一種車輛路況監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種車輛路況監(jiān)測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：步驟1：根據(jù)當(dāng)前信息，智能劃分車道及確認(rèn)各車道車輛的正確行駛方向；步驟2：利用數(shù)字信號處理方法計算出雷達(dá)回波的二維頻譜；步驟3：利用自適應(yīng)門限監(jiān)測算法，監(jiān)測當(dāng)前區(qū)域有無目標(biāo)；步驟4：根據(jù)監(jiān)測到目標(biāo)在二維頻譜中的分布規(guī)律確定目標(biāo)所在的車道、以及目標(biāo)的實時速度；步驟5：根據(jù)目標(biāo)車輛速度、目標(biāo)車輛所在車道以及所在車道的正確行駛方向確定是否需要抓拍目標(biāo)，如需要抓拍目標(biāo)，則在車輛到達(dá)指定區(qū)域內(nèi)提供抓拍觸發(fā)信號。本發(fā)明可以通過一個雷達(dá)，同時監(jiān)測多個車道的車輛，具備區(qū)分車道和精確測速(能夠區(qū)分車輛來向和去向)的功能，提高了交通雷達(dá)的性價比。
【專利說明】一種車輛路況監(jiān)測方法【技術(shù)領(lǐng)域】[0001]本發(fā)明涉及智能交通中的交通信息監(jiān)測領(lǐng)域，更具體地，涉及一種車輛路況監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國的交通運輸量明顯增多，家庭擁有私家車的數(shù)量也呈大幅上升趨勢，很多人也擁有了自己的行車駕照，但許多人交通法規(guī)意識淡薄，這也使得交通違法現(xiàn)象及交通事故多于以往，他們大多數(shù)存僥幸心理，在警察視線以外超速、逆向行駛，嚴(yán)重影響了道路暢通和交通安全。
[0003]目前道路車輛監(jiān)測系統(tǒng)成為智能交通領(lǐng)域的一個重要組成部分，如何有效地監(jiān)測行駛車輛，找出違法違紀(jì)車輛，提高人們的車輛安全行駛意識，減少交通事故，是該系統(tǒng)的主要用途和目的。智能化操作、隱蔽性監(jiān)控、高性能工作、低成本維護(hù)是保障智能交通監(jiān)控系統(tǒng)有效運轉(zhuǎn)的必要條件。
[0004]目前應(yīng)用較多也比較成熟的是路面接觸式的交通信息采集技術(shù)，他們都是掩埋于路面之下工作，當(dāng)汽車經(jīng)過采集裝置上方時會引起相應(yīng)的壓力、電磁場的變化，采集裝置再將這些變化轉(zhuǎn)換為所需的交通信息。但是這種路面接觸式交通信息采集裝置也有其缺點。首先安裝維護(hù)時必須中斷交通、破壞路面，維護(hù)成本極高；其次是隨著使用時間的增長，車輛長期對道路的壓力會導(dǎo)致這類裝置的監(jiān)測性能降低，測量精度減小；惡劣環(huán)境也會對其正常工作產(chǎn)生不利的影響，使其使用壽命減短。
[0005]近幾年發(fā)展起來的路面非接觸式交通信息采集裝置則不存在上述一些缺點，其安裝簡單，使用壽命長，發(fā)展十分迅速。其中微波監(jiān)測系統(tǒng)相對于其他非接觸式裝置還有著維護(hù)簡便、受天氣環(huán)境影響小等優(yōu)點，因此被廣泛的應(yīng)用于智能交通信息采集領(lǐng)域。目前微波監(jiān)測系統(tǒng)大多應(yīng)用于目標(biāo)測速，并沒有車道區(qū)分功能，而有的只能對單一目標(biāo)進(jìn)行測速，這在實際應(yīng)用時就需要每個車道安裝一個雷達(dá)，而且還要裝一個高架桿，使得成本大大提高，近幾年也有應(yīng)用于多車道的超速抓拍雷達(dá)，但其中有的一般只能識別一個方向，有的只能抓拍超速行駛車輛，有的各車道之間的干擾會影響監(jiān)測性能，而且有些對一些干擾的抵抗能力不好，要么會時不時的出現(xiàn)錯拍的情況，使得被罰司機(jī)怨聲載道，要么就是為了防止錯拍，監(jiān)測門限設(shè)的比較高，有時會抓不到違章車輛，使得雷達(dá)監(jiān)測系統(tǒng)達(dá)不到最佳的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是:克服現(xiàn)有技術(shù)中雷達(dá)監(jiān)測的缺點，提供一種精確測出車輛速度，準(zhǔn)確抓拍各種情況下違章的車輛路況監(jiān)測方法。
[0007]本發(fā)明提出一種車輛路況監(jiān)測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟:步驟1:根據(jù)當(dāng)前信息，智能劃分車道及確認(rèn)各車道車輛的正確行駛方向；步驟2:利用數(shù)字信號處理方法計算出雷達(dá)回波的二維頻譜；步驟3:利用自適應(yīng)門限監(jiān)測算法，監(jiān)測當(dāng)前區(qū)域有無目標(biāo)；步驟4:根據(jù)監(jiān)測到目標(biāo)在二維頻譜中的分布規(guī)律確定目標(biāo)所在的車道、以及目標(biāo)的實時速度；步驟5:根據(jù)目標(biāo)車輛速度、目標(biāo)車輛所在車道以及所在車道的正確行駛方向確定是否需要抓拍目標(biāo)，如需要抓拍目標(biāo)，則在車輛到達(dá)指定區(qū)域內(nèi)提供抓拍觸發(fā)信號。
[0008]進(jìn)一步地，所述當(dāng)前信息包括:雷達(dá)的安裝信息、當(dāng)前道路的結(jié)構(gòu)及環(huán)境信息。
[0009]進(jìn)一步地，所述雷達(dá)的安裝信息包括雷達(dá)固定工作時的安裝角度、安裝高度以及后置距離的設(shè)定；道路的結(jié)構(gòu)包括車道寬度、車道中間綠化帶寬度的測量；環(huán)境信息包括不同車道的車輛行駛方向以及車輛最高、最低限速設(shè)定。
[0010]進(jìn)一步地，其特征在于，所述利用數(shù)字信號處理方法計算出雷達(dá)回波的二維頻譜包括信號采樣、雜波抑制、二維FFT積累。
