一種微波測速雷達動態(tài)測量速度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微波測速雷達動態(tài)測量速度的方法，包括：獲取預設幀數的雷達回波信號并進行數字處理，根據已數字處理過的雷達回波信號捕捉巡邏車信號，獲取巡邏車信號的頻點，其中，所述巡邏車為裝載有微波測速雷達的車輛；獲取新的預設幀數的雷達回波信號并進行數字處理，根據已數字處理過的雷達回波信號判斷是否捕捉到被測車信號；當捕捉到被測車信號時，獲取被測車信號的頻點，并判斷被測車是否與巡邏車行駛方向相同；根據已獲取的巡邏車信號的頻點、被測車信號的頻點以及被測車與巡邏車行駛方向是否相同，計算并輸出被測車的實際速度。本發(fā)明突破了測速雷達固有的測速方法，實現了在移動中測量機動車速度的方法，增加了測速雷達的應用領域。
【專利說明】一種微波測速雷達動態(tài)測量速度的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及測速雷達領域，尤其涉及一種微波測速雷達動態(tài)測量速度的方法。
【背景技術】
[0002]隨著國內智能交通行業(yè)的高速發(fā)展，微波測速雷達廣泛應用于測速卡口管理、超速抓拍系統(tǒng)以及移動電子警察等交通智能管控系統(tǒng)中，并逐漸成為智能交通管理系統(tǒng)的核心傳感器。
[0003]測速雷達是依據多普勒效應原理計算目標(例如車輛)與測速雷達之間的相對速度。當目標靠近測速雷達時，測速雷達接收的反射信號頻率將高于測速雷達接收的發(fā)射信號頻率；當目標遠離測速雷達時，測速雷達接收的反射信號頻率將低于測速雷達接收的發(fā)射信號頻率。從而，依據反射信號頻率的變化量，計算目標與測速雷達之間的相對速度。微波測速雷達可分為固定式和移動式兩種，常用于高速公路、國道線及城市周邊地帶。目前多數的測速雷達屬于固定式，安裝在監(jiān)測車道上方，對監(jiān)測區(qū)域內通行的車輛進行實時監(jiān)測測速。移動式就是常見的隱蔽式路邊機動測速雷達及裝在警車上的機動測速雷達。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明實施例提供一種微波測速雷達動態(tài)測量速度的方法，實現了在移動中測量機動車速度的方法，增加了測速雷達的應用領域。
[0005]本發(fā)明實施例提供了一種微波測速雷達動態(tài)測量速度的方法，所述方法包括:A、獲取預設幀數的雷達回波信號并將該雷達回波信號進行數字處理，根據已數字處理過的雷達回波信號捕捉巡邏車信號，并獲取預設幀數內巡邏車信號的頻點，其中，所述巡邏車為裝載有微波測速雷達的車輛；B、獲取新的預設幀數的雷達回波信號并將該雷達回波信號進行數字處理，根據已數字處理過的雷達回波信號判斷是否捕捉到被測車信號；當捕捉到被測車信號時，獲取預設幀數內被測車信號的頻點，并判斷被測車與巡邏車的行駛方向是否相同；C、根據已獲取的巡邏車信號的頻點、被測車信號的頻點和被測車與巡邏車的行駛方向是否相同，計算并輸出被測車的實際速度。
[0006]進一步地，上述實施例中的步驟A包括:A1、獲取預設幀數的雷達回波信號并將該雷達回波信號進行數字處理；A2、若已數字處理過的雷達回波信號的幅度處于預設閾值范圍內，判斷捕捉到巡邏車信號，并執(zhí)行步驟A3;若已數字處理過的雷達回波信號的幅度不處于預設閾值范圍內，返回步驟Al ;A3、根據已數字處理過的雷達回波信號獲取巡邏車信號的頻點。
