[發明專利]基于聚類算法的雷達采集道路車輛信息的方法及系統

有效

• 申請號: 202110789117.2
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN113256990B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 李洋;陸海凌;王彥平;申文杰;林赟
• 申請（專利權）人: 北京戍寧信息技術有限公司
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01;G06K9/62;G01S13/92
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 黃玉東

本發明公開基于聚類算法的雷達采集道路車輛信息的方法和系統，其中該方法包括：獲取特征變量符合預設特征區間的雷達測量點數據，存儲為第一數據集；基于時間對第一數據集中的雷達測量點數據分別添加幀序號，對第一數據集中的雷達測量點數據進行歸一化處理和聚類處理，從第一數據集中的雷達測量點數據獲取多個目標簇數據；利用幀序號和目標與雷達的縱向相對距離構建坐標系，將目標簇數據中每一個雷達測量點數據映射到所述坐標系中，并基于起始雷達測量點數據和終止雷達測量點數據落在所述坐標系中的位置篩選出有效簇數據；基于有效簇數據包含的雷達測量點數據計算道路車輛信息，解決了現有統計方法精度不足的問題。

技術領域

本發明涉及雷達應用領域，尤其涉及基于聚類算法的雷達采集道路車輛信息的方法及系統。

背景技術

現有檢測道路車輛信息的方式有諸多弊端，例如：采用光學相機進行視頻檢測的方式受光照、天氣影響，無法對交通狀況進行24小時連續監測；采用埋設于地面下磁感應檢測器進行檢測的方法，在安裝設備時會破壞地面，安裝成本較高且安裝時會嚴重影響交通；采用空氣管道進行檢測，能獲取的信息維度有限，只能得到車輛的數目，無法得到速度等更多有價值的信息。

與以上方式相較，采用毫米波雷達采集道路車輛信息，可以不受光照、天氣的影響，對交通狀況進行24小時連續監測；安裝方便快捷，成本更低。毫米波雷達通過多普勒公式計算目標速度，可以得到一段時間內車輛的平均速度、最大速度、最小速度等更多統計信息。

然而，利用毫米波雷達檢測道路車輛信息的難點在于，接收的電磁波存在背景雜波，以及同一目標的多次反射回波形成的多徑噪點。多徑噪點和目標點特征相近，難以區分，極易造成計數錯誤等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供基于聚類算法的雷達采集道路車輛信息的方法及系統，通過篩選雷達測量點數據、歸一化處理和聚類處理等操作，刪除多徑噪點等噪音數據，可快速、精確的獲得目標道路車輛信息。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于聚類算法的雷達采集道路車輛信息的方法，包括：

獲取特征變量符合預設特征區間的雷達測量點數據，并存儲為第一數據集，其中，每個雷達測量點數據的特征變量包括目標與雷達的縱向相對距離和數據采集時間；

基于時間對第一數據集中的雷達測量點數據分別添加幀序號，并對第一數據集中的雷達測量點數據進行歸一化處理和聚類處理，以從第一數據集中的雷達測量點數據獲取多個目標簇數據；

利用所述幀序號和所述目標與雷達的縱向相對距離構建坐標系，將目標簇數據中每一個雷達測量點數據映射到所述坐標系中，并基于起始雷達測量點數據和終止雷達測量點數據落在所述坐標系中的位置篩選出有效簇數據；

基于有效簇數據包含的雷達測量點數據計算道路車輛信息。

其中，雷達測量點數據的特征變量還包括目標與雷達的橫向相對距離、目標的速度以及目標的雷達散射截面中的至少一種；特征區間為針對特征變量分別預先設置的有效區間；獲取特征變量符合預設的特征區間的雷達測量點數據的方法包括：

獲取全部的雷達測試點數據；

將雷達測試點數據的特征變量分別與對應的特征區間比較；

篩選出特征變量都分別符合對應的特征區間的雷達測量點數據，并存儲為第一數據集。

優選地，添加幀序號的方法包括：將第一數據集中的雷達測量點數據按測量時間排序，從時間最早的雷達測量點數據開始依次添加幀序號。

較佳地，對第一數據集中的雷達測量點數據的所有特征變量分別進行歸一化處理。

進一步地，聚類處理的方法包括：