基于雷达测距技术的车辆检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于雷达测距技术的车辆检测方法及装置，其通过将雷达的发射信号和回波信号进行混频处理，生成差频信号；将所述差频信号进行中频滤波处理和放大处理，并生成数字信号数据；通过添加汉明窗体削弱所述数字信号数据的旁瓣波形；通过CZT变换得到所述数字信号数据的低频数据；将所述低频数据与预设阈值进行比对和判断前方是否有车辆；从而通过微波收发与CZT算法的结合获得更好的检测效果以及更准确的触发相机拍照，可用于代替通道口相机触发车检和道闸防砸车检等，具有检测速度快，判定精度高，施工安装便捷等优势。

【技术实现步骤摘要】
基于雷达测距技术的车辆检测方法及装置
本专利技术涉及智能交通
，特别是一种基于雷达测距技术的车辆检测方法及其应用该方法的装置。
技术介绍
在智能交通领域，检测器是一种广泛使用的装置，用于交通信息采集及交通管制设备的控制。目前，常用的车辆检测器主要包括：线圈检测器、视频检测器、雷达检测器等。线圈检测器：线圈作为一个电感线圈，其电感量与线圈周围空间的导磁率有关；当车辆通过或停留在线圈区域时，车体的导磁材料会改变周围空间的导磁率，使线圈的电感量发生变化。通过检测线圈电感量的变化就可以检测出车辆的通过或存在。但是，线圈检测器在实际使用中需要切开路面埋设线圈，影响交通通行，给后续维护带来很大人力及物质成本。视频检测器：通过背景差分和二值化等图像处理技术来实现图像的分割，进而实现车辆的检测。虽然视频检测器能可靠检测路面通行车辆存在，但不能获取运动速度，并且视频技术受使用环境影响较大，雨雾天气对成像的影响以及黑夜灯光的影响对使用效果较大。雷达检测器：通过雷达测速法能可靠检测路面通行车辆存在以及运动速度。目前大量安装使用的微波测速雷达通过发射单频连续波信号照射目标，接收其反射的回波信号，用多普勒测速原理来检测目标是否存在以及测量目标速度。但由于雷达受门限选择和噪声影响极大，通常需要结合视频检测器进行车辆检测：利用微波信号在天线作用下形成一个窄波束在路面投下一个电波照区，一旦有汽车进入该区域雷达可探测到，并触发相机拍照；但而电波照区在实际工程中受天线副瓣影响并不好精确控制，并且该方法无法获得车辆的距离信息，因而导致给照相机的触发信号不准，导致一些数据无效。
技术实现思路
本专利技术为解决上述问题，提供了一种基于雷达测距技术的车辆检测方法及装置，采用微波收发与CZT算法的结合，能够获得更好的检测效果以及更准确的触发相机拍照。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于雷达测距技术的车辆检测方法，其包括以下步骤：a.将雷达的发射信号和回波信号进行混频处理，生成差频信号；b.将所述差频信号进行中频滤波处理和放大处理，并生成数字信号数据；c.通过添加汉明窗体削弱所述数字信号数据的旁瓣波形；d.通过CZT变换得到所述数字信号数据的低频数据；e.将所述低频数据与预设阈值进行比对和判断前方是否有车辆。优选的，所述的步骤a进一步包括：a1.实时生成150-300Hz的锯齿波；a2.将所述锯齿波调制成24G微波波形，得到发射信号；a3.接收反射的回波信号；a4.将所述发射信号和所述回波信号进行混频处理，生成差频信号。优选的，所述的步骤c中的汉明窗体的添加算法如下：其中，x(n)代表所述数字信号数据，n代表所述数字信号数据的信号序列，L代表所述数字信号数据的序列长度，N代表所述数字信号数据的一个采集周期所采集的数据的个数。优选的，所述的步骤d进一步包括：d1.将所述数字信号数据x(n)与对应的复数相乘获得序列g(n)，并在所述序列g(n)的后方补零加长到L；其计算公式如下：其中，x(n)代表所述数字信号数据，A代表数据采集的起始矢量长度和起始角度；ω代表数据采集的螺旋线伸展率和间隔角度；g(n)代表运算后生成的新序列；d2.通过FFT运算求得序列g(n)的卷积G(r)；其计算公式如下：其中，G(r)为g(n)序列的卷积，即g(n)傅里叶变换的结果；WL为exp(-j2π/L)常量；r为变换后数据G(r)的下表；0≤n≤L-1；d3.将所述卷积G(r)与存储在flash中的H(r)做复数相乘，获得序列Q(r)；其计算公式如下：Q(r)＝G(r)*H(r)，(0<＝r<＝L)；其中，H(r)为h(n)的卷积，h(n)分为两部分：0≤n≤N-1时，h(n)＝exp(-j2π*(-n2/2)/16/256)；N≤n≤L-1时，h(n)＝exp(-j2π*(-(n-L)2/2)/16/256)；d4.将所述Q(n)做IFFT运算得到序列q(r)，其计算公式如下：d5.将所述序列q(r)取前256个数据与存储在flash中的做乘法运算得到新的复数序列X(z)；其计算公式如下：d6.将X(z)通过查表法获取复数的模，得到所述数字信号数据的低频数据。优选的，所述的步骤e进一步包括：e1.根据所述低频数据获得所述回波信号的中心频率fd和幅度值；e2.通过距离计算公式计算车辆的距离R：或者，其中，C0代表光速度，△f代表带宽，f代表锯齿波频率，T代表周期，且T＝1/f；e3.判断所述距离R小于距离的预设阈值时，且所述幅度值大于反射强度的预设阈值时，则判断为前方有车辆。对应的，本专利技术还提供一种基于雷达测距技术的车辆检测装置，其包括：混频器，用于将雷达的发射信号和回波信号进行混频处理，生成差频信号；中频滤波器和放大器，用于将所述差频信号进行中频滤波处理和放大处理，并生成数字信号数据；加窗模块，其通过添加汉明窗体削弱所述数字信号数据的旁瓣波形；CZT变换模块，其通过CZT变换得到所述数字信号数据的低频数据；车辆判定模块，用于将所述低频数据与预设阈值进行比对和判断前方是否有车辆。本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种基于雷达测距技术的车辆检测方法及装置，其通过将雷达的发射信号和回波信号进行混频处理，生成差频信号；将所述差频信号进行中频滤波处理和放大处理，并生成数字信号数据；通过添加汉明窗体削弱所述数字信号数据的旁瓣波形；通过CZT变换得到所述数字信号数据的低频数据；将所述低频数据与预设阈值进行比对和判断前方是否有车辆；从而通过微波收发与CZT算法的结合获得更好的检测效果以及更准确的触发相机拍照，可用于代替通道口相机触发车检和道闸防砸车检等，具有检测速度快，判定精度高，施工安装便捷等优势。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术一种基于雷达测距技术的车辆检测方法的流程简图；图2为本专利技术一种基于雷达测距技术的车辆检测装置的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图及实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术的一种基于雷达测距技术的车辆检测方法，其包括以下步骤：a.将雷达的发射信号和回波信号进行混频处理，生成差频信号；b.将所述差频信号进行中频滤波处理和放大处理，并生成数字信号数据；c.通过添加汉明窗体削弱所述数字信号数据的旁瓣波形；d.通过CZT变换得到所述数字信号数据的低频数据；e.将所述低频数据与预设阈值进行比对和判断前方是否有车辆。所述的步骤a进一步包括：a1.实时生成150-300Hz的锯齿波；a2.将所述锯齿波调制成24G微波波形，得到发射信号；a3.接收反射的回波信号；a4.将所述发射信号和所述回波信号进行混频处理，生成差频信号。本实施例中，雷达采用FMCW工作模式，既电压控制发送频率，K波段雷达基频是24GHz，雷达带宽达到1000MHz，锯齿波电压变化范围是0-3.3V，雷达天线发送频率变化范围是24-25GHz，发送频率按照电压的变化而线性的变化。在任意时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于雷达测距技术的车辆检测方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将雷达的发射信号和回波信号进行混频处理，生成差频信号；b.将所述差频信号进行中频滤波处理和放大处理，并生成数字信号数据；c.通过添加汉明窗体削弱所述数字信号数据的旁瓣波形；d.通过CZT变换得到所述数字信号数据的低频数据；e.将所述低频数据与预设阈值进行比对和判断前方是否有车辆。

