一种基于雷达感应的道闸控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于雷达感应的道闸控制方法，该方法中先获取多普勒雷达的回波信号，对回波信号进行信号放大及模数转换处理，对转换处理后的信息进行包括电压峰值的特征值提取，将电压峰值作为第一判断参数；对转换处理后的信息进行傅里叶频率计算，计算出目标点至道闸闸口的距离及目标点的移动速度，将目标点的移动速度作为第二判断参数；系统设定道闸闸杆的抬杆阈值，抬杆阈值包括电压阈值和速度阈值，若第一判断参数大于或等于电压阈值，且第二判断参数大于或等于速度阈值，则输出抬杆控制信号并控制道闸的闸杆抬起。本发明专利技术适用于快速通行路段道闸口的自动控制，避免了非车辆静态物体及行人等缓慢移动非车辆物体造成误触发道闸开启的问题。发道闸开启的问题。发道闸开启的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于雷达感应的道闸控制方法


[0001]本专利技术涉及道闸的控制，具体涉及一种基于雷达感应的道闸控制方法。

技术介绍

[0002]道闸常被用于道路交通管制口处，作为车辆进出的管控设备使用，当需要对车辆放行时，道闸的闸杆抬起允许车辆通过，待车辆驶离道闸后，闸杆落下对出入口进行关闭拦截。
[0003]传统道闸闸杆的自动控制方式分为地感线圈检测、超声波检测、红外或激光对管检测等，地感线圈需要埋设在道闸进出口处的路面下，施工麻烦且需要破坏地面，安装及维护都十分不便，地感线圈容易受到气候温度及自然环境的影响，由于需要依靠金属感应来检测车辆是否靠近，对于道闸周围有金属窖井盖、铁轨、电缆管网铺设的情况，很容易受到这些金属设施的干扰，严重影响检测的准确性。并且，对于集装箱式的大型车辆，车架高度距离地面较远，或者是多段拖挂式车辆，地感线圈检测更加不可靠。红外或激光对管检测方式分为反射式和对射式，反射式会随着使用时间增长及环境变化而令反射效率下降，导致检测可靠性严重下降；对射式需要一发射端和一接收端配合，两端安装位置精准度要求较高，并且检测区域为线性范围，在道闸检测中很少单独采用。超声波与雷达波检测场景相似，但超声波是机械波需要通过压电介质的振动发射，并不适用于压力较高或负压的场合，也不适用于环境温度变化较大的场所，适用性受到严重的限制。而雷达波是电磁波，不需要依靠介质来传播，受环境因素影响较小且雷达的精度也较高，采用雷达感应来控制道闸成为一种比较理想的选择方式。
[0004]雷达感应控制的道闸主要包括射频前端、模数转换单元、信号处理单元、逻辑判断单元以及输出接口等部分，安装于道闸进入口处的雷达主动向来车方向发射电磁波，电磁波经目标反射后被雷达接收，经过对回波信号进行处理并提取特征信息参数，检测目标并估计目标的距离、速度、角度等信息，通过逻辑判断单元来分析判断出目标有无、目标类型，并确定目标所处的位置，最终向闸杆输出抬杆或落杆的控制信号。
[0005]现有的基于雷达感应控制道闸闸杆抬杆的方法中，主要针对车辆及行人作为检测目标，并且是根据对所获取的检测目标物体尺寸大小进行判断来作为控制道闸闸杆的抬杆触发信号，这种控制方法存在如下不足：单纯依据物体尺寸作为抬杆触发信号容易受周围环境因素影响而造成误抬杆的情况，例如对于在雷达检测范围内有安置大型广告牌等情况，静态下的大尺寸物体容易触发闸杆的抬杆，不利于道闸的控制管理，也极易发生落杆伤人的安全事故；并且，一般的道闸为了通行的安全考虑，闸杆旁侧设有行人通行专用通道，闸杆处仅限于车辆的通行控制，现有道闸的控制将行人及车辆共同作为检测目标显然并不合适，不仅影响通行管理的安全性，对于需要车辆快速通行的主要交通路口的道闸管理更不合适。

