一种车辆路况监测方法
【专利摘要】本发明提出一种车辆路况监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：根据当前信息，智能划分车道及确认各车道车辆的正确行驶方向；步骤2：利用数字信号处理方法计算出雷达回波的二维频谱；步骤3：利用自适应门限监测算法，监测当前区域有无目标；步骤4：根据监测到目标在二维频谱中的分布规律确定目标所在的车道、以及目标的实时速度；步骤5：根据目标车辆速度、目标车辆所在车道以及所在车道的正确行驶方向确定是否需要抓拍目标，如需要抓拍目标，则在车辆到达指定区域内提供抓拍触发信号。本发明可以通过一个雷达，同时监测多个车道的车辆，具备区分车道和精确测速(能够区分车辆来向和去向)的功能，提高了交通雷达的性价比。
【专利说明】一种车辆路况监测方法【技术领域】[0001]本发明涉及智能交通中的交通信息监测领域，更具体地，涉及一种车辆路况监测方法。
【背景技术】
[0002]进入21世纪以来，我国的交通运输量明显增多，家庭拥有私家车的数量也呈大幅上升趋势，很多人也拥有了自己的行车驾照，但许多人交通法规意识淡薄，这也使得交通违法现象及交通事故多于以往，他们大多数存侥幸心理，在警察视线以外超速、逆向行驶，严重影响了道路畅通和交通安全。
[0003]目前道路车辆监测系统成为智能交通领域的一个重要组成部分，如何有效地监测行驶车辆，找出违法违纪车辆，提高人们的车辆安全行驶意识，减少交通事故，是该系统的主要用途和目的。智能化操作、隐蔽性监控、高性能工作、低成本维护是保障智能交通监控系统有效运转的必要条件。
[0004]目前应用较多也比较成熟的是路面接触式的交通信息采集技术，他们都是掩埋于路面之下工作，当汽车经过采集装置上方时会引起相应的压力、电磁场的变化，采集装置再将这些变化转换为所需的交通信息。但是这种路面接触式交通信息采集装置也有其缺点。首先安装维护时必须中断交通、破坏路面，维护成本极高；其次是随着使用时间的增长，车辆长期对道路的压力会导致这类装置的监测性能降低，测量精度减小；恶劣环境也会对其正常工作产生不利的影响，使其使用寿命减短。
[0005]近几年发展起来的路面非接触式交通信息采集装置则不存在上述一些缺点，其安装简单，使用寿命长，发展十分迅速。其中微波监测系统相对于其他非接触式装置还有着维护简便、受天气环境影响小等优点，因此被广泛的应用于智能交通信息采集领域。目前微波监测系统大多应用于目标测速，并没有车道区分功能，而有的只能对单一目标进行测速，这在实际应用时就需要每个车道安装一个雷达，而且还要装一个高架杆，使得成本大大提高，近几年也有应用于多车道的超速抓拍雷达，但其中有的一般只能识别一个方向，有的只能抓拍超速行驶车辆，有的各车道之间的干扰会影响监测性能，而且有些对一些干扰的抵抗能力不好，要么会时不时的出现错拍的情况，使得被罚司机怨声载道，要么就是为了防止错拍，监测门限设的比较高，有时会抓不到违章车辆，使得雷达监测系统达不到最佳的效果。
【发明内容】
[0006]本发明目的是:克服现有技术中雷达监测的缺点，提供一种精确测出车辆速度，准确抓拍各种情况下违章的车辆路况监测方法。
[0007]本发明提出一种车辆路况监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤:步骤1:根据当前信息，智能划分车道及确认各车道车辆的正确行驶方向；步骤2:利用数字信号处理方法计算出雷达回波的二维频谱；步骤3:利用自适应门限监测算法，监测当前区域有无目标；步骤4:根据监测到目标在二维频谱中的分布规律确定目标所在的车道、以及目标的实时速度；步骤5:根据目标车辆速度、目标车辆所在车道以及所在车道的正确行驶方向确定是否需要抓拍目标，如需要抓拍目标，则在车辆到达指定区域内提供抓拍触发信号。
[0008]进一步地，所述当前信息包括:雷达的安装信息、当前道路的结构及环境信息。
[0009]进一步地，所述雷达的安装信息包括雷达固定工作时的安装角度、安装高度以及后置距离的设定；道路的结构包括车道宽度、车道中间绿化带宽度的测量；环境信息包括不同车道的车辆行驶方向以及车辆最高、最低限速设定。
[0010]进一步地，其特征在于，所述利用数字信号处理方法计算出雷达回波的二维频谱包括信号采样、杂波抑制、二维FFT积累。
[0011]进一步地，所述的信号采样是利用AD芯片，将雷达回波从模拟信号转换成数字信号;
[0012]所述的杂波抑制是利用对消滤波器，抑制各种杂波；
