基于有限新息率理论脉冲信号采样的车位检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雷达信号处理技术领域，特别涉及基于有限新息率理论脉冲信号采样 的车位检测方法。
【背景技术】
[0002] 随着人们物质生活水平的提高，城市车辆数量不断激增，这就带来了许多停车场 车位管理、寻找空位停车位困难的问题。
[0003] 为了有效管理停车场，让停车者迅速准确地找到空置车位，实时获取车位占有信 息对于车场管理至关重要。对此，不同的发明人从不同角度，提出了不同的解决方案。如通 过直接的场景图像获取，或通过对非直接场景的其他物理量的检测来获取。在通过直接的 场景图像获取车位空置与否信息的方法中，具体地说，它采集停车场的场景图像，并利用图 像处理技术识别空置停车位。然后，根据空位的位置，建议司机应当去哪个区域。输出建议 的一种方式是在入口处的终端上显示出，或在凭单、票据或其他纸件上打印出。也可以设置 入口终端，从而为进入停车场的车辆提供优选目的地。该顾问器可以从识别出的空位中选 择最方便于目的地的。其不足之处是，由于需要对全图像在有限带宽的条件下传输，每一帧 图像的传输都会花费较长时间，加之使用通常图像处理技术和模式识别对车辆特征判断， 导致计算复杂，耗时多，判断的准确性低，整个过程会用去较长时间，系统对车场状况变化 反应因之迟滞，同时系统的可靠性与稳定性降低，这样的系统不能适应场景变化较快时的 检测实时性的要求
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出基于有限新息率理论脉冲信号采样 的车位检测方法，在较低采样速率的基础上采样大带宽信号，并拓展了其可采样频率范围。
[0005] 为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
[0006] 基于有限新息率理论脉冲信号采样的车位检测方法包括以下步骤：
[0007] 步骤1，在车辆上安装用于采集前方目标回波信号的雷达，利用雷达发射信号；利 用雷达接收散射点反射的脉冲信号，将脉冲信号的频谱的频率轴上每隔1/t取一个频点， 得出多个均匀分布的离散的频点；将得出的离散的频点的序号的集合中，选取2M+1个频点 的序号，将选取的2M+1个频点的序号的集合作为频域数集I;
[0008] 步骤2,获取频域数集I中每个序号对应的频点的单频信号，将得出的每个单频信 号分别与脉冲信号进行混频处理，得出2M+1个混频后信号；在脉冲周期t上对每个混频后 信号进行积分运算，得出对应的傅里叶级数系数；
[0009] 步骤3,根据步骤2的得出的2M+1个傅里叶级数系数，利用子空间法对脉冲信号的 时延参数和幅度参数进行估计；根据脉冲信号的时延参数的估计值和幅度参数的估计值， 重建出脉冲信号；
[0010] 步骤4,对重建后的脉冲信号进行脉冲压缩处理，得到脉冲压缩结果根据脉冲 压缩结果，检测车辆前方有无目标，当车辆前方无目标时，说明存在空车位，否则，说明车 辆前方没有空车位。
[0011] 本发明的有益效果为：第一，利用有限新息率理论通过幅度和时延表示脉冲信号， 只需以高于信号新息率的速率采样，通过估计少量参数就能确定信号，不再受到天线参数 的限制，从而拓展了可采样频率的范围，同时降低了采样速率。第二，采用多通道采样结构， 通过增加一定的系统成本而进一步大幅度降低了采样速率，同时，系统复杂度较低，较容易 实现。第三，提高脉冲信号信噪比只需在可控方位内增加采样速率即可，处理过程高效，同 时避免增加系统实现的成本。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明的基于有限新息率理论脉冲信号采样的车位检测方法的第一流程 图；
[0013] 图2为本发明的基于有限新息率理论脉冲信号采样的车位检测方法的第二流程 图；
[0014]图3为本发明实施例的频域数集的获取过程示意图；
[0015]图4为本发明实施例的傅里叶级数系数的获取原理示意图；
[0016] 图5为重建出脉冲信号的过程示意图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图对本发明作进一步说明：
[0018] 参照图1，为本发明的基于有限新息率理论脉冲信号采样的车位检测方法的第一 流程图，参照图2,为本发明的基于有限新息率理论脉冲信号采样的车位检测方法的第二流 程图；该基于有限新息率理论脉冲信号采样的车位检测方法包括以下步骤：
[0019] 步骤1，在车辆上安装用于采集前方目标回波信号的雷达，利用雷达发射信号；利 用雷达接收散射点反射的脉冲信号，将脉冲信号的频谱的频率轴上每隔1/T取一个频点， 得出多个均匀分布的离散的频点；将得出的离散的频点的序号的集合中，选取2M+1个频点 的序号，将选取的2M+1个频点的序号的集合作为频域数集I。
[0020] 其具体步骤为：
[0021] 参照图3,为本发明实施例的频域数集的获取过程示意图。获取脉冲信号，将脉冲 信号的频谱的频率轴上每隔1/T取一个频点，得出多个均匀分布的离散的频点，T表示脉 冲信号的脉冲周期（需要恢复信号的时间窗）。
[0022] 将脉冲信号的频谱中能量最高值对应的频点的序号设为0,在脉冲信号的频谱的 频率轴上，选取序号为〇的频点、序号为〇的频点的左侧M个频点、以及序号为0的频点的 右侧M个频点，M为设定的大于1的自然数；将选取的2M+1个频点的序号的集合作为频域 数集I，I= {-M，. . .，0,. . .，M}，其中，-M，. . .，-1分别表示序号为0的频点的左侧M个频点 的序号，1，...，M分别表示序号为0的频点的右侧M个频点的序号。
[0023] 也就是说，将脉冲信号的频谱按1/t进行均匀划分得到一系列离散频点，每一 个频点对应一个序号，频域数集I就是这些序号中的一部分，通常将脉冲信号频谱的能量 最高点的序号作为频域数集的中点以便获得最大信噪比。对于频谱密度最大分量在零 频，或者频谱密度均匀分布的脉冲信号，如冲激信号、线性调频信号等，频域数集选为I= 的形式。
[0024] 步骤2,获取频域数集I中每个序号对应的频点的单频信号，将得出的每个单频信 号分别与脉冲信号进行混频处理，得出2M+1个混频后信号，上述2M+1个混频后信号分别表 示为x' (t)_M，...，x' (t)Q，...，x' (t)M