本发明专利技术公开了一种交通流量测量装置及车辆运行信息获得方法包括：包括依次连接的波形产生器、定向耦合器、功率放大器、环形器及天线，还包括与波形产生器连接的控制器、频率综合器，与控制器连接的数字信号处理器；还包括与定向耦合器、频率综合器连接的第一混频器；还包括与环形器连接的带通滤波器/低噪声放大器；还包括中频混频放大及数据采集支路，该装置能够提供完整的实时车辆交通信息，车流量测量性能较高，便于对行驶车辆进行管理的技术效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及交通流量测量领域，尤其涉及一种交通流量测量装置及车辆运行信息 获得方法。
技术介绍
传统的交通流量测量仅仅对一个时间段公路上某一个位置经过的车辆的数量进 行统计，而不能够测量出车辆行驶速度大小与方向，也不能测量出行驶车辆的车长。 现有的交通流量测量装置的安置方式如附图1所示，采用线性调频连续波 (LFMCW)雷达体制，按垂直方式安装测量装置，车辆相对于测量装置的径向速度为零，装置 不能测得车辆的速度，只能做出简单的车流量数据统计，对交通情况实时预测效果不佳，如 果将测量装置与道路平行放置，测量仪器可以测出车辆的速度，但是不能够分辨出车辆所 处的车道，不能对各个车道车辆进行有效管理。 综上所述，本申请专利技术人在实现本申请实施例中专利技术技术方案的过程中，发现上 述技术至少存在如下技术问题： 在现有技术中，现有的交通流量测量装置或方法存在功能单一，只能实现对车辆 数目的统计，对各个车辆的车速、车长参数不能实现测定，不能够提供完整的实时车辆交通 信息的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了，解决了现有的交 通流量测量装置或方法存在功能单一，只能实现对车辆数目的统计，对各个车辆的车速、车 长参数不能实现测定，不能够提供完整的实时车辆交通信息的技术问题，实现了装置功能 多样，能够提供完整的实时车辆交通信息，交通流量测量性能较高，便于对行驶车辆进行管 理的技术效果。 交通流量装置如果能够测量出车辆的数目以及行驶的方向、速度大小，可以有效 实时预测道路的交通情况，做到分道限速、处罚违规行驶，有效引导驾驶人员行车安全，是 智能交通的重要组成部分。 因此，为了对公路上不同车道、不同行驶方向的车辆进行监测，获得车辆的速度、 车道、车长信息，以便于对不同车道车辆进行分道、分类限速管理，提供公路上行驶车辆的 实时信息，并对逆向行驶、超速、违规变道行驶车辆进行有效取证，本专利技术提出了基于LFMCW 的雷达系统装置和车辆信息提取方法。目前，交通流量检测装置功能单一，只能实现对车辆数目的统计，对各个车辆的车 速、车长参数不能实现测定，不能够提供完整的实时车辆交通信息，为了获得交通流量信 息、运行车辆的速度信息、车型信息以及车辆所处车道信息，为车辆违章行驶取证，并为车 辆行驶提供正确引导，本专利技术公开了一种交通流量检测雷达装置，并详细给出了基于该雷 达装置的车辆具体运行信息的提取方法。 为解决上述技术问题，本申请实施例提供了本专利技术所述的交通流量检测雷达装置 相对于自差拍接收机结构，如附图2,区别在于本振信号的产生方式不同，对于自差拍雷达 接收机结构，是将发射信号通过耦合器耦合后直接作为本振信号；而本专利技术所述的交通流 量检测雷达装置是利用如附图3所示的频率综合器产生的中频信号作为本地振荡信号与 发射信号通过第一混频器进行一次混频，得到的混频后信号如附图4所示，然后再将一次 混频信号经滤波放大后与雷达回波信号通过第二混频器进行二次混频，得到中频频率不为 零的雷达回波中频信号，中频信号经带通滤波、放大、模数转换后得到数字中频信号，再经 数字下变频（DDC)后得到数字基带复信号。这样进行两次混频的作用是：通过处理两次混 频后得到的中频回波信号经处理后得到的数字基带复信号能够区分出车辆行驶的方向，从 而能够通过一个车流量检测雷达装置测量双向多个车道的车流量和各车道上车辆的运动 信息。包括如下步骤： 步骤1.在一个相干处理间隔（CPI)内的第m个周期生成调频连续波，生成的调频 连续波分为A、B两路，A路经天线发射，B路与频率综合器产生的中频信号进行混频得到信 号C ; 通过天线接收被测速目标的回波信号，将回波信号与C路信号进行混频，得到中 频信号SI(t，m); 步骤2.将中频信号转化为数字信号，将数字信号经过数字正交下变频得到其复 基带信号序列S; 步骤3.