基于增益控制的雷达测速方法技术

本发明专利技术公开了一种基于增益控制的雷达测速方法，属于雷达测量技术领域，该方法包括：向目标车辆发送微波射频信号，并接收目标车辆反射回来的反射波信号；对反射波信号进行放大处理，得到放大后的多普勒频移信号；判断放大信号的幅度是否在范围[m，n]内，若不在，则对放大信号的幅度进行调节，以使调节后的信号在所述范围[m，n]内；对调节后的信号进行FFT处理，得到所述目标车辆的行驶速度。通过在传统的雷达测速信号处理过程中增加了数字增益自动调节环节，并将放大后的反射波信号的幅度调节到位于天线方向图中心线位置附近，最大限度的减少了因雷达微波天线波瓣夹角导致的测量误差，提高了雷达测速的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及雷达测量
，特别涉及一种基于增益控制的雷达测速方法。
技术介绍
随着我道路交通建设的高速发展和居民汽车拥有量的急剧增加，交通事故发生次数居高不下。其中，诱发交通事故的主要原因之一就是交通超速，世界各国交通管理部门对车辆交通超速违法行为的整治都极为重视。目前，微波雷达因具有其体积小、重量轻、测速精度高、便于携带等优点，成为国际上交通警察实现道路测量交通速度监控和执法的主要技术手段之一。其中，雷达测速的精度直接关系到交通执法的严肃性和科学性的问题，各个国家对警用雷达测速误差的允许范围都有明确的要求，如我国规定室内雷达速度方针仪器对雷达测速精度进行仿真检测时，测速雷达的静态测速误差小于正负1公里/小时；在道路车辆的实际速度检测时，雷达测速仪在100公里/小时内，道路实测误差子0-6公里/小时内，时速100公里的测速误差小于6％。图1示出了雷达测量车辆速度的示意图，将微波雷达看成一个自发自收的无线通信系统，微波发射和接收都有固定的角度。但是雷达在道路实际测速中，如图2所示，当运动车辆进入雷达测量范围内时，由于运动车辆与雷达之间的距离是随机的，车辆和雷达之间的相对位置不同，因此无论是同向还是反向测量，都会出现较大的测速误差。如当雷达测量近车道5米的车辆和远距离第四车道的车辆时，标准车道宽度是3.75米，由于雷达侧装，雷达波往返第四车道的距离约为72米，在不考虑汽车反射面大小的情况下，根据雷达波在自由空间传输的衰耗计算
公式：PL＝32.44+20Lgf.+20Lgd，其中，d的单位为KM，可以计算出第一车道和第四车道微波反射信号强度相差约18db。因此，如果相同车速的车辆分别在第一车道和第四车道行驶，雷达的车辆误差将达到12％左右，这远超过国家标准6％的限制。针对目前广泛使用的警用测速雷达会时常出现较大的测量偏差的情况，现有的解决方法是进行人工筛选，依靠人工剔除具有明显偏差的车辆图片。但是这种方法精准度较差，并没有有效的解决测速雷达测量偏大的问题，而且极大的增加了交通管理部门的工作难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于增益控制的雷达测速方法，以解决现有技术存在的由于雷达安装方式形成的COS角度所导致的雷达测速误差大的问题。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种基于增益控制的雷达测速方法，包括如下步骤：向目标车辆发送微波射频信号，接收所述目标车辆的反射波信号并生成多普勒信号；对所述多普勒信号进行放大处理，得到所述多普勒信号的放大信号；判断所述放大信号的幅度是否在范围[m，n]内，若不在，则对所述放大信号的幅度进行调节，以使调节后的信号在所述范围[m，n]内，其中m、n为预设的幅度下限值、上限值，单位是0.1mv；对所述调节后的信号进行处理，得到所述目标车辆的行驶速度。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：通过在传统的雷达测速的信号处理过程中的信号放大环节增加数字增益自动调节环节，在对多普勒信号进行放大后，在对放大信号进行快速傅里叶变换之前，判断放大后的多普勒信号是否在天线方向图中心线的位置附近，如果不在，对放大后的多普勒信号进行调节。其中，数字增益自动调节环节受控于
雷达系统后端的A/D转换环节和数字滤波环节，通过数字增益自动调节环节动态补偿雷达系统前端增益的变化，把雷达测速过程的信号增益处理等效为一个以快速傅里叶变换采样时间为周期的动态AGC调节过程，始终保证接收到的多普勒信号在天线方向图的中心线位置附近，使得雷达始终工作在天线方向图的最顶端，最大限度的减少了雷达微波天线波瓣角导致的车辆速度的测量误差。附图说明图1是本专利技术
技术介绍
中提到的雷达测量车辆速度示意图；图2是本专利技术
技术介绍
