基于微波的多车道测速和卡口触发的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于微波的多车道测速和卡口触发的装置，所述装置包括电源模块、上位机配置模块、微波雷达传感器、信号处理模块、视频配置模块、视频传感器和显示存储模块；公开了一种基于微波的多车道测速和卡口触发的方法，包含以下步骤：第一步：模块配置，设定触发位置；第二步：微波雷达传感器对检测区域进行扫描；第三步：雷达对目标信息检测，并进行违法行为判定；第四步：视频传感器抓拍；第五步：视频传感器进行识别车牌和大小车型信息；第六步：产生所有车辆的图片信息；第七步：平台存储，违法行为取证；本发明专利技术保证了一个微波雷达传感器可以覆盖多个车道，而且每个车道都有视频传感器覆盖，经济效益比高，适于应用推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能交通领域，更具体而言，本专利技术涉及一种基于微波的多车道测速和卡口触发的方法与装置。
技术介绍
公路车辆智能监测记录系统广泛应用的测速技术主要有地感线圈、视频、激光及雷达检测方式。地感线圈检测是当车辆进入环形感应线圈形成磁场时，引起电路中调谐电流的频率或相位变化，检测处理单元通过对频率或相位变化的响应，得出一个检测到车辆的输出信号。根据前后两个线圈的间距除以车辆通过线圈的时间差算出速度，具有成本低，准确度高，高可靠性等优点。该方法缺点是维护成本高，很容易受通行车辆积压或地表冷热膨胀和压缩的破坏；施工复杂需要进行切割、浇灌等工序，而且影响正常的交通秩序；车速越高测量误差越大；无法看清车牌等。视频检测是将视频图像处理和计算机图形识别技术相结合的技术。他是用车辆进入检测区域时背景灰度值发生变化，从而产生检测信号，通过相关算法处理分析得到交通流等交通参数。优点是安装简单方便，可直观看到车辆信息。该方法缺点是很容易受到照明、天气情况等因素的影响，检测精度稳定性不高，实时性差。窄波雷达检测主要是采用多普勒频移效应测速。工作时，检测器向行驶方向车辆发射微波信号，该微波信号遇到目标后反射，反射波的频率发生偏移，从而检测出车辆的速度。利用微波检测器对交通流、占有率及车速检测，不仅时效性好、稳定性高，而且对于检测的环境要求较低。但是缺点是大小车触发位置不一致，调试困难、检测距离短，很难捕获低速行驶的车辆。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的窄波雷达检测时跨线、跟车容易漏车，触发位置不固定、造成车牌识别精度不高，一个雷达对应一条车道，调试繁琐等技术缺陷，本专利技术提出一种基于微波的多车道测速和卡口触发的方法与装置。本专利技术所采用的技术方案是：一种基于微波的多车道测速和卡口触发的装置，所述装置包括电源模块、上位机配置模块、微波雷达传感器、信号处理模块、视频配置模块、视频传感器和显示存储模块；所述电源模块分别与所述上位机配置模块、所述微波雷达传感器、所述信号处理模块、所述视频配置模块、所述视频传感器和所述显示存储模块电性连接并提供相应的电源；所述上位机配置模块采用网络接口实现与所述微波雷达传感器的通信与传输，所述信号处理模块与所述微波雷达传感器通信连接，所述信号处理模块把所述微波雷达传感器输出的数据进行预处理，所述视频配置模块采用网络接口实现与所述视频传感器的通信与传输，所述视频传感器与所述信号处理模块通信连接，所述视频传感器与所述显示存储模块通信连接。进一步的，所述信号处理模块包含隔直电路、电压比较器、程控增益放大器。