【技术特征摘要】
1.一种基于雷达测距技术的车辆检测方法，其特征在于，包括以下步骤：a.将雷达的发射信号和回波信号进行混频处理，生成差频信号；b.将所述差频信号进行中频滤波处理和放大处理，并生成数字信号数据；c.通过添加汉明窗体削弱所述数字信号数据的旁瓣波形；d.通过CZT变换得到所述数字信号数据的低频数据；e.将所述低频数据与预设阈值进行比对和判断前方是否有车辆。2.根据权利要求1所述的车辆检测方法，其特征在于：所述的步骤a进一步包括：a1.实时生成150-300Hz的锯齿波；a2.将所述锯齿波调制成24G微波波形，得到发射信号；a3.接收反射的回波信号；a4.将所述发射信号和所述回波信号进行混频处理，生成差频信号。3.根据权利要求1所述的车辆检测方法，其特征在于：所述的步骤c中的汉明窗体的添加算法如下：其中，x(n)代表所述数字信号数据，n代表所述数字信号数据的信号序列，L代表所述数字信号数据的序列长度，N代表所述数字信号数据的一个采集周期所采集的数据的个数。4.根据权利要求3所述的车辆检测方法，其特征在于：所述的步骤d进一步包括：d1.将所述数字信号数据x(n)与对应的复数相乘获得序列g(n)，并在所述序列g(n)的后方补零加长到L；其计算公式如下：其中，x(n)代表所述数字信号数据，A代表数据采集的起始矢量长度和起始角度；ω代表数据采集的螺旋线伸展率和间隔角度；g(n)代表运算后生成的新序列；d2.通过FFT运算求得序列g(n)的卷积G(r)；其计算公式如下：其中，G(r)为g(n)序列的卷积，即g(n)傅里叶变换的结果；WL为exp(-j2π/L)常量；r为变换后数据G(r)的下表；0≤n≤L-1；d3....

【专利技术属性】
技术研发人员：孙龙喜，黄宁海，孙雪，
申请(专利权)人：厦门科拓通讯技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35