一种基于毫米波雷达的超速监控方法、装置和设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于毫米波雷达的超速监控方法、装置和设备，方法包括：接收由雷达接收到的反射信号。获取反射信号与本振信号进行混频得到的中频信号中，获取M个峰值谱线对应的M个速度频谱并确定M个速度频谱中超过速度幅度阈值的峰值谱线的个数K，并记录K个峰值谱线在中频信号中的位置，以获得K个频谱位置。根据频谱位置获得与K个频谱位置对应的K个目标物体与雷达之间的径向距离以及对应的超过速度幅度阈值的频率、根据频率获得与目标物体相对雷达的径向速度以及雷达所在位置与预先在预定区域的每个车道上设置的监测点之间沿车道方向的距离，获得目标物体的行驶速度，以判断是否出现超速的目标物体。本发明专利技术能够准确检测道路车辆的行驶速度，响应速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种基于毫米波雷达的超速监控方法、装置和设备
本专利技术涉及智慧交通
，尤其涉及一种基于毫米波雷达的超速监控方法、装置和设备
技术介绍
随着时代的进步、经济的发展以及国民生活水平的提高，带动了私家车辆的急剧增长。同时，行业的竞争也造成了各种运输车辆的迅速增多。随之而来的，便是城市的快节奏发展带来的车辆的超速问题。不仅严重威胁行人、其他车辆，而且会危及驾驶员自身的生命安全。因此，交通管理部门不断加大对道路超速车辆的监管力度，而构建一套行之有效的车辆超速检测方案便尤为重要。现有技术存在的问题：1、在检测道路的地面埋设感应线圈，根据车辆经过平行线圈的速度来判断是否超速。但是，通过线圈检测方法在地面埋设感应线圈的施工量大，路面的施工变更和高低温差对感应线圈的维护工作量都是巨大的。2、在检测道路的上方安装摄像头，通过对连续视频图像的分析，跟踪违章车辆行为的过程而进行速度计算。但是，通过视频检测方法对移动车辆的鉴别存在很大的困难，而且，视频技术受光线，天气影响极大。3、利用声波或激光雷达的测距原理，记录两次车辆的位置和时间，计算通过该段距离的时间差，获得车辆的速度。但是，利用声波检测的方法需要用到超声波传感头，而该装置在灰尘极大的恶劣环境中的使用寿命极短。但是，利用激光雷达检测的方法需要向检测区域发射激光束，而激光束对人体尤其是对眼睛的伤害尤为严重。4、在检测道路上方安装多普勒雷达，根据接收到的反射波频移量的计算而得出被测物体的运动速度。但是，采用多普勒雷达虽然可以准确计算车辆的行驶速度，但只适用于单车道检测，无法做到多车道同时检测。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于毫米波雷达的车辆超速方法、装置和设备。本专利技术采用毫米波雷达进行违规超速车辆检测，安装方便，维护简单，能够降低恶劣天气对检测的影响，不会对人体造成伤害。第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于毫米波雷达的超速监控方法，包括：接收由毫米波雷达的第一接收天线接收到的第一反射信号；其中，所述第一反射信号是由毫米波雷达的发射天线向预定区域发射的检测信号反射生成；将所述第一反射信号与本振信号进行混频以获取第一中频信号；其中，本振信号为所述毫米波雷达自产生的一个时刻与发射信号同频率的信号；获取第一中频信号中，在预定时间内峰值超过预设的距离幅度阈值的峰值谱线的个数M，并获取M个峰值谱线对应的M个速度频谱；根据预先设定的速度幅度阈值，确定获得的M个速度频谱中超过所述速度幅度阈值的峰值谱线的个数K，并记录K个峰值谱线在所述第一中频信号中的位置，以获得K个频谱位置；根据所述K个频谱位置，获得与所述K个频谱位置对应的K个目标物体与所述毫米波雷达之间的径向距离以及与所述K个频谱位置对应的超过所述速度幅度阈值的频率；根据所述频率，获得所述与目标物体相对毫米波雷达的径向速度；根据所述径向速度、毫米波雷达所在位置与预先所述预定区域的每个车道上设置一个监测点之间沿车道方向的距离以及所述径向距离，获得与所述K个频谱位置对应的K个目标物体的行驶速度，以判断是否出现超速的目标物体。