[0013]所述的二维FFT积累是对回波信号做距离向FFT和方位时间FFT，以获取回波信号的二维频谱，对线性调频信号做二维FFT后信号可以表示为:
[0014]P(fr, fd) = Asinc Ig1 (fr) ] sine [g2 (fd)]
[0015]式中，fr为距离多普勒频率，fd为方位多普勒频率。
[0016]进一步地，所述步骤3包括自适应环境干扰杂波门限值设置和动目标自适应门限监测。
[0017]进一步地，所述的环境干扰杂波门限值设置，通过对回波信号的二维频谱进行统计分析，智能设置干扰杂波门限，以提高监测效率。
[0018]
【权利要求】
1.一种车辆路况监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤: 步骤1:根据当前信息，智能划分车道及确认各车道车辆的正确行驶方向； 步骤2:利用数字信号处理方法计算出雷达回波的二维频谱； 步骤3:利用自适应门限监测算法，监测当前区域有无目标； 步骤4:根据监测到目标在二维频谱中的分布规律确定目标所在的车道、以及目标的实时速度； 步骤5:根据目标车辆速度、目标车辆所在车道以及所在车道的正确行驶方向确定是否需要抓拍目标，如需要抓拍目标，则在车辆到达指定区域内提供抓拍触发信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前信息包括:雷达的安装信息、当前道路的结构及环境信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述雷达的安装信息包括雷达固定工作时的安装角度、安装高度以及后置距离的设定；道路的结构包括车道宽度、车道中间绿化带宽度的测量；环境信息包括不同车道的车辆行驶方向以及车辆最高、最低限速设定。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用数字信号处理方法计算出雷达回波的二维频谱包括信号采样、杂波抑制、二维FFT积累。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的信号采样是利用AD芯片，将雷达回波从模拟信号转换成数字信号； 所述的杂波抑制是利用对消滤波器，抑制各种杂波； 所述的二维FFT积累是对回波信号做距离向FFT和方位时间FFT，以获取回波信号的二维频谱，对线性调频信号做二维FFT后信号可以表示为:
P (fr，fd) = Asinc Lg1 (fr) ] sine [g2 (fd)] 式中，fr为距离多普勒频率,fd为方位多普勒频率。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括自适应环境干扰杂波门限值设置和动目标自适应门限监测。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的环境干扰杂波门限值设置，通过对回波信号的二维频谱进行统计分析，智能设置干扰杂波门限，以提高监测效率。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的动目标自适应门限监测是:当二维频谱的统计值大于杂波监测门限值，此时需要做进一步的判断，根据车道的划分信息以及回波信号的二维频谱分布信息，算出不同车道目标的监测门限，高于此门限时，认为有目标，并记录下此目标所在二维频谱的坐标信息；判断公式如下:
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4包括动目标个数判断、目标所在车道及速度计算，所述的目标所在车道及速度计算，根据几个目标周围点的分布判断目标中心点，并根据目标中心点的位置对应的距离频点和方位多普勒频点算出目标所在车道及运动速度，其中速度为正表示来向车辆，速度为负表示去向车辆。计算公式如下:
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在车辆到达指定区域内提供抓拍触发信号是指即当目标满足抓拍条件时，雷达需要根据不同的违章情况，在车辆行驶到监测区域一定的位置上及时的提供抓拍触发信号，并输出抓拍车辆的车道信息和车速信息。
【文档编号】G08G1/054GK103680138SQ201210361000
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2012年9月25日
【发明者】李庆, 刘冬, 赵平涛 申请人:西安思丹德信息技术有限公司