一种基于微波的多车道测速和卡口触发的方法，包含以下步骤：第一步：模块配置，设定触发位置；在卡口应用路段，先用上位机配置模块和视频配置模块根据车道信息分别对微波雷达传感器和视频传感器进行配置，在触发信号的位置上设置虚拟线圈位置；第二步：微波雷达传感器对检测区域进行扫描；微波雷达传感器在虚拟线圈处检测到有目标车辆经过，通过运动车辆对虚拟线圈的触发，完成目标车辆在图像中的检测，从而得出车辆触发虚拟线圈时在图像中的位置，通过虚拟线圈触发机制完成运动车辆在图像中的检测与定位，最后通过计算目标车辆的几何中心作为车辆在图像中的精确位置；第三步：雷达对目标信息检测，并进行违法行为判定；进行车道检测及压实线检测、进行目标所在车道判定和是否压实线判定、进行目标速度检测和目标是否逆行检测；第四步：视频传感器抓拍；微波雷达传感器通过网络与视频传感器通信，当微波雷达传感器检测到检测断面有车辆达到且得到测速结果数据，立即将测速数据和违法信息实时发送到多个车道上的视频传感器，视频传感器根据各自配置的车道信息，触发抓拍属于自己车道号的目标；第五步：视频传感器进行识别车牌和大小车型信息；视频传感器对所拍到的图片信息进行处理，根据灰度值、数据库对比等技术测得车牌号和目标车辆类型，并叠加到抓拍图像中；第六步：产生所有车辆的图片信息；雷达信息和图片信息进行整合，将所有信息进行目标匹配，合成在一张图片中；抓拍的视频传感器自动识出车辆车牌号和车辆类型，并截取一张或多张违法车辆图像，经过图像数据处理，把相应的信息如路段，目标车速，超速百分比，是否逆行，是否压实线等合成到图片中，生成文件包，以供当事人查询和作为对违法处罚的依据；第七步：平台存储，违法行为取证；视频传感器将生产的文件包通过网络传至显示存储模块，将所有的车辆图片放在一文件包中保存，有违法信息的车辆信息在另一模块中存储，方便有关部门查处该车辆。进一步的，在所述第三步中，通过以下方式来进行车道检测及压实线检测、目标所在车道判定和是否压实线判定、目标速度检测和目标是否逆行检测：以微波雷达传感器为中心点建立坐标系示意图，虚拟线圈离雷达的纵向距离为L，车道长为M；目标的距离公式为：目标的速度公式为：平行于车道水平方向为Y轴方向，正方向为微波雷达传感器波束发射方向；垂直于车道水平方向为X轴方向，正方向为微波雷达传感器波束发射方向；目标与微波传感器雷达的水平偏向夹角为α，垂直俯仰角度为θ；被检测目标相对于传感器的径向速度：Vradial；被检测目标距离微波雷达传感器的径向距离：Dradial；则目标位于坐标系中X方向坐标值：IDx_X_Coordinate＝(Dradial*sinθ)*sinα；····公式(3)目标位于坐标系中Y方向坐标值：IDx_Y_Coordinate＝(Dradial*sinθ)*cosα；····公式(4)被检测目标在坐标系中的运动速度(IDx_X_Velocity，IDx_Y_Velocity)：目标位于坐标系中X方向速度值：IDx_X_Velocity＝(Vradial*sinθ)*sinα；····公式(5)目标位于坐标系中Y方向速度值：IDx_Y_Velocity＝(Vradial*sinθ)*cosα；····公式(6)通过雷达输出的目标反射截面积判断出目标的长度(Obj_Length)与宽度(Obj_Width)若在虚拟线圈检测到车辆Q存在，并有IDQ_X_Coordinate和Obj_Width，则将IDQ_X_Coordinate与Y(x-1)+Obj_Width/2和Yx+Obj_Width/2进行比较，若YY(x-1)+Obj_Width/2＜IDQ_X_Coordinate＜Yx+Obj_Width/2，则判定车辆在X车道；然后进行下一步判定车辆是否压线，若YY(x-1)+Obj_Width/2＜IDQ_X_Coordinate＜YY(x-1)+Obj_Width，则判定为压线行驶；若不成立，则比较Yx-Obj_Width＜IDQ_X_Coordinate＜Yx+Obj_Width/2，则判定为压线行驶；以上不等式等不成立，则无压线行驶，直接输出车道号；微波雷达传感器根据上位机配置模块设定的行驶方向与车辆的实际行驶方向比较，检测车辆速度为负时，说明与道路方向相反，判定为逆向行驶；检测车辆速度为正时，说明与道路方向一致，为正常行驶。采用上述技术方案后，本专利技术基于微波的多车道测速和卡口触发的方法与装置，是以多车道测速的微波雷达传感器作为车辆检测单元，按车道输出触发信息给高清的视频传感器进行拍照取证。