[发明专利]基于微动特性的车载目标识别系统及其识别方法

说明书

技术领域

本发明属于车辆目标识别技术领域，特别涉及基于微动特性的车载目标识别系统及其识别方法，可用于识别行车环境中的车辆和行人。

背景技术

交通安全主动探测系统可以有效避免驾驶员疏忽、异常天气以及夜间行驶等因素导致的交通安全问题。车载探测系统获取目标信息，利用探测结果可以提前发现危险目标并进行报警，同时使驾驶人员有充分的反应时间尽量避免事故发生。现有车载探测系统通常选用毫米波雷达。毫米波雷达首先发射调频连续波信号，然后通过接收的回波提取目标的距离和速度信息。驾驶人员需要对行车环境和目标信息有更好的判断，因此，需要有效识别不同的目标。

目前，目标识别分为基于结构特征的目标识别和基于高分辨距离像的目标识别。基于结构特征的目标识别方法主要是利用目标自身的结构特性，如长度、宽度和厚度等具有明显几何特性的特征。基于高分辨距离像的目标识别方法主要利用目标回波特性的距离像。上述方法主要适用于脉冲体制雷达，对车辆和行人识别率低。

发明内容

本发明的目的在于提出基于微动特性的车载目标识别系统及其识别方法。本发明适用于车载系统，可以向驾驶人员提供更详细的行车环境和目标信息，可以有效地识别行车环境中的车辆和行人。

本发明的思路是：微多普勒频率是目标或者目标上微运动部件运动形式在雷达目标回波中的体现。因此，对雷达目标回波中的微多普勒信息进行分析处理，能够得到目标或者目标上微运动部件运动形式的相关信息。由于不同类型的目标决定了其微运动形式的差异，对微多普勒信号的时频分析便有助于提取关于目标类别的信息，从而实现目标类别的判断。本发明通过微多普勒时频分析，获取特征频率有效地识别车辆和行人。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

技术方案一：

基于微动特性的车载目标识别系统，其特征在于，包括：安装在车辆前方的信号发射模块、安装在车辆前方的信号接收模块、设置在车辆上的模数转换器、设置在车辆上的数字信号处理器、以及安装在车辆操控台上的显示器；所述模数转换器的输入端电连接所述信号接收模块的输出端，输出端电连接所述数字信号处理器的输入端；所述数字信号处理器的输出端电连接显示器。

该技术方案的特点和进一步改进在于：

所述基于微动特性的车载目标识别系统，还包括用于产生周期性的三角波的三角波发生器，所述信号发射模块包括发射天线、载波信号源和混频器；所述混频器的两个输入端对应电连接三角波发生器和载波信号源；

所述信号接收模块包括接收天线、信号分配器、90度移相器、第一变频器、第二变频器；所述信号分配器的输入端电连接接收天线，所述信号分配器的两个输出端对应电连接第一变频器的第一输入端和第二变频器的第一输入端，所述混频器的输出端分别电连接发射天线、第一变频器的第二输入端、以及90度移相器的输入端，所述90度移相器的输出端电连接第二变频器的第二输入端，所述模数转换器的输入端分别电连接第一变频器的输出端和第二变频器的输出端。

在第一变频器和模数转换器之间依次串接有第一抗泄露滤波器和第一低通滤波器，在第二变频器和模数转换器之间依次串接有第二抗泄露滤波器和第二低通滤波器；所述第一变频器的输出端电连接第一抗泄露滤波器的输入端，所述第二变频器的输出端电连接第二抗泄露滤波器的输入端；所述第一抗泄露滤波器的输出端电连接第一低通滤波器的输入端，所述第二抗泄露滤波器的输出端电连接第二低通滤波器的输入端；所述模数转换器的输入端分别电连接第一低通滤波器的输出端和第二低通滤波器的输出端。

技术方案二：

基于微动特性的目标识别方法，基于上述基于微动特性的车载目标识别系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1：信号发射模块向车辆前方发射射频信号，并将射频信号传输至信号接收模块；

S2：所述信号接收模块接收回波信号，然后，根据射频信号和回波信号，生成相互正交的I通道差频模拟信号和Q通道差频模拟信号；

S3：所述模数转换器分别对I通道差频模拟信号和Q通道差频模拟信号进行模数转换，将模数转换得出的I通道差频数字信号和Q通道差频数字信号发送至数字信号处理器；

S4：所述数字信号处理器将I通道差频数字信号和Q通道差频数字信号合并为回波基频信号；通过对所述回波基频信号进行恒虚警检测，来判断对应时刻是否出现目标；所述目标为车辆或行人；

S5：对应时刻有目标出现时，所述数字信号处理器得出对应目标的速度；然后根据对应目标的速度，得出对应目标的类别。

该技术方案的特点和进一步改进在于：