一种基于调频连续波雷达的车型分类方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于调频连续波雷达的车型分类方法，属于智能交通的车辆检测领域。本发明首先进行恒虚警率处理，对噪声和干扰的功率谱进行估计并设置门限，然后对车辆的功率谱峰值进行统计。接着，对统计的车辆功率谱峰值进行直方图统计。最后，根据直方图统计的结果，得到不同车型所对应的功率谱峰值能量分割门限并依此判断出车的类型。本发明的优点是可以利用调频连续波雷达对不同车型进行分类。
【专利说明】一种基于调频连续波雷达的车型分类方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于调频连续波雷达的车型分类方法，属于智能交通的车辆检测 领域。
【背景技术】
[0002] 智能交通系统是交通系统的发展方向，是构建智慧城市的重要组成部分。道路交 通信息采集系统是智能交通系统中的重要范畴。目前常用的交通信息采集系统主要有视频 采集、环形线圈检测、雷达检测等。雷达检测因其探测精度高、抗干扰性能强、全天候、易于 安装等特点呈高速发展之势。
[0003] 调频连续波交通雷达是智能交通系统中，雷达检测的一种重要方式。正向安装的 雷达可以精确的得到单个车道车辆的距离、车流量、车速等信息。侧向安装的雷达可以获得 多个车道的车辆距离信息。
[0004] 道路交通信息采集往往需要对所检车辆进行车型分类，这样可以用来分析道路使 用的寿命并且给道路规划带来依据。而车型分类的实现在调频连续波雷达体制中还是个难 点，尤其是侧向安装的交通雷达，会因为无法获得精确的多普勒信息而导致车型更是难以 判断。
[0005] 中国专利号CN101136141A，专利名称为基于单频连续波雷达的车型分类方法，公 开了一种基于单频连续波雷达的车型分类方法，通过对雷达信号时频分析得到回波频谱 图、再通过哈夫变换、Karhunen-Loeve筛选和压缩、Fisher准则进行样本分类等操作进行 车型分类。该方法只是针对单频连续波，不适用于正侧式安装的调频连续波雷达，且操作较 复杂。
【发明内容】
[0006] 为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种基于调频连续波雷达的车型分类方 法。该识别方法包括如下步骤：
[0007] 本发明采用以下技术方案：
[0008] 步骤1 :利用恒虚警率处理方法估计噪声和干扰的功率谱并设置门限；
[0009]步骤2:车辆功率谱峰值统计，得到统计数组：temp[T]，其中T为数组长度；
[0010] 步骤3 :对统计数组tempT]进行直方图统计；
[0011] 步骤4 :计算用于车型划分的功率谱峰值门限。
[0012] 步骤1所述的恒虚警率处理，是在一系列距离单元上进行的。对于一特定的频点 X，以被检测频点x为中心，在距离方向上，前后分别保留L/2个距离单元的功率谱保护单元 之后，再分别选取M/2个距离单元的功率谱作为参考单元来计算该检测单元的噪声和干扰 的功率谱，其对应的门限Ex可表示如下：
【权利要求】
1. 一种基于调频连续波雷达的车型分类方法，其特性在于： 包括如下步骤： 步骤1:利用恒虚警率处理方法估计噪声和干扰的功率谱并设置门限； 步骤2 :车辆功率谱峰值统计，得到统计数组：temp[T]，其中T为数组长度； 步骤3 :对统计数组temp[T]进行直方图统计； 步骤4 :计算用于车型划分的功率谱峰值门限。
2. 如权利要求1所述的基于调频连续波雷达的车型分类方法，其特性在于： 步骤1所述的恒虚警率处理，是在一系列距离单元上进行的。对于一特定的频点X，以 被检测频点x为中心，在距离方向上，前后分别保留L/2个距离单元的功率谱保护单元之 后，再分别选取M/2个距离单元的功率谱作为参考单元来计算该检测单元的噪声和干扰的 功率谱，其对应的门限￡ !￡可表示如下：
式中，P(\)表示频点j位置的功率谱，N1和N2分别表示系统设定的雷达测距范围所 对应的频点最小值和最大值，&为根据检测性能所确定的虚警常数。
3. 如权利要求2所述的基于调频连续波雷达的车型分类方法，其特性在于： 步骤2所述的车辆功率谱峰值统计，在一个车道内，计算车辆功率谱峰值PPMk，公式表 示如下：
式中，P(x)表示车辆雷达回波信号功率谱的峰值，Ex表示雷达回波功率谱所对应的噪 声和干扰门限。将非〇的PPMk依次保存到统计数组temp[T]中，T为数组长度。
4. 如权利要求3所述的基于调频连续波雷达的车型分类方法，其特性在于： 步骤3所述对统计数组tempT]进行直方图统计，首先遍历获得统计数组的最小和最大 值分别为Smin和Smax。根据预先设定的直方图统计的等级H(H<<T)，将Smin和Smax之间均 匀分割成等间距的H个区间，分割间距设为
?。每个区间对应的功率谱能量范围 分别为：（Smin，Smin+a)，（Smin+a，Smin+2a)，? ? ?，（Smax_a，Smax)将数组temp[T]中的值依次进行 判断，若该值处于上述某个能量范围区间，则将对应区间的计数值加一，将每个区间的计数 值分别保存到G(1)，G(2)，. ..，G(H)中，最终得到计数数组G[H]。
5. 如权利要求4所述的基于调频连续波雷达的车型分类方法，其特性在于： 步骤4所述的计算用于车型划分的功率谱峰值门限，因为不同车型的车辆其对应的雷 达散射截面积不一样，所以其对应的功率谱峰值大小也不一样。同时，同样型号的车在同样 的测试环境下，具有接近的雷达散射面积，因此其对应的功率谱峰值也接近。 经过足够数量的统计，数组G[H]包含了在路上行驶的车辆的主要车型的功率谱峰值 分布情况。具体表现为，相同车型的能量相对集中，形成谱峰聚集区间。没有谱峰能量聚集 的区域或者相邻谱峰能量聚集之间的区域自然形成车型谱峰分类的门限，在数组G[H]中， 表现为计数值为0或相对较小数值所对应的区间。
【文档编号】G08G1/017GK104408927SQ201410587122
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】夏伟杰, 蒋鹏飞, 韦继富, 周建江, 刘京, 王明超 申请人:南京航空航天大学