆通过时的频谱与无车辆通过的频谱进行频域消干，分别记录不同车道上车辆通过的次数从而得到车流量，所述的信号处理机将统计出来的车流量及车速传送给系统控制器进行网络通信。

进一步的，所述的信号处理机中设置的带通滤波器的数目与所检测车道数目相同，所述的带通滤波器对采样信号实现车道的分离，得到采样时刻各车道的采样数据，再分别对每个车道信号处理进行车流量的统计。

进一步的，所述的收发组件接收到的回波信号经过所述的中频放大器传至所述的信号处理机，并启动所述的信号处理机中设置的定时器。

进一步的，所述的系统控制器通过串行通信接口将统计出来的车流量及车速参量通过无线通信链路传递至交通控制中心。

进一步的，所述的信号处理机采用DSP微处理器。

进一步的，所述的系统控制器采用ARM微处理器。

本发明与已有技术相对照，其效果是积极和明显的。本发明利用一种时间控制与时频分析相结合的办法来减小零信号带来的误差，并利用滤波器组实现车道识别不仅可以自动实现车辆位置判断，同时可以进行手动修改，使用方便。此外，本发明的扩展功能可能通过芯片软件编程实现，无需增加任何的硬件电路，能从根本上避免硬件电路的复杂性，具有实现手段简单方便，稳定性高、移植性好易于扩展的特点。

本发明的目的、特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

附图说明

图1是本发明一种车流量检测雷达车道识别方法的一个优选实施例所对应的车流量检测雷达装置功能结构示意图。

图2是本发明一种车流量检测雷达车道识别方法的一个优选实施例的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种车流量检测雷达车道识别方法是基于车流量检测雷达装置实现，所述的车流量检测雷达装置由控制单元，信号处理单元和射频单元构成，所述的控制单元1与所述的信号处理单元2相连接设置，所述的控制单元1连接设置有三角波形发生器4，所述的三角波形发生器4与所述的射频单元5相连接，所述的射频单元5连接中频电路3，所述的中频电路3与所述的信号处理单元2相连接，所述的控制单元1连接设置有无线通信模块电路6，所述的控制单元连接设置有通用I/O设备接口7，所述的三角波形发生器4连接设置有存储器8。所述的控制单元1实现整个系统的初始化，传送三角波参数给三角波形发生器4产生一幅度、偏置和频率可调的三角波，输入到射频单元5中使之产生一频率按三角波规律变化的毫米波信号，经射频单元5中的天线发射出去，碰到目标并返回再由射频单元5接收，经过中频电路3滤波放大处理后送入信号处理单元2检测出汽车目标，并启动定时器中断，在一定时间内记录通过雷达探测区域路面的车辆，计算出车流量和车速等参量，并与控制单元1进行串口通信将统计量通过无线通信模块电路6传送给交通控制中心进行智能化交通管理。

本发明的工作流程如图2所示，系统开机时首先对信息处理单元2的芯片的各内部寄存器进行初始化，然后对系统中用到的定时器A和定时器B以及计数器等常数赋初始值(定时器A的计数值记为T1，定时器B的计数值记为T2)，接下来在软件中将定时器A、B开启，两个定时器分别用来记录车通过雷达照射区域的时间和记算车流量的时间。必要的初始化结束以后，系统通过模数转换进行信号采样并将采集到的数据送入进行频谱分析，判断是否有车通过，并利用滤波器组进行车道识别，此时判断定时器A是否到达一个刷新周期25ms，若没有到达25ms则信息处理单元2执行空循环等待，直到到达25ms才进行下一步判断。程序的统计时间默认为30s，可以任意的设定，若达到了统计时间利用时频分析法以及时间控制法计算每分钟的车流量，并进行平均车速、车道占有率和长车流量的计算并与控制单元进行通信，将车流量信息传至交通管理系统进行交通的管理调度，然后进入新一轮大循环进行新一轮车流量监测；若未到达30s则程序转入小循环，累计当前车数。整个程序每30秒重新显示一次当前的车流量信息，周而复始实时监测。本实施例中，信息处理单元2中采用一组滤波器组来实现车流量检测雷达的车道识别。每组滤波器组中包含8个上下限截止频率不同的带通滤波器，不仅可以对时域信号进行滤波以提高信号的质量，而且可以对采样信号实现车道的分离，得到采样时刻8个车道的采样数据，再分别对每个车道信号处理进行车流量的统计。

车流量检测雷达的功能是统计在检测区域内在一段时间内每个车道上所经过车辆的数量，并根据车通过的时间来估计每个车道的平均车速，车道占有率，长车数量等，同时车辆与雷达的距离与回波的频率相关，因此车流量统计实际上就是对统计时间内对回波的频率特性进行分析，根据这个特性本系统采用时频分析来对一段时间内的回波信号进行分析，并与时间控制相结合从宏观的概念来获取车流量信息，克服了原先系统中单纯从频域分析车流量信息所带来的局限性，同时可以克服零信号带来的影响。

Claims (6)

1，一种车流量检测雷达车道识别方法，基于车流量检测雷达装置实现，所述的车流量检测雷达装置由天线、收发组件、线性调制单元、中频电路、信号处理机和系统控制器构成，其特征在于：所述的天线将所述的收发组件产生的调频连续波发射出去，调频连续波碰到目标被反射回来以后经收发组件混频，输入所述的中频电路，经放大和滤波后将信号输入至所述的信号处理机，所述的信号处理机对采样的信号进行车道识别处理，利用一组与车道数相同的滤波器组将不同车道上的信息分开，同时对每组数据进行频谱分析，通过将有车辆通过时的频谱与无车辆通过的频谱进行频域消干，分别记录车辆通过的次数从而得到车流量，所述的信号处理机将统计出来的车流量及车速传送给系统控制器进行网络通信。

2，如权利要求1所述的一种车流量检测雷达车道识别方法，其特征在于：所述的信号处理机中设置的带通滤波器的数目与所检测车道数目相同，所述的带通滤波器对采样信号实现车道的分离，得到采样时刻各车道的采样数据，再分别对每个车道信号处理进行车流量的统计。

3，如权利要求1所述的一种车流量检测雷达车道识别方法，其特征在于：所述的收发组件接收到的回波信号经过所述的中频放大器传至所述的信号处理机，并启动所述的信号处理机中设置的定时器。

4，如权利要求1所述的一种车流量检测雷达车道识别方法，其特征在于：所述的系统控制器通过串行通信接口将统计出来的车流量及车速参量通过无线通信链路传递至交通控制中心。

5，如权利要求1所述的一种车流量检测雷达车道识别方法，其特征在于：所述的信号处理机采用DSP微处理器。

6，如权利要求1所述的一种车流量检测雷达车道识别方法，其特征在于：所述的系统控制器采用ARM微处理器。

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