[發(fā)明專利]一種基于局部極大值的車(chē)輛雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410015049.4
• 申請(qǐng)日: 2014-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103809163A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 商凱;姜黎;曹新星;何昇澮;徐學(xué)發(fā);吳貝貝;葉玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01S7/41
• 分類(lèi)號(hào): G01S7/41
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 胡建華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)的方法，特別是一種基于局部極大值的車(chē)輛雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

在智能交通系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展的大背景下，要實(shí)現(xiàn)高速公路和城市道路交通信息處理和控制的自動(dòng)化，交通信息的自動(dòng)采集系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，需要大量的車(chē)輛檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行交通信息檢測(cè)。

車(chē)輛檢測(cè)設(shè)備有多種類(lèi)型，包括視頻、感應(yīng)線圈以及微波雷達(dá)等。以線性調(diào)頻連續(xù)波體制FMCW（Frequency?Modulated?Continuous?Wave）雷達(dá)為傳感器的交通檢測(cè)技術(shù)憑借檢測(cè)精度高、穩(wěn)定性高、全天候性等優(yōu)勢(shì)，受到越來(lái)越多的關(guān)注。微波雷達(dá)通過(guò)FMCW原理，采集雷達(dá)回波信號(hào)，可以得到雷達(dá)檢測(cè)范圍內(nèi)目標(biāo)的距離信息，根據(jù)目標(biāo)的距離信息進(jìn)行車(chē)輛判別，得到車(chē)輛的存在信息；進(jìn)而得到檢測(cè)區(qū)域的車(chē)流量、占有率以及平均車(chē)速等交通信息。

根據(jù)線性調(diào)頻連續(xù)波原理，對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行采樣，經(jīng)過(guò)傅里葉變換，就可以得到各個(gè)時(shí)刻在每個(gè)距離單位上的反射波強(qiáng)度。圖2為實(shí)際采集的多組FMCW雷達(dá)信號(hào)經(jīng)過(guò)傅里葉變換得到的反射波形組成的圖像。其中圖像的橫坐標(biāo)是時(shí)間軸，時(shí)間軸上每一列數(shù)據(jù)即是一組傅里葉變換的值，由不同距離點(diǎn)的回波組成；縱坐標(biāo)為距離軸，每個(gè)點(diǎn)在距離上對(duì)應(yīng)一個(gè)距離單元；圖中點(diǎn)的亮度由對(duì)應(yīng)點(diǎn)雷達(dá)回波強(qiáng)度量化計(jì)算得到。

目前市場(chǎng)上微波車(chē)輛檢測(cè)器對(duì)目標(biāo)檢測(cè)的方法主要還是依據(jù)回波強(qiáng)度，把回波強(qiáng)度的高低作為是否存在目標(biāo)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)設(shè)定一定的門(mén)限來(lái)區(qū)分目標(biāo)點(diǎn)和非目標(biāo)點(diǎn)。然而這種方法使得檢測(cè)設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)“虛警”和“漏警”現(xiàn)象，如對(duì)公交車(chē)、卡車(chē)等大車(chē)帶來(lái)的回波拖帶現(xiàn)象、并行行駛車(chē)輛的回波無(wú)法區(qū)分現(xiàn)象等，傳統(tǒng)方法對(duì)這些問(wèn)題解決效果都不理想，降低了設(shè)備的檢測(cè)性能。而且由于雷達(dá)天線的差異性，不同天線的回波強(qiáng)度有所差別，因此采用原有根據(jù)強(qiáng)度進(jìn)行車(chē)輛目標(biāo)判別的方法對(duì)天線的一致性要求會(huì)很高，這給產(chǎn)品的批量生產(chǎn)也帶來(lái)很大困難。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于局部極大值的車(chē)輛雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種基于局部極大值的車(chē)輛雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟1、路面上的微波檢測(cè)設(shè)備通過(guò)串口將采集到的回波上傳到上位機(jī)中，通過(guò)上位機(jī)觀測(cè)路面雷達(dá)回波分布情況，并劃分雷達(dá)回波區(qū)域，設(shè)定路面車(chē)道所屬的回波區(qū)域，將設(shè)定結(jié)果保存到微波檢測(cè)設(shè)備的不可擦寫(xiě)的存儲(chǔ)器中，作為以后車(chē)道劃分依據(jù)；微波檢測(cè)設(shè)備根據(jù)存儲(chǔ)器中的回波區(qū)域數(shù)據(jù)在采集到的回波序列中提取路面車(chē)道所屬區(qū)域的回波點(diǎn)；

步驟2、根據(jù)FMCW雷達(dá)在距離上的分辨率及車(chē)道的寬度信息，計(jì)算搜索窗口的范圍；

步驟3、遍歷步驟1中提取的車(chē)道所屬的所有回波點(diǎn)，對(duì)于每個(gè)回波點(diǎn)在其鄰域設(shè)置步驟2的搜索窗口，然后把該回波點(diǎn)與搜索窗口內(nèi)其它回波點(diǎn)進(jìn)行比較，若該點(diǎn)的回波強(qiáng)度為最大，那么判定該點(diǎn)屬于局部極大值點(diǎn)；

步驟4、對(duì)搜索到的局部極大值點(diǎn)，判斷該點(diǎn)的回波強(qiáng)度值是否大于設(shè)定的回波門(mén)限，若大于則判定該點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)，否則仍然認(rèn)為屬于非目標(biāo)點(diǎn)，每個(gè)距離點(diǎn)都有一個(gè)屬于自己的門(mén)限，門(mén)限的建立采用積累求均值的方式；

步驟5、目標(biāo)點(diǎn)標(biāo)記，目標(biāo)點(diǎn)標(biāo)記為255，其余的點(diǎn)為非目標(biāo)點(diǎn)，標(biāo)記為0，將回波信號(hào)轉(zhuǎn)化為二值信號(hào)，完成目標(biāo)的檢測(cè)。

步驟2中計(jì)算搜素窗口范圍的具體步驟為：

步驟2-1、采用FMCW測(cè)距方法，利用調(diào)制脈沖周期和調(diào)制電壓幅值參數(shù)，計(jì)算雷達(dá)在距離上的分辨率L₁，根據(jù)路面車(chē)道寬度L₂，計(jì)算每個(gè)車(chē)道對(duì)應(yīng)的回波點(diǎn)數(shù)目D'為：D'=L₂/L₁；根據(jù)FMCW原理可以由脈沖周期和調(diào)制電壓計(jì)算出調(diào)制脈沖斜率，根據(jù)天線的差頻分辨率進(jìn)而可以計(jì)算出距離分辨率，可以參考文獻(xiàn)：QI?G?Q.High?accuracy?range?estimation?of?FMCW?level?radar?based?on?the?phase?of?the?zero-padded?FFT[C].IEEE?ICSP04Proceedings,Beijing,2004:2078-2081。

步驟2-2、設(shè)置搜索窗口D大于步驟2-1中計(jì)算的D'，即D=D'+ΔD，其中ΔD為1個(gè)或者2個(gè)回波點(diǎn)。

本發(fā)明步驟3中在每個(gè)回波點(diǎn)鄰域設(shè)置搜索窗口的具體步驟為：