用于自动车辆事故检测的监控交通的方法技术

本发明专利技术的主题是一种用于自动车辆事故检测的监控交通的方法，使用雷达波来检测车辆、它们的瞬时速度和它们的距离。按照本发明专利技术的方法在于使在两个连续处理时间区间对于在一个相同距离路段Ｋ上的车辆获得的信息相互关联，以便在每个瞬时ｔ确定每辆车的加速度γ↓［ｉ］（ｔ）及它的速度预测值Ｖ↓［ｉ］↑［Ｐ］（ｔ＋１），然后是通过检测车辆ｉ的速度低于所给的速度阈值Ｖ↓［ｔｈｒｅｓｈ］的通过来的距离路段Ｋ上检测事故。按照本发明专利技术的方法的优点在于针对道路或汽车道网络的快速事故检测，具有快速通知用户的目的。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的主题是一种。本专利技术更具体地指向的应用涉及监控道路或汽车道上的交通，一般在传统上称之为自动事故检测(AID)。在这种应用中，特别试图能够检测刚刚停在交通车道上或硬质路肩上车辆。可有利于提供其它参数，诸如检测交通流量的滞留量或状态。监控道路或汽车道上的交通是很重要的，因为它的目的是要提高交通流动性和用户的安全度。因此最重要的是知道怎样尽可能快地检测任何事故或减速，以便通过可变信息道路标志预先警告用户，由此减少碰撞的危险，并且如果需要的话迅速使用紧急服务。现在使用多种方法来进行道路交通的监测，它们可分为两类，一方面是建立在对一段道路或汽车道的逐点分析的基础上的方法；另一方面是建立在对同样的一段的整体分析的基础上的方法。在第一种情况，仅观察位于相互间隔预定距离的道路上的某些点。分析这些不同点上的交通参数，诸如车辆的平均速度或流量，通过运用特殊的计算算法，就可能检测到这些点之间可能的事故结果。第一种非常广泛地使用的技术就是在道路下放置感应圈。在这种圈上所感应的场变量就可能确定车辆是否已通过或没通过。这一技术的主要优点在于感应圈不管气候条件不分白天黑夜都能工作的事实。但是，安装这些圈是笨拙且昂贵的，在破损的情况下进行维护或替换这些圈是困难的，或甚至不可能。第二种技术是位于希望在所给路段进行分析的不同点的可视摄像机，每部摄像机均带有自动图象处理。安装这种可视摄像机是简单的，但由于它强烈地依靠气候条件和灯光条件，它们的性能是不确定的。而且用于图象处理的算法是复杂的并且要求很大的计算能力。为了缓解气候条件的问题，还是运用一段道路或汽车道的逐点分析方法，第三种公知技术系用雷达，或者是连续波静止雷达或者是脉冲多普勒雷达。在文献US-A-4,985,705中描述了使用连续波静止雷达来提取各种参数，诸如速度或长度这一技术的实例。而且可参考由申请人注册的描述脉冲多普勒雷达的文献FR2,695,742，这种雷达的特定位置和相关的算法使得提取各种参数成为可能(特别是每条交通车道的车辆数量、车辆的速度、车辆的长度)。建立在一段道路的逐点分析基础上的上述三种技术的主要缺点是事故的检测不是即时的。的确，检测不出分析点附近发生的事故；而且，只能检测到在测量点的这种事故的后果。检测时程可能非常长，大约几分钟的量级。如我们在上面所述，现在第二种公知分析方法是对一段道路或汽车道进行整体分析，通过在几百米的带上监控这一段，并以这种方式进行由此几乎同时检测事故。仍在发展阶段的一种单一技术通过使用带有专门针对AID的图象处理的可视摄像机来运用这一方法。其缺点是一个检测范围，也就是限于几百米的一个监控带，并且要在恶劣的天气(雨、雪、雾)或灯光条件下会极大地缩小，这也就是说事故的风险仍是最大的。本专利技术的目的是将整体分析方法提供的优点(事故检测的迅速性)与通过使用雷达获得的优点(特别是昼夜工作，白天和黑夜都有相同性能)结合起来。更具体地，本专利技术的主题是一种监控能在至少两车道上行驶的车辆交通的方法，这种方法主要是按照预定的辐射模式发射一种预定形式的UHF波，在给定的获取时间TA里接收由车辆反射的信号，及处理以这种方法接收的信号，以便检测车辆，还有对每段距离计算检测到的车辆流量i和每辆车在给定瞬间t时速度Vi(t)，该方法的特征在于辐射模式具有大致与车道方向平行的瞄准轴线，并且获取和处理信号步骤在连续的时间区间(T)上重复进行，它还包括主要是进行下列重复步骤的自动事故检测步骤·计算参数的第一步是—在每个瞬时t查明在当前时间区间检测的一辆车i是否与在前一时间区间的瞬时检测的一辆车j相关；—对与一辆车j相关的所有车辆i在瞬时t运用关系式γi(t)=|Vi(t)|-|Vj(t-1)|Δt]]>计算它们的加速度γi(t)，其中Δt表示在瞬时与t之间的时间，以及运用关系式Vip(t＋1)＝γi(t)×Δt＋Vi(t)计算在下一时间区间的时间上它们速度的预测值Vip(t＋1)；—对其它车辆i，将它们的加速度γi(t)初始化为0值；—将所有不与任何车辆i相关的其它车辆j从处理中取消。