进一步地，获取所述第一中频信号中，在预定时间内峰值超过预设的距离幅度阈值的峰值谱线的个数M，并获取M个峰值谱线对应的M个速度频谱，具体包括：对所述第一中频信号做一维FFT频谱分析，以获得所述第一中频信号中的第一距离频谱；获取所述第一距离频谱中，在预定时间内峰值超过预设的距离幅度阈值的峰值谱线的个数M，并对M个峰值谱线分别进行二维FFT频谱分析，获得对应的M个速度频谱。进一步地，接收由毫米波雷达的第二接收天线接收到的第二反射信号；并将所述第二反射信号与本振信号进行混频以获取第二中频信号；分别对所述第一中频信号和所述第二中频信号做一维FFT频谱分析，以获得所述第一中频信号中的第一相位频谱和第二中频信号中的第二相位频谱；根据所述K个频谱位置，获得K个频谱位置在第一相位频谱中对应的K个第一相位信息以及K个频谱位置在第二相位频谱中对应的K个第二相位信息；根据所述第一相位信息和所述第二相位信息，获得与K个频谱位置对应的K个相位差；并根据所述K个相位差，获得所述径向距离的方向与毫米波雷达的主轴方向之间的第一夹角；根据所述第一夹角、毫米波雷达主轴方向与竖直方向的第二夹角，所述毫米波雷达主轴方向与监测点和地面的交点共线之间的第三夹角以及所述径向距离，获得与所述K个频谱位置对应的K个目标物体到所述毫米波雷达的水平距离；根据所述水平距离以及毫米波雷达所在位置与监测点之间沿车道方向的距离为x，获得所述K个目标物体距离所述毫米波雷达所在位置沿垂直车道方向的水平距离；根据所述毫米波雷达所在位置沿垂直车道方向的水平距离，以获得所述K个目标物体所在的车道；根据所述径向速度、毫米波雷达所在位置与预先所述预定区域的每个车道上设置一个监测点之间沿车道方向的距离以及所述径向距离，获得与所述K个频谱位置对应的K个目标物体的行驶速度步骤之后，还包括：当判断所述目标物体的行驶速度大于其所在车道的限定速度时，则确认该目标物体超速。更进一步地，在预先所述预定区域的每个车道上设置一个监测点；其中，监测点和雷达主轴方向a与地面的交点共线b，并且a与b之间的夹角为θ；则每个监测点的目标物体到毫米波雷达的水平距离表示为：其中，φ为毫米波雷达主轴方向与竖直方向的第二夹角，dK为K个频谱位置对应的K个目标物体的顶部与所述毫米波雷达之间的径向距离，βK为所述径向距离的方向与毫米波雷达的主轴方向之间的第一夹角，k＝1，...，K。更进一步地，根据所述水平距离以及毫米波雷达所在位置与监测点之间沿车道方向的距离为x，获得所述K个目标物体距离所述毫米波雷达所在位置沿垂直车道方向的水平距离；则所述K个目标物体距离所述毫米波雷达所在位置沿垂直车道方向的水平距离表示为：进一步地，当判断在所述预定区域内存在超速车辆时，生成报警消息；所述警报消息通过无线通讯被发送至所述毫米波雷达关联的监控中心以及用户终端。进一步地，当判断所述预定区域内的超速车辆时，发出控制指令至对应所述预定区域内的摄像头，以使得所述摄像头接收到所述控制指令后对所述超速车辆进行拍照。第二方面，本专利技术实施例提供了一种基于毫米波雷达的超速监控装置，包括：接收模块，用于接收由毫米波雷达的第一接收天线接收到的第一反射信号；其中，所述第一反射信号是由毫米波雷达的发射天线向预定区域发射的检测信号反射生成；混频模块，用于将所述第一反射信号与本振信号进行混频以获取第一中频信号；其中，本振信号为所述毫米波雷达自产生的一个时刻与发射信号同频率的信号；第一中频信号获取模块，用于获取第一中频信号中，在预定时间内峰值超过预设的距离幅度阈值的峰值谱线的个数M，并获取M个峰值谱线对应的M个速度频谱；频谱位置获取模块，用于根据预先设定的速度幅度阈值，确定获得的M个速度频谱中超过所述速度幅度阈值的峰值谱线的个数K，并记录K个峰值谱线在所述第一中频信号中的位置，以获得K个频谱位置；频率获取模块，用于根据所述K个频谱位置，获得与所述K个频谱位置对应的K个目标物体的顶部与所述毫米波雷达之间的径向距离以及与所述K个频谱位置对应的超过所述速度幅度阈值的频率；径向速度获取模块，用于根据所述频率，获得所述与目标物体相对毫米波雷达的径向速度；判断模块，用于根据所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于毫米波雷达的超速监控方法，其特征在于，包括：接收由毫米波雷达的第一接收天线接收到的第一反射信号；其中，所述第一反射信号是由毫米波雷达的发射天线向预定区域发射的检测信号反射生成；将所述第一反射信号与本振信号进行混频以获取第一中频信号；其中，本振信号为所述毫米波雷达自产生的一个时刻与发射信号同频率的信号；