[發明專利]超速車輛所在車道檢測方法

有效

• 申請號: 201410008575.8
• 申請日: 2014-01-08
• 公開（公告）號: CN103745601A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 蘇濤;高琦;張宏飛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G08G1/052
• 分類號: G08G1/052;G01S13/92
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種超速車輛所在車道檢測方法，其特征在于包括如下步驟：

A.通過雷達接收所有車輛的回波，并對接收到的所有車輛的回波進行混頻和信號提取，得到只含多普勒頻率的低頻分量s_o(t)；

B.將基帶信號數字化，并用數字化后的基帶信號構造復接收數字信號序列，再對復接收數字信號序列進行加權，得到加權后的輸出矩陣S_o；

C.對加權后輸出矩陣S_o作頻譜分析，得到超速車輛的個數，并提取所有超速車輛的速度信息；

D.創建多目標分辨表：首先建立所有車道上只有一輛汽車超速的多目標分辨表，然后通過線性疊加原理，得到多輛汽車超速時的多目標分辨表；

E.查表判斷當前測速時刻超速車輛的位置，并結合步驟C中的速度信息最終確定出每一個超速車輛的速度。

2.根據權利要求1所述的超速車輛所在車道檢測方法，其特征在于步驟A所述的對接收到的所有車輛的回波進行混頻和信號提取，按如下步驟進行：

A1）將接收到的回波信號與發射信號進行混頻，得到含有兩種頻率分量的混合信號s_c(t)：

其中，f₀為發射信號的頻率，f_d為多普勒頻率，為發射信號的初始相位，t₀為從信號發射到回波接收所經過的時間，為第i個陣元接收的信號相對于最外側陣元接收的信號的相位延遲；

A2）對混合信號s_c(t)作低頻提取，得到只含有多普勒信息的低頻分量s_o(t)：

其中A為混頻后的幅度增益。

3.根據權利要求1所述的超速車輛所在車道檢測方法，其特征在于步驟B所述的對復接收數字信號序列進行加權，按如下步驟進行：

B1）計算各個波束的主瓣區和零陷區的角度變化范圍，得到各個波束的波束指向θ₁,θ₂，…,θ_i,…,θ_N，再根據波束指向得到指向θ_i的導向矢量a(θ_i)，1≤i≤N：

a‾(θi)=1exp(-j2πdsinθi/λ)···exp(-j2π(Nc-1)dsinθi/λ),]]>

其中，N為車道數，N_c為陣元個數，d為振元間距，j為虛數單位，λ為發射信號的波長，exp表示以常數e為底的指數運算；

B2）利用導向矢量a(θ_i)，構造空域約束矩陣C：

C=(a(θ₁)…a(θ_n))；

B3）計算經過低頻提取后的回波低頻分量s_o(t)的相關矩陣R：

其中，為的轉置，E表示計算參數的期望；

B4）根據相關矩陣R和空域約束矩陣C，利用最優陣列波束形成器準則，計算陣列波束的最優權：

Wopt=FR-1CCHR-1C,]]>

其中F為θ_i,1≤i≤N對應的空域約束值；

B5）利用陣列波束最優權W_opt，得到陣列波束最優權系數

ω→θBi=Wopt|θ=θi;]]>

B6）建立N×N_c的陣列波束最優權系數矩陣ω：

ω=ωθB1→ωθB2→···ωθBN→;]]>

B7）根據陣列波束最優權系數矩陣ω和輸入信號矩陣S，得到加權后的輸出矩陣S_o：

其中，輸入信號矩陣N_S為目標數。

4.根據權利要求1所述的超速車輛所在車道檢測方法，其特征在于步驟D所述的建立所有車道上只有一輛汽車超速的多目標分辨表，按如下步驟進行：

D1）根據具體車道數N，確定需要形成的波束個數n：n=N，并以波束個數n作為多目標分辨表的橫坐標；

D2）根據單個車輛出現在的不同位置，分為N種情況，并以此N種情況作為多目標分辨表的縱坐標；

D3）以橫坐標和縱坐標為基準建立多目標分辨表，將超速車輛出現在具體車道時，每一個波束檢測到的超速目標個數填入對應的表格。