[发明专利]基于汽车防撞雷达的道路中央隔离带检测方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及雷达信号处理技术领域中的基于汽车防撞雷达的道路中央隔离带检测方法。本发明融入于传统汽车防撞雷达系统中，能够在设置中央隔离带的高速公路上更好的辅助驾驶员，保障行驶安全、防止汽车碰撞。

背景技术

在汽车防撞雷达预警方法的研究中，常见的汽车防撞雷达是利用回波信号和发射信号进行相干混频，得到包含目标信息的中频信号，然后对中频信号进行频谱分析得到目标的距离、速度和方位角，进行简单的预警分析，但该方法存在的不足是，无法对高速公路中央隔离带进行检测，所以往往会将反向行驶于隔离带另一侧的汽车识别为危险目标，这就容易在雷达目标检测中产生较高的虚警率。

阮树成在其专利申请“毫米波时分线性调频多目标检测汽车防撞雷达”(专利申请号：200810120605.9，公开号：CN101354438)中提出了一种在道路环境中同时测定多个目标车辆的距离、速度和方位角的毫米波时分线性调频多目标检测汽车防撞雷达方法。该方法应用于毫米波段，运用时分线性调频的方法，能够同时测定多个目标车辆，然后通过防撞预警系统对距离自车最近的目标车辆进行防撞预警分析，若判断此目标车辆为危险目标，则对驾驶员发出报警，保证车辆安全行驶，但是该方法存在的不足是，防撞预警系统只对距离自车最近的目标车辆进行预警分析，而没有计算分析自车与其它目标车辆之间的理论安全距离，忽视了其它车辆对自车的潜在威胁，并且会将中央隔离带另一侧反向车道的车辆检测为预警目标，导致预警系统发出错误报警。

侯志在文献“复杂探测背景下的LFMCW雷达动目标二维检测”(西安电子科技大学学报，2011，38(4)：1001-2400.)中提出了一种LFMCW雷达动目标二维检测方法。该方法使用LFMCW雷达二维信号处理方法和二维恒虚警检测方法，对复杂探测背景中的动目标车辆和静止大目标角反射架进行检测识别，能够检测淹没在一维距离谱中的运动目标，降低了复杂探测背景对动目标检测的影响，但是该方法存在的不足是，它只对静止大目标进行检测，没有对道路环境中的连续静止目标即中央隔离带进行检测识别，将这种方法应用于防撞雷达系统中，不能完整的对道路环境中存在的目标进行检测，导致预警系统出现较高的虚警率。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提出了一种基于汽车防撞雷达的道路中央隔离带检测方法。本发明既可以较好的检测高速公路上车辆的行驶状态，同时又可以兼顾中央隔离带的检测识别，既保证了车辆的安全行驶，又降低了预警分析系统的虚警率。

本发明实现上述目的的思路是：将雷达接收的回波信号和发射信号相干混频得到中频信号后，先对中频信号进行二维信号处理得到距离速度二维频谱，然后对多个雷达扫描周期的二维频谱幅值积累结果作二维恒虚警检测，分离动目标车辆频谱与静止目标频谱，确定动目标车辆的位置和速度，再对静止目标频谱做一维恒虚警检测，进一步将静目标车辆和中央隔离带分离开，确定静目标车辆和中央隔离带的位置，实现对中央隔离带的检测识别，最后通过目标车辆与中央隔离带之间的位置关系，判断目标车辆是否处于同向车道，对处于同向车道的目标车辆作防撞预警分析处理，提高了防撞预警系统的预警效率，有效的保证了车辆的安全行驶。

本发明的步骤包括如下：

(1)由自车防撞雷达阵列发射天线，连续发射多周期对称三角波调制的线性调频连续波信号；

(2)接收回波信号

2a)在一个雷达扫描周期内，防撞雷达的接收天线，持续接收每一时刻连续波信号经由前方道路环境中车辆、中央隔离带以及其它障碍物反射回来的多周期回波信号；

2b)对雷达扫描周期内每一时刻由相邻阵列天线单元接收的不同相位回波信号进行比相，测出它们之间的相位差；

2c)根据来波方向与相位差之间的换算公式得到每一时刻回波信号的来波方向；

(3)产生中频信号

3a)将步骤(1)发射的连续波信号输入中频信号处理系统中，作为混频器的本振信号；

3b)将步骤2a)接收的回波信号输入混频器中与本振信号相乘，得到一个混频信号；

3c)将混频信号通过低通滤波器产生一个中频信号；

(4)二维信号处理

4a)将这个中频信号作为中频信号处理单元；

4b)根据一维快速傅里叶变换公式，对中频信号处理单元中的中频信号作一维快速傅里叶变换，得到包含距离信息的一维频谱，此一维频谱包含上扫频段一维频谱和下扫频段一维频谱；