中提到的雷达测速误差产生示意图；图3是本专利技术一实施例提供的一种基于增益控制的雷达测速方法的流程示意图；图4是本专利技术一实施例提供的窄波雷达天线场强分布图；图5是本专利技术一实施例提供的一种基于增益控制的雷达测速方法的流程示意图；图6是本专利技术一实施例中的步骤S3的细分步骤示意图；图7是本专利技术一实施例提供的雷达测速信号处理过程的信号增益流程示意图。具体实施方式下面结合图3至图7，对本专利技术做进一步详细叙述。如图3所示，本专利技术实施例提供了一种基于增益控制的雷达测速方法，包括如下步骤S1至S4：S1、向目标车辆发送微波射频信号，接收所述目标车辆反射的反射波信号并生成多普勒信号；具体地，将接收到的反射波信号和发射的微波射频信号进行混差频，产生多普勒信号。S2、对所述多普勒信号进行放大处理，得到所述多普勒信号的放大信号；S3、判断所述放大信号的幅度是否在范围[m，n]内，若不在，则对所述放大信号的幅度进行调节，以使调节后的信号在所述范围[m，n]内，其中m、n为预设的幅度下限值、上限值，单位是0.1mv；需要说明的是，该处的上限值m、下限值n是根据雷达的工作电压确定的。比如雷达的工作电压为2V至3.3V之间时，可处理的反射波信号的幅度范围是20000至30000，单位为0.1mv。因此可根据天线方向图中心线位置附近的信号幅度范围设置范围[m，n]为[20000，22000]。需要说明的是，该处的下限值m、上限值n的取值仅为举例说明，本实施例不限定m、n的具体取值。S4、对所述调节后的信号进行处理，得到所述目标车辆的行驶速度。需要说明的是，在调节后的信号不在范围[m，n]内时，不对调节后的信号进行数字信号处理，即不对调节后的信号进行快速傅里叶变换处理。本专利技术实施例提供的技术方案与现有技术相比：现有的微波雷达是根据微波多普勒原理进行车辆速度的测量，图4示出了窄波雷达天线场强分布图，该雷达水平方向角度6度(-3db)，垂直方向夹角28度(-3db)。当主波瓣衰耗到-15db时，天线夹角约为12度，当主波瓣衰耗到-20db时，天线夹角约为30度。根据多普勒原理，多普勒频移fd与车辆速度v具有如下对应关系： f d = 2 f o · v c o · c o s α , ]]>其中，fd表示多普勒频率或差频，fo表示雷达发射频率，v表示车辆的速度，co表示光速，α表示车辆运动方向和雷达传感器与目标车辆连线之间的夹角(如图1所示)。因此，相对于雷达而言，测出了频移就可以得出目标车辆的运动速度。但是雷达实际测量角为a±b度，a为雷达测量中心法线与车辆运动方向的夹角，为一常量，b为雷达天线场辐射场强图中边缘与中心线的夹角角度，是一变量，其大小与车辆处于
天线场强内测量位置有关。这样导致的实际测量误差δ为： δ = v 1 - v 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于增益控制的雷达测速方法，其特征在于，包括：S1、向目标车辆发送微波射频信号，接收所述目标车辆反射的反射波信号并生成多普勒信号；S2、对所述多普勒信号进行放大处理，得到所述多普勒信号的放大信号；S3、判断所述放大信号的幅度是否在范围[m，n]内，若不在，则对所述放大信号的幅度进行调节，以使调节后的信号在所述范围[m，n]内，其中m、n为预设的幅度下限值、上限值，单位是0.1mv；S4、对所述调节后的信号进行处理，得到所述目标车辆的行驶速度。

【技术特征摘要】
1.一种基于增益控制的雷达测速方法，其特征在于，包括：S1、向目标车辆发送微波射频信号，接收所述目标车辆反射的反射波信号并生成多普勒信号；S2、对所述多普勒信号进行放大处理，得到所述多普勒信号的放大信号；S3、判断所述放大信号的幅度是否在范围[m，n]内，若不在，则对所述放大信号的幅度进行调节，以使调节后的信号在所述范围[m，n]内，其中m、n为预设的幅度下限值、上限值，单位是0.1mv；S4、对所述调节后的信号进行处理，得到所述目标车辆的行驶速度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3之前，还包括：S30、判断所述放大信号的幅度是否大于预设值c，若大于，则判定所述放大信号不可信，若小于或等于，则执行步骤S3，其中c>n。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：判断所述放大信号的幅度是否大于所述上限值n；若所述放大信号的幅度大于所述上限值n，则将所述放大信号的幅...

【专利技术属性】
技术研发人员：金庆江，
申请(专利权)人：安徽文康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34