[0011]進(jìn)一步地，所述的信號采樣是利用AD芯片，將雷達(dá)回波從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號;
[0012]所述的雜波抑制是利用對消濾波器，抑制各種雜波；
[0013]所述的二維FFT積累是對回波信號做距離向FFT和方位時間FFT，以獲取回波信號的二維頻譜，對線性調(diào)頻信號做二維FFT后信號可以表示為:
[0014]P(fr, fd) = Asinc Ig1 (fr) ] sine [g2 (fd)]
[0015]式中，fr為距離多普勒頻率，fd為方位多普勒頻率。
[0016]進(jìn)一步地，所述步驟3包括自適應(yīng)環(huán)境干擾雜波門限值設(shè)置和動目標(biāo)自適應(yīng)門限監(jiān)測。
[0017]進(jìn)一步地，所述的環(huán)境干擾雜波門限值設(shè)置，通過對回波信號的二維頻譜進(jìn)行統(tǒng)計分析，智能設(shè)置干擾雜波門限，以提高監(jiān)測效率。
[0018]
【權(quán)利要求】
1.一種車輛路況監(jiān)測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 步驟1:根據(jù)當(dāng)前信息，智能劃分車道及確認(rèn)各車道車輛的正確行駛方向； 步驟2:利用數(shù)字信號處理方法計算出雷達(dá)回波的二維頻譜； 步驟3:利用自適應(yīng)門限監(jiān)測算法，監(jiān)測當(dāng)前區(qū)域有無目標(biāo)； 步驟4:根據(jù)監(jiān)測到目標(biāo)在二維頻譜中的分布規(guī)律確定目標(biāo)所在的車道、以及目標(biāo)的實時速度； 步驟5:根據(jù)目標(biāo)車輛速度、目標(biāo)車輛所在車道以及所在車道的正確行駛方向確定是否需要抓拍目標(biāo)，如需要抓拍目標(biāo)，則在車輛到達(dá)指定區(qū)域內(nèi)提供抓拍觸發(fā)信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述當(dāng)前信息包括:雷達(dá)的安裝信息、當(dāng)前道路的結(jié)構(gòu)及環(huán)境信息。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述雷達(dá)的安裝信息包括雷達(dá)固定工作時的安裝角度、安裝高度以及后置距離的設(shè)定；道路的結(jié)構(gòu)包括車道寬度、車道中間綠化帶寬度的測量；環(huán)境信息包括不同車道的車輛行駛方向以及車輛最高、最低限速設(shè)定。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用數(shù)字信號處理方法計算出雷達(dá)回波的二維頻譜包括信號采樣、雜波抑制、二維FFT積累。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的信號采樣是利用AD芯片，將雷達(dá)回波從模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號； 所述的雜波抑制是利用對消濾波器，抑制各種雜波； 所述的二維FFT積累是對回波信號做距離向FFT和方位時間FFT，以獲取回波信號的二維頻譜，對線性調(diào)頻信號做二維FFT后信號可以表示為:
P (fr，fd) = Asinc Lg1 (fr) ] sine [g2 (fd)] 式中，fr為距離多普勒頻率,fd為方位多普勒頻率。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3包括自適應(yīng)環(huán)境干擾雜波門限值設(shè)置和動目標(biāo)自適應(yīng)門限監(jiān)測。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的環(huán)境干擾雜波門限值設(shè)置，通過對回波信號的二維頻譜進(jìn)行統(tǒng)計分析，智能設(shè)置干擾雜波門限，以提高監(jiān)測效率。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的動目標(biāo)自適應(yīng)門限監(jiān)測是:當(dāng)二維頻譜的統(tǒng)計值大于雜波監(jiān)測門限值，此時需要做進(jìn)一步的判斷，根據(jù)車道的劃分信息以及回波信號的二維頻譜分布信息，算出不同車道目標(biāo)的監(jiān)測門限，高于此門限時，認(rèn)為有目標(biāo)，并記錄下此目標(biāo)所在二維頻譜的坐標(biāo)信息；判斷公式如下:
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4包括動目標(biāo)個數(shù)判斷、目標(biāo)所在車道及速度計算，所述的目標(biāo)所在車道及速度計算，根據(jù)幾個目標(biāo)周圍點的分布判斷目標(biāo)中心點，并根據(jù)目標(biāo)中心點的位置對應(yīng)的距離頻點和方位多普勒頻點算出目標(biāo)所在車道及運動速度，其中速度為正表示來向車輛，速度為負(fù)表示去向車輛。計算公式如下:

10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在車輛到達(dá)指定區(qū)域內(nèi)提供抓拍觸發(fā)信號是指即當(dāng)目標(biāo)滿足抓拍條件時，雷達(dá)需要根據(jù)不同的違章情況，在車輛行駛到監(jiān)測區(qū)域一定的位置上及時的提供抓拍觸發(fā)信號，并輸出抓拍車輛的車道信息和車速信息。
【文檔編號】G08G1/054GK103680138SQ201210361000
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月25日
【發(fā)明者】李慶, 劉冬, 趙平濤 申請人:西安思丹德信息技術(shù)有限公司