·事故检测的第二步以第一步计算的参数为基础，检测一辆车i的速度低于第一预定速度阈值Vthresh的通过。针对所给附图，参考下述，将能更好地理解本专利技术-附图说明图1a和1b分别说明运用按照本专利技术的方法的雷达系统的辐射模式的立视图和平面图示例；-图2说明按照本专利技术的方法的主要步骤；-图3详细说明图2的计算参数的步骤6；-图4说明按照本专利技术计算另外的参数的可能步骤；-图5说明在图2的步骤6计算的参数基础上的自动检测过程；-图6是实现按照本专利技术的方法的一种可能雷达系统的示意图。提出用来解决自动事故检测问题的解决方法主要是提供一雷达系统，它能利用多普勒效应，以这种方式便能抽检到被检车辆的瞬时速度，并且也具有距离分辨能力。在下面的内容中我们将描述用来运用按照本专利技术的方法的一个可能雷达系统的例子。用在发射和接收上的辐射模式应当是它的瞄准轴线大致与希望观测的车道平行。最好，雷达系统定位在按照要观测的带而选择的高度处，典型地如果一个人希望观测超过几百米的带，则大约为10米，如此这般便可限制另一车掩盖某辆车的危险。而且雷达系统最好放在交通车道的中间，这些车道上的交通不必以相同方向流动。通过合适选择雷达系统的辐射，后者将能在雷达的范围所决定的长度上观测所有以两个车流方向的交通车道，还有两边的硬质路肩。有利地，辐射会是对称的方位角平方的余割和高度平方的余割，这样由雷达接收的所有信号大致是同一功率，并且这与在雷达观测带上所检测的车辆的位置无关。图1a和1b通过非限制性的例子来说明以雷达系统1位于距路面2的高度h上为基础，分别在垂直面(曲线A)和方位角(曲线B)上的辐射类型。辐射天线在此示意性地由参考数字10表示。在图2b里可注意到观测带是汽车道的一部分，汽车道由被中央禁行区21隔开的两个反向车流道20和两边的硬质路肩22构成。对于给定距离的路段，图2示意性地表示了按照本专利技术的监控过程的主要步骤。在3的UHF波以预定形式并按上述的辐射模式发射之后，在4在大约几百微秒的预定获取时间TA里接收当前在观测带上的车辆反射的信号。雷达最好使用脉冲雷达，这样发射的波包括脉冲序列，带有在3和100GHZ之间的载波频率。使用这样的雷达允许对检测到的车辆直接得到距离辨别。然而，也可能使用线性频率调制连续波雷达，它的处理链包括适当的傅里叶变换处理，来恢复距离信息。5表示的下一步是雷达信号处理的传统步骤，主要就是对每段距离或距离路段K检测当前的车辆并抽取检测到的车辆数目i及它们的瞬时速度Vi(t)。在这使用的雷达是脉冲多普勒雷达的情形下，对每个距离路段K步骤5可按如下传统地进行·在根据希望的速度精度而定的数字N个信号值上，在获取时间期间进行接收的信号抽样。·在得到的N个抽样值上进行快速傅里叶变换以得到频谱线。·求出大于依据雷达范围的特定阈值的局部最大值，相应谱线与检测到的车辆相关，并且谱线指数直接给出了多普勒频率及因此给出的车辆瞬时速度。在进行快速傅里叶变换之前，将一加权窗用于得到的信号样能改进上述步骤，以便减小频谱分析线的边波瓣幅度。加权窗最好是汉宁窗(余弦平方窗)或本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于监控能在至少两车道上行驶的车辆交通的方法，这种方法的类型是按照预定的辐射模式发射（３）一种预定形式的ＵＨＦ波，在给定的获取时间Ｔ↓［Ａ］里接收（４）由车辆反向的信号，以及处理（５）以这种方法接收的信号，以便检测车辆，还有对每段距离计算检测到的车辆数目ｉ和每辆车在给定瞬时ｔ的瞬时速度Ｖ↓［ｉ］（ｔ），该方法的特征在于辐射模式具有大致与车道方向平行的瞄准轴线，并且获取和处理信号步骤在连续的时间区间（Ｔ）上重复进行，它还包括在于进行下列重复步骤的自动事故检测步骤（６，７）： .计算参数的第一步（６）在于：－在每个瞬时ｔ查明在当前时间区间检测的一辆车ｉ是否与在前一时间区间的瞬时ｔ－１检测的一辆车ｊ相关；－对与一辆车ｊ相关的所有车辆ｉ在瞬时ｔ运用关系式＊＊＊计算（６１），（６２）它们的加速度γ↓［ｉ ］（ｔ），其中Δｔ表示在瞬时［ｔ－１］与ｔ之间的时间，以及运用关系式计算在下一时间区间的时间［ｔ＋１］上它们速度的预测值Ｖ↓［ｉ］↑［ｐ］（ｔ＋１）；一对其它车辆ｉ，将它们的加速度γ↓［ｉ］（ｔ）初始化（６３）为０值；一将所有不 与任何车辆ｉ相关的其它车辆ｊ从处理中取消（６５）。.事故检测的第二步（７）以第一步计算的参数为基础，检测一辆车ｉ的速度低于第一预定速度阈值Ｖ↓［ｔｈｒｅｓｈ］的通过。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迪迪埃利翁，
申请(专利权)人：汤姆森无线电报总公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]