[0007]進一步地，本發(fā)明實施例中的步驟B包括:B1、獲取新的預設幀數的雷達回波信號并將該雷達回波信號進行數字處理；B2、判斷幅度最大的雷達回波信號對應的頻點是否與巡邏車信號的頻點一致，如果與巡邏車信號的頻點不一致，則執(zhí)行步驟B3，如果與巡邏車信號的頻點一致，則執(zhí)行步驟B4 ;B3、若已數字處理過的雷達回波信號的幅度大于預設閾值，則捕捉到被測車信號，并執(zhí)行步驟B5 ;若已數字處理過的雷達回波信號的幅度小于預設閾值，則返回執(zhí)行步驟BI ;B4、若已數字處理過的雷達回波信號的幅度比巡邏車信號的幅度高，則捕捉到被測車信號，并執(zhí)行步驟B5 ;若已數字處理過的雷達回波信號的幅度比巡邏車信號的幅度低，則返回執(zhí)行步驟BI ;B5、根據已數字處理過的雷達回波信號獲取預設幀數內被測車信號的頻點，并判斷被測車與巡邏車的行駛方向是否相同。
[0008]進一步地，本發(fā)明實施例中的步驟C包括:Cl、判斷被測車是否駛出雷達照射區(qū)域，當被測車駛出雷達照射區(qū)域時，執(zhí)行步驟C2，當被測車未駛出雷達照射區(qū)域時，返回步驟A ;C2、根據已獲取的巡邏車信號的頻點、被測車信號的頻點和被測車與巡邏車的行駛方向是否相同，計算并輸出被測車的實際速度。
[0009]本發(fā)明通過裝載有微波測速雷達的巡邏車對自身以及車道出現的任何車輛進行測速，突破了測速雷達固有的測速方法，實現了在移動中測量機動車速度的方法，增加了測速雷達的應用領域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明實施例提供的微波測速雷達動態(tài)測量速度的方法的流程圖；
[0011]圖2是本發(fā)明實施例提供的微波測速雷達動態(tài)測量速度的方法中步驟A的具體流程圖；
[0012]圖3是本發(fā)明實施例提供的微波測速雷達動態(tài)測量速度的方法中步驟B的具體流程圖；
[0013]圖4是本發(fā)明實施例提供的巡邏車信號與被測車信號互相分離的頻譜圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關的部分而非全部結構。
實施例
[0015]圖1為本發(fā)明實施例提供的微波測速雷達動態(tài)測量速度的方法的流程圖，該實現流程可以由微波測速雷達裝置來執(zhí)行，該裝置可以由軟件和/或硬件來實現。該方法詳述如下:
[0016]A、獲取預設幀數的雷達回波信號并將該雷達回波信號進行數字處理，根據已數字處理過的雷達回波信號捕捉巡邏車信號，并獲取預設幀數內巡邏車信號的頻點，其中，所述巡邏車為裝載有微波測速雷達的車輛。
[0017]在本實施例中，采用低通濾波的方法對雷達回波信號進行數字處理，以濾除雷達回波信號中的高頻噪聲。對已數字處理過的雷達回波信號按幅度進行分類處理，將幅度分為小于幅度A、幅度A?幅度B和大于幅度B三類，而對應巡邏車的信號的幅度集中在中間的幅度A?幅度B區(qū)間段。既然是波動性的信號，就要考慮到它的間斷性。持續(xù)一定周期高出幅度B或持續(xù)低出幅度A都重新記錄，直到在預設幀數內幅度均滿足條件，則預設幀數內的雷達回波信號為巡邏車信號，記錄該巡邏車信號的頻點。搜索范圍的中心是根據一定幀數積累的巡邏車頻點。將已數字處理過的雷達回波信號中的所有頻點計算出一個平均值，被記為平均頻點，平均頻點能代表巡邏車的頻點(速度)在近一段時間內的平均速度，從整體的測速使用看，可以作為“瞬時”速度。
[0018]B、獲取新的預設幀數的雷達回波信號并將該雷達回波信號進行數字處理，根據已數字處理過的雷達回波信號判斷是否捕捉到被測車信號；當捕捉到被測車信號時，獲取預設幀數內被測車信號的頻點，并判斷被測車與巡邏車的行駛方向是否相同。
[0019]在本實施例中，捕捉到巡邏車信號后，一直獲取雷達回波信號跟蹤巡邏車信號。當被測車不存在的時候，也就是頻譜中僅僅是“巡邏車”的目標信號。對于“巡邏車”的頻點(速度)已經在預處理中計算得出了，現在需要做的就是將它繼續(xù)更新。搜索范圍在搜索半徑內，如果滿足一定的幅度，可以將本周期頻點錄入積累數組；否則，延續(xù)上一個周期頻點。當“被測車”被探測到時，會出現“被測車信號”和“巡邏車信號”同時出現的情況，這是動態(tài)測速的最特殊的狀態(tài)。即雙目標存在的時候，搜索“巡邏車信號”的范圍就要受到一定的限制。從數據分析中可以看出，“巡邏車”的幅度會減弱，很有可能搜索不到，那么搜索半徑就會擴大。如果沒有滿足一定幅度，仍然續(xù)接上幀的頻點作為本幀“巡邏車”的速度。