获取第一中频信号中，在预定时间内峰值超过预设的距离幅度阈值的峰值谱线的个数M，并获取M个峰值谱线对应的M个速度频谱；根据预先设定的速度幅度阈值，确定获得的M个速度频谱中超过所述速度幅度阈值的峰值谱线的个数K，并记录K个峰值谱线在所述第一中频信号中的位置，以获得K个频谱位置；根据所述K个频谱位置，获得与所述K个频谱位置对应的K个目标物体与所述毫米波雷达之间的径向距离以及与所述K个频谱位置对应的超过所述速度幅度阈值的频率；根据所述频率，获得所述与目标物体相对毫米波雷达的径向速度；根据所述径向速度、毫米波雷达所在位置与预先所述预定区域的每个车道上设置一个监测点之间沿车道方向的距离以及所述径向距离，获得与所述K个频谱位置对应的K个目标物体的行驶速度，以判断是否出现超速的目标物体。

【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波雷达的超速监控方法，其特征在于，包括：接收由毫米波雷达的第一接收天线接收到的第一反射信号；其中，所述第一反射信号是由毫米波雷达的发射天线向预定区域发射的检测信号反射生成；将所述第一反射信号与本振信号进行混频以获取第一中频信号；其中，本振信号为所述毫米波雷达自产生的一个时刻与发射信号同频率的信号；获取第一中频信号中，在预定时间内峰值超过预设的距离幅度阈值的峰值谱线的个数M，并获取M个峰值谱线对应的M个速度频谱；根据预先设定的速度幅度阈值，确定获得的M个速度频谱中超过所述速度幅度阈值的峰值谱线的个数K，并记录K个峰值谱线在所述第一中频信号中的位置，以获得K个频谱位置；根据所述K个频谱位置，获得与所述K个频谱位置对应的K个目标物体与所述毫米波雷达之间的径向距离以及与所述K个频谱位置对应的超过所述速度幅度阈值的频率；根据所述频率，获得所述与目标物体相对毫米波雷达的径向速度；根据所述径向速度、毫米波雷达所在位置与预先所述预定区域的每个车道上设置一个监测点之间沿车道方向的距离以及所述径向距离，获得与所述K个频谱位置对应的K个目标物体的行驶速度，以判断是否出现超速的目标物体。2.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的超速监控方法，其特征在于，获取所述第一中频信号中，在预定时间内峰值超过预设的距离幅度阈值的峰值谱线的个数M，并获取M个峰值谱线对应的M个速度频谱，具体包括：对所述第一中频信号做一维FFT频谱分析，以获得所述第一中频信号中的第一距离频谱；获取所述第一距离频谱中，在预定时间内峰值超过预设的距离幅度阈值的峰值谱线的个数M，并对M个峰值谱线分别进行二维FFT频谱分析，获得对应的M个速度频谱。3.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的超速监控方法，其特征在于，接收由毫米波雷达的第二接收天线接收到的第二反射信号；并将所述第二反射信号与本振信号进行混频以获取第二中频信号；分别对所述第一中频信号和所述第二中频信号做一维FFT频谱分析，以获得所述第一中频信号中的第一相位频谱和第二中频信号中的第二相位频谱；根据所述K个频谱位置，获得K个频谱位置在第一相位频谱中对应的K个第一相位信息以及K个频谱位置在第二相位频谱中对应的K个第二相位信息；根据所述第一相位信息和所述第二相位信息，获得与K个频谱位置对应的K个相位差；并根据所述K个相位差，获得所述径向距离的方向与毫米波雷达的主轴方向之间的第一夹角；根据所述第一夹角、毫米波雷达主轴方向与竖直方向的第二夹角，所述毫米波雷达主轴方向与监测点和地面的交点共线之间的第三夹角以及所述径向距离，获得与所述K个频谱位置对应的K个目标物体到所述毫米波雷达的水平距离；根据所述水平距离以及毫米波雷达所在位置与监测点之间沿车道方向的距离为x，获得所述K个目标物体距离所述毫米波雷达所在位置沿垂直车道方向的水平距离；根据所述毫米波雷达所在位置沿垂直车道方向的水平距离，以获得所述K个目标物体所在的车道；根据所述径向速度、毫米波雷达所在位置与预先所述预定区域的每个车道上设置一个监测点之间沿车道方向的距离以及所述径向距离，获得与所述K个频...

【专利技术属性】
技术研发人员：张谅，赵铁刚，
申请(专利权)人：厦门精益远达智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35