对S 快时间维即η维加窗后作FFT可得到序列S ，在采集了一 个CPI即M个周期的数据后，对慢时间维即m维度加窗后作FFT可得到2D-FFT之后的序列 X; 步骤4.采用恒虚警门限的对2D-FFT之后的序列进行检测，按车道划分距离门，在 判决为有目标的距离门内找出峰值点对应的归一化频率F，从而解算出相应车道的目标的 速度信息，通过计算峰值点的回波功率获得目标车辆的RCS。 步骤5.通过连续观测多个CPI，通过恒虚警检测各个车道车辆出现在雷达照射区 域的CPI个数，并结合目标的速度，雷达波束宽度，计算目标车辆的车长。并结合车长信息 与车辆的RCS共同得到车辆的车型信息。 本专利技术还公开了一种交通流量检测装置，包括顺序连接的波形产生器、定向耦合 器、功率放大器、环形器及天线，还包括与波形产生器连接的控制器、频率综合器，与控制器 连接的数字信号处理器； 还包括与定向耦合器、频率综合器连接的第一混频器； 还包括与环形器连接的带通滤波器/低噪声放大器； 还包括中频混频放大及数据采集支路，所述中频放大及数据采集支路由依次连接 的第二混频器，带通滤波器，放大器，AD转换器组成； 所述第一混频的输出端通过滤波器/放大器与第二混频器的其中一个输入端相 连，带通滤波器/低噪声放大器的输出端与第二混频器的另一输入端相连，所述AD转换器 的输出端与数字信号处理器连接，所述AD转换器的采样时钟输入端与频率综合器连接。 优选的，所述波形产生器由顺序连接的直接数字频率合成器、锁相环和倍频器组 成，所述直接数字频率合成器的频率控制端、锁相环的锁相控制端分别与控制器连接，所述 直接数字频率合成器的频率输入端作为波形产生器的输入端，所述倍频器的输出端作为波 形产生器的输出端。 优选的，所述波形产生器由直接数字频率合成器、频率综合器、N个混频器，N+1个 带通滤波器组成，所述混频器和带通滤波器间隔连接，首个带通滤波器的输入端与直接数 字频率合成器连接，每一混频器的本振频率输入端与频率综合器的一个输出端连接，末尾 带通滤波器的输出端作为波形发生器的信号输出端，N为正整数。 优选的，该装置的超外差式接收机结构，与传统的自差拍结构相比，由于采用了超 外差结构得到了非零中频信号，从而可采用数字下变频技术得到复基带信号，保留了车辆 运动的方向信息。 另外，该专利技术所述的交通流量检测雷达装置的安装方式需要做出特定要求，其示 意图如附图5所示。在水平面上，雷达照射方向与车道之间既不能垂直，也不能平行，其夹 角可以取〇度到180度之间其他任意角度。这样设定雷达照射角度的原因是：在水平面上， 当照射方向与车道垂直时，车辆相对于雷达径向速度为〇,不能检测出车辆的速度；当雷达 照射方向与车道平行时，能测出车辆的速度，但是不能区分开不同车道的车辆。满足雷达照 射方向要求后，交通流量检测雷达可以测量出车辆的速度和具体所处车道，可以提供全面 的实时交通信息。 优选的，雷达照射方向与车道之间的夹角选取为15度到75度之间的角度，如此选 取可以保证车辆有较大的径向速度，且能在距离维上分辨车道。 基于本专利技术所述的公路交通流量检测雷达装置，本专利技术提出相应的车辆运行信息 提取方法。该方法结合数字下变频（DDC)技术、二维FFT (2D-FFT)技术，获得车辆的运动信 息。首先通过DDC技术得到基带复信号，然后对基带信号作2D-FFT运算，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种交通流量测量装置，其特征在于，所述装置包括：包括依次连接的波形产生器、定向耦合器、功率放大器、环形器及天线，还包括与波形产生器连接的控制器、频率综合器，与控制器连接的数字信号处理器；还包括与定向耦合器、频率综合器连接的第一混频器；还包括与环形器连接的带通滤波器/低噪声放大器；还包括中频混频放大及数据采集支路，所述中频放大及数据采集支路由依次连接的第二混频器，带通滤波器，放大器，AD转换器组成；所述第一混频的输出端通过滤波器/放大器与所述第二混频器的其中一个输入端相连，所述带通滤波器/低噪声放大器的输出端与所述第二混频器的另一输入端相连，所述AD转换器的输出端与数字信号处理器连接，所述AD转换器的采样时钟输入端与频率综合器连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈祝明，张新旺，洪惠宇，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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