[0020]對于“被測車信號”是否捕捉到的判定，會涉及到雙目標的判定，故分為兩大類:“被測車信號”和“巡邏車信號”頻譜重合或分離的情況?！把策壾囆盘枴钡淖V線非常的集中，基本上的波動是±1，固大多數的機動車均為非重合的情況。當“被測車信號”和“巡邏車信號”頻譜分離時，去除已數字處理過的雷達回波信號中預設頻點范圍內巡邏車信號的頻點后，若持續(xù)多個周期滿足幅度條件則捕捉到被測車信號；當“被測車信號”和“巡邏車信號”頻譜重合時，若已數字處理過的雷達回波信號的幅度比巡邏車信號的幅度高，則捕捉到“被測車信號”。當捕捉到“被測車信號”后，獲取預設幀數內“被測車信號”的頻點，并判斷被測車與巡邏車的行駛方向是否相同。
[0021]C、根據已獲取的巡邏車信號的頻點、被測車信號的頻點以及被測車與巡邏車的行駛方向是否相同，計算并輸出被測車的實際速度。
[0022]在本實施例中，根據已獲取的巡邏車信號的頻點和被測車信號的頻點，計算得到巡邏車的速度和被測車與巡邏車之間的相對速度，并根據巡邏車和被測車的相對方向，得到被測車的實際速度。當巡邏車與被測車行駛方向相反時，被測車的實際速度為巡邏車的速度和被測車與巡邏車之間的相對速度之差，當巡邏車與被測車行駛方向相同時，被測車的實際速度為巡邏車的速度和被測車與巡邏車之間的相對速度之和。
[0023]本實施例的技術方案，通過裝載有微波測速雷達的巡邏車對自身以及車道出現的任何車輛進行測速，突破了測速雷達固有的測速方法，實現了在移動中測量機動車速度的方法，增加了測速雷達的應用領域。
[0024]在上述技術方案的基礎上，如圖2所示，步驟A包括以下步驟:
[0025]Al、獲取預設幀數的雷達回波信號并將該雷達回波信號進行數字處理；
[0026]A2、若已數字處理過的雷達回波信號的幅度處于預設閾值范圍內，判斷捕捉到巡邏車信號，并執(zhí)行步驟A3;若已數字處理過的雷達回波信號的幅度不處于預設閾值范圍內時，返回步驟Al ；
[0027]A3、根據已數字處理過的雷達回波信號獲取巡邏車信號的頻點。
[0028]在上述技術方案的基礎上，如圖3所示，步驟B包括以下步驟:
[0029]B1、獲取新的預設幀數的雷達回波信號并將該雷達回波信號進行數字處理；[0030]B2、判斷幅度最大的雷達回波信號對應的頻點是否與巡邏車信號的頻點一致，如果與巡邏車信號的頻點不一致，則執(zhí)行步驟B3，如果與巡邏車信號的頻點一致，則執(zhí)行步驟B4 ；
[0031]B3、若雷達回波信號的幅度大于預設閾值，則捕捉到被測車信號，并執(zhí)行步驟B5 ；若雷達回波信號的幅度小于預設閾值，則返回執(zhí)行步驟BI ；
[0032]B4、若已數字處理過的雷達回波信號的幅度比巡邏車信號的幅度高，則捕捉到被測車信號，并執(zhí)行步驟B5;若已數字處理過的雷達回波信號的幅度比巡邏車信號的幅度低，則返回執(zhí)行步驟BI ；
[0033]B5、根據已數字處理過的雷達回波信號獲取預設幀數內被測車信號的頻點，并判斷被測車與巡邏車的行駛方向是否相同。以巡邏車信號與被測車信號互相分離為例:巡邏車信號，被測車信號以及噪聲的頻譜三維圖如圖4所示，三個軸的坐標分別代表:橫軸為頻率點，縱軸為數據的幀序列，豎軸為信號幅度。橫軸為頻點I?160，縱軸為幀數I?100，豎軸為信號幅度I?6。分析三維圖:數據的幀數是100幀，從整體波形的幅度可以看出有I個谷峰，代表被測車信號，在第30?60幀。橫坐標為I或2的，縱坐標持續(xù)著整個100幀，豎坐標幅度在4.5?5之間波動。這個代表著低頻噪聲。橫坐標80左右，縱坐標持續(xù)著100幀，豎坐標幅度在5?6之間波動。這個代表著巡邏車信號。圖4中其他部分，均為平均噪聲，幅度在4左右或更低。
