[发明专利]一种基于毫米波雷达的道路车辆检测系统

说明书

本发明公开了一种基于毫米波雷达的道路车辆检测系统，包括毫米波雷达系统和雷达数据处理系统，所述毫米波雷达系统布置于交通信号灯横杆上，所述毫米波雷达系统主动发射电磁波信号，通过计算接收信号与发射信号的多普勒频移来提供探测目标的相对距离、相对速度以及方位角三个数据信息，然后将三个数据信息输出给数据处理系统，由数据处理系统完成信号的滤波，并最终输出车辆的位置信息和速度信息；所述的滤波包括两个步骤：有效目标初选和目标有效性检验，所述有效目标初选是利用极坐标系运算规则来剔除不在道路区域内的虚假目标，所述目标有效性检验是利用卡尔曼滤波算法来计算相邻几个周期内目标出现和移动的连续性，以此剔除噪声数据的干扰。

技术领域

本发明属于智能交通技术领域，特别是涉及一种基于毫米波雷达的道路车辆检测系统。

背景技术

智能交通定义为：将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等有效地集成运用于整个地面交通管理系统而建立的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合交通运输管理系统。

道路车辆检测是智能交通技术体系的重要组成部分。目前的道路车辆检测技术主要有地磁/地感线圈检测技术，视频检测技术等几种，但各个技术均存在各种不足；其中地磁/地感线圈检测技术的主要缺陷有：

(1)需要对道路进行破坏性施工，施工难度大、成本高，并且施工时需要封闭车道；

(2)只能获得经过该条道路路口的车辆的数量信息，无法获得车辆属性信息(型号、颜色与车牌号等)和其速度信息；

(3)硬件成本高；

(4)使用寿命仅有1-2年。

视频检测技术的主要缺陷是仅能获取车辆的位置和属性信息，无法获取其速度信息。

目前，市场上迫切需要一种既能获取车辆属性信息，又能获取车辆速度信息并且拥有较长使用寿命和低成本的车辆检测技术。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种既能获取车辆属性信息，又能获取车辆速度信息并且拥有较长使用寿命和低成本的车辆检测技术。

本发明的技术方案为：一种基于毫米波雷达的道路车辆检测系统，包括毫米波雷达系统和雷达数据处理系统，所述毫米波雷达系统布置于交通信号灯横杆上，所述毫米波雷达系统主动发射电磁波信号，通过计算接收信号与发射信号的多普勒频移来提供探测目标的相对距离、相对速度以及方位角三个数据信息，然后将三个数据信息输出给数据处理系统，由数据处理系统完成信号的滤波，并最终输出车辆的位置信息和速度信息；所述的滤波包括两个步骤：有效目标初选和目标有效性检验，所述有效目标初选是利用极坐标系运算规则来剔除不在道路区域内的虚假目标，所述目标有效性检验是利用卡尔曼滤波算法来计算相邻几个周期内目标出现和移动的连续性，以此剔除噪声数据的干扰。

进一步的，所述车辆的位置信息以直角坐标系的方式表达，或者以极坐标方式表达，即包括方位角和目标到雷达的相对距离。

进一步的，有效目标初选的具体实现方式如下；

先将雷达探测目标的有效区域划分出来，设有效区域是一个由x₁＝A₁,x₂＝A₂,y₁＝B₁,y₂＝B₂所包围而成的矩形，其中A₁，A₂，B₁，B₂代表矩形的四条边在以毫米波雷达为原点的直角坐标系下的边界值，是由先验知识得到的；

判别目标有效性，即判别目标是否在道路区域内的公式为：