该装置与方法保证了一个微波雷达传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于微波的多车道测速和卡口触发的装置，其特征在于：所述装置包括电源模块、上位机配置模块、微波雷达传感器、信号处理模块、视频配置模块、视频传感器和显示存储模块；所述电源模块分别与所述上位机配置模块、所述微波雷达传感器、所述信号处理模块、所述视频配置模块、所述视频传感器和所述显示存储模块电性连接并提供相应的电源；所述上位机配置模块采用网络接口实现与所述微波雷达传感器的通信与传输，所述信号处理模块与所述微波雷达传感器通信连接，所述信号处理模块把所述微波雷达传感器输出的数据进行预处理，所述视频配置模块采用网络接口实现与所述视频传感器的通信与传输，所述视频传感器与所述信号处理模块通信连接，所述视频传感器与所述显示存储模块通信连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于微波的多车道测速和卡口触发的装置，其特征在于：所述装置包括电源模块、上位机配置模块、微波雷达传感器、信号处理模块、视频配置模块、视频传感器和显示存储模块；所述电源模块分别与所述上位机配置模块、所述微波雷达传感器、所述信号处理模块、所述视频配置模块、所述视频传感器和所述显示存储模块电性连接并提供相应的电源；所述上位机配置模块采用网络接口实现与所述微波雷达传感器的通信与传输，所述信号处理模块与所述微波雷达传感器通信连接，所述信号处理模块把所述微波雷达传感器输出的数据进行预处理，所述视频配置模块采用网络接口实现与所述视频传感器的通信与传输，所述视频传感器与所述信号处理模块通信连接，所述视频传感器与所述显示存储模块通信连接。2.根据权利要求1所述的基于微波的多车道测速和卡口触发的装置，其特征在于：所述信号处理模块包含隔直电路、电压比较器、程控增益放大器。3.一种基于微波的多车道测速和卡口触发的方法，其特征在于，包含以下步骤：第一步：模块配置，设定触发位置；在卡口应用路段，先用上位机配置模块和视频配置模块根据车道信息分别对微波雷达传感器和视频传感器进行配置，在触发信号的位置上设置虚拟线圈位置；第二步：微波雷达传感器对检测区域进行扫描；微波雷达传感器在虚拟线圈处检测到有目标车辆经过，通过运动车辆对虚拟线圈的触发，完成目标车辆在图像中的检测，从而得出车辆触发虚拟线圈时在图像中的位置，通过虚拟线圈触发机制完成运动车辆在图像中的检测与定位，最后通过计算目标车辆的几何中心作为车辆在图像中的精确位置；第三步：雷达对目标信息检测，并进行违法行为判定；进行车道检测及压实线检测、进行目标所在车道判定和是否压实线判定、进行目标速度检测和目标是否逆行检测；第四步：视频传感器抓拍；微波雷达传感器通过网络与视频传感器通信，当微波雷达传感器检测到检测断面有车辆达到且得到测速结果数据，立即将测速数据和违法信息实时发送到多个车道上的视频传感器，视频传感器根据各自配置的车道信息，触发抓拍属于自己车道号的目标；第五步：视频传感器进行识别车牌和大小车型信息；视频传感器对所拍到的图片信息进行处理，根据灰度值、数据库对比等技术测得车牌号和目标车辆类型，并叠加到抓拍图像中；第六步：产生所有车辆的图片信息；雷达信息和图片信息进行整合，将所有信息进行目标匹配，合成在一张图片中；抓拍的视频传感器自动识出车辆车牌号和车辆类型，并截取一张或多张违法车辆图像，经过图像数据处理，把相应的信息如路段，目标车速，超速百分比，是否逆行，是否压实线等合成到图片中，生成文件包，以供当事人查询和作为对违法处罚的依据；第七步：平台存储，违法行为取证；视频传感器将生产的文件包通过网络传至...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德锋，姜荣军，陈俊德，
申请(专利权)人：南京慧尔视智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32