[0034]在上述技術方案的基礎上，步驟C包括以下步驟:
[0035]Cl、判斷被測車是否駛出雷達照射區(qū)域，當被測車駛出雷達照射區(qū)域時，執(zhí)行步驟C2，當被測車未駛出雷達照射區(qū)域時，返回步驟A ;
[0036]C2、根據已獲取的巡邏車信號的頻點、被測車信號的頻點和被測車與巡邏車的行駛方向是否相同，計算并輸出被測車的實際速度。
[0037]注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本發(fā)明進行了較為詳細的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權利要求范圍決定。
【權利要求】
1.一種微波測速雷達動態(tài)測量速度的方法，其特征在于，所述方法包括: A、獲取預設幀數的雷達回波信號并將該雷達回波信號進行數字處理，根據已數字處理過的雷達回波信號捕捉巡邏車信號，并獲取預設幀數內巡邏車信號的頻點，其中，所述巡邏車為裝載有微波測速雷達的車輛； B、獲取新的預設幀數的雷達回波信號并將該雷達回波信號進行數字處理，根據已數字處理過的雷達回波信號判斷是否捕捉到被測車信號；當捕捉到被測車信號時，獲取被測車信號的頻點，并判斷被測車與巡邏車的行駛方向是否相同； C、根據已獲取的巡邏車信號的頻點、被測車信號的頻點和被測車與巡邏車的行駛方向是否相同，計算并輸出被測車的實際速度。
2.根據權利要求1所述的微波測速雷達動態(tài)測量速度的方法，其特征在于，步驟A包括: Al、獲取預設幀數的雷達回波信號并將該雷達回波信號進行數字處理； A2、若已數字處理過的雷達回波信號的幅度處于預設閾值范圍內，判斷捕捉到巡邏車信號，并執(zhí)行步驟A3;若已數字處理過的雷達回波信號的幅度不處于預設閾值范圍內，返回步驟Al ； A3、根據已數字處理過的雷達回波信號獲取巡邏車信號的頻點。
3.根據權利要求1所述的微波測速雷達動態(tài)測量速度的方法，其特征在于，步驟B包括: B1、獲取新的預設幀數的雷達回波信號并將該雷達回波信號進行數字處理； B2、判斷幅度最大的雷達回波信號對應的頻點是否與巡邏車信號的頻點一致，如果與巡邏車信號的頻點不一致，則執(zhí)行步驟B3，如果與巡邏車信號的頻點一致，則執(zhí)行步驟B4 ；B3、若已數字處理過的雷達回波信號的幅度大于預設閾值，則捕捉到被測車信號，并執(zhí)行步驟B5 ;若已數字處理過的雷達回波信號的幅度小于預設閾值，則返回執(zhí)行步驟BI ； B4、若已數字處理過的雷達回波信號的幅度比巡邏車信號的幅度高，則捕捉到被測車信號，并執(zhí)行步驟B5 ;若已數字處理過的雷達回波信號的幅度比巡邏車信號的幅度低，則返回執(zhí)行步驟BI ； B5、根據已數字處理過的雷達回波信號獲取預設幀數內被測車信號的頻點，并判斷被測車與巡邏車的行駛方向是否相同。
4.根據權利要求1所述的微波測速雷達動態(tài)測量速度的方法，其特征在于，所述步驟C包括: Cl、判斷被測車是否駛出雷達照射區(qū)域，當被測車駛出雷達照射區(qū)域時，執(zhí)行步驟C2，當被測車未駛出雷達照射區(qū)域時，返回步驟A ; C2、根據已獲取的巡邏車信號的頻點、被測車信號的頻點和被測車與巡邏車的行駛方向是否相同，計算并輸出被測車的實際速度。
【文檔編號】G01S13/58GK103869305SQ201410105855
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權日:2014年3月20日
【發(fā)明者】王東峰, 龐宏杰, 任磊 申請人:北京川速微波科技有限公司
專業(yè)數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