技术实现思路

[0006]本专利技术公开一种基于雷达感应的道闸控制方法，适用于车辆快速通行路段道闸口的自动控制，能有效防止非行驶中的车辆造成误触发道闸开启的情况，有助于提升道闸智能管控的安全性。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种基于雷达感应的道闸控制方法，包括如下内容：获取多普勒雷达的回波信号；对回波信号进行信号放大及模数转换处理；对转换处理后的信息进行特征值提取，提取的特征值包括电压峰值，将电压峰值作为第一判断参数；对转换处理后的信息进行傅里叶频率计算，计算出目标点至道闸闸口的距离及目标点的移动速度，将目标点的移动速度作为第二判断参数；系统设定道闸闸杆的抬杆阈值，抬杆阈值包括电压阈值和速度阈值，若第一判断参数大于或等于电压阈值，且第二判断参数大于或等于速度阈值，则输出抬杆控制信号并控制道闸的闸杆抬起。
[0008]进一步，生成作为第一判断参数的电压峰值时，先根据背景数据库中的数据去除获取信号中的背景噪音，去除背景噪音后将提取到的电压峰值作为第一判断参数。
[0009]进一步，背景噪音去除后，根据提取的特征值计算出目标物体的大小，计算出的目标物体大小作为第三判断参数，抬杆阈值还包括车型大小阈值；若同时满足第一判断参数大于或等于电压阈值、第二判断参数大于或等于速度阈值、第三判断参数小于或等于车型大小阈值，则输出抬杆控制信号并控制道闸的闸杆抬起。
[0010]进一步，对计算出的目标物体大小及最终判断是否为车辆的结果进行保存并更新背景数据库信息。
[0011]进一步，道闸的闸杆抬起后，若车辆通过道闸并驶离闸口，则系统分别获取到车辆通过道闸的信号以及获取到车辆远离闸口行驶至设定距离处的信号，系统接收到车辆通过道闸的信号和车辆远离闸口行驶至设定距离处的信号后，则输出落杆控制信号并控制道闸的闸杆落下。
[0012]进一步，车辆通过道闸的信号通过安装于道闸闸口处的红外光光幕传感器获得，车辆远离闸口行驶至设定距离处的信号通过安装于道闸闸口处的地感线圈和/或超声波雷达获得。
[0013]本专利技术所公开的基于雷达感应的道闸控制方法，适用于车辆快速通行路段道闸口的自动控制，可实现规定车型的快速放行，对于道闸的开启通过对进入检测范围内的物体大小产生的电压峰值变化以及物体的移动速度来共同控制，可以有效解决检测范围内存在大尺寸静态物体造成误触发道闸开启的问题，也可以规避行人等缓慢移动的非车辆物体造成的不应该放行的情况，有助于提升道闸智能管控的安全性及提高车辆的通行效率。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例中道闸控制方法的原理示意图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0016]本实施例公开一种基于雷达感应的道闸控制方法，如图1所示，主要包括对道闸闸杆的抬杆控制和落杆控制，其中，本实施例中的道闸闸杆的抬杆控制，主要依靠安装在闸口来车方向的多普勒雷达在检测范围内所获取到的回波信号分析而生成抬杆控制信号。而对本实施例中道闸闸杆的落杆控制，则主要依靠安装于闸口处的红外光光幕传感器、超声波雷达以及地感线圈共同配合生成落杆控制信号。下面将结合附图1对本实施例的抬杆控制和落杆控制具体方法进行介绍。
[0017]对于道闸抬杆的控制，现有的基于雷达感应控制的道闸，其控制方法上的共同点在于：先由安装在闸口处的多普勒雷达向来车方向的检测区域内发射电磁波，当电磁波遇到目标物体后会被反射回来，反射回来的电磁波被多个接收天线接收形成回波信号，回波信号被送入信号放大及模数转换模块进行信号放大，转换成数字信号输入给信号处理单元进行分析处理，通过对获取信号的特征提取进行计算分析，以便生成抬杆判断参数，将该抬杆判断参数与系统设定阈值