[發明專利]一種基于空地信道探測的高速公路車輛感知系統及感知方法

有效

• 申請號: 201410087715.5
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN103905131B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發明（設計）人: 周毅
• 申請（專利權）人: 上海永暢信息科技有限公司
• 主分類號: H04B17/30
• 分類號: H04B17/30;H04B7/04;G08G1/01
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 劉常寶

1.一種基于空地信道探測的高速公路車輛感知系統，其特征在于，所述感知系統利用無人機空地信道探測方法，通過布置于無人機探測器底部的收發天線陣列，進行高速公路多車道、多車輛實時掃描探測，根據對空地移動信道變化特性的分析，實時獲取移動信道的多維參數，并以此精確估計高速公路上移動車輛的交通信息。

2.根據權利要求1所述的一種基于空地信道探測的高速公路車輛感知系統，其特征在于，所述感知系統包括：

SIMO分集天線陣列，所述SIMO分集天線陣列布置于無人機探測器底部，對地輻射一組探測信號，并收集多組來自高速公路車輛的回波信號，用于空地信道數據分析與目標感知；

SDR發射機模塊，所述SDR發射機模塊與SIMO分集天線陣列和多核SOC并行處理模塊數據相接，所述SDR發射機模塊接收多核SOC并行處理模塊產生的探測信號源，對其進行處理并傳至SIMO分集天線陣列；

SDR接收機模塊，所述SDR發射機模塊與SIMO分集天線陣列和多核SOC并行處理模塊數據相接，所述SDR發射機模塊通過多通道并行采集SIMO分集天線陣列收集的多組回波信號，并將采集的多通道數據傳至多核SOC并行處理模塊；

多核SOC并行處理模塊，所述多核SOC并行處理模塊通過多核控制進行多信道數據的實時并行處理，完成信道特征參數的提取和分析，且并行產生感知結果。

3.根據權利要求2所述的一種基于空地信道探測的高速公路車輛感知系統，其特征在于，所述SIMO分集天線陣列由一組發射天線和四組接收天線采用分集線陣結構形成。

4.根據權利要求2所述的一種基于空地信道探測的高速公路車輛感知系統，其特征在于，所述SDR發射機模塊包括載波調制模塊、功率放大器、帶通濾波器，所述載波調制模塊對接受到的信號進行載波調制，并將調制后的信號傳至功率放大器，所述功率放大器對信號進行增益輸出，并傳至帶通濾波器，所述帶通濾波器對增益后的信號進行帶通濾波，并將濾波后的信號傳至SIMO分集天線陣列。

5.根據權利要求2所述的一種基于空地信道探測的高速公路車輛感知系統，其特征在于，所述SDR接收機模塊包括射頻前端、采集模塊和預處理模塊，所述射頻前端由多組接收單元組成，每組接收單元作為一接收信道分別與SIMO分集天線陣列和采集模塊數據相接，完成多通道信道數據的并行接收；所述采集模塊利用并行高速采樣及緩存機制對射頻前端接收的多通道數據進行高速采集；所述預處理模塊分別與射頻前端和采集模塊數據相接，分別對采集前的射頻前端接收的中頻數據和采集后的采集模塊采集的信道矢量數據進行預處理，并將預處理后的數據傳至多核SOC并行處理模塊。

6.根據權利要求5所述的一種基于空地信道探測的高速公路車輛感知系統，其特征在于，所述射頻前端中的每組接收單元由帶通濾波器、低噪聲放大器、載波調制模塊、中頻放大器、低通濾波器依次連接組成，所述帶通濾波器的輸入端作為接收單元的輸入端連接SIMO分集天線陣列，低通濾波器的輸出端作為接收單元的輸出端連接采集模塊。

7.根據權利要求5所述的一種基于空地信道探測的高速公路車輛感知系統，其特征在于，所述采集模塊包括多通道高速AD變換模塊、高速緩存模塊、高速采集模塊，所述多通道高速AD變換模塊的多個接受端口對應連接射頻前端中的多組接收單元，進行多通道數據的并行高速AD轉換，并將并行AD轉換后的數據輸入高速緩存模塊進行高速緩存，所述高速采集模塊對高速緩存模塊中存儲的數據進行實時并行采集，得到多通道信道矢量數據。

8.根據權利要求2所述的一種基于空地信道探測的高速公路車輛感知系統，其特征在于，所述多核SOC并行處理模塊利用FPGA作為多核SOC處理平臺，內嵌多個ARM微處理器核，集成DSP資源模塊和可編程邏輯資源模塊，并以嵌入式Linux操作系統作為SOC管理架構；所述嵌入式Linux操作系統通過多核SOC全并行機制，管理多個ARM微處理器核從數據采集、數據處理到數據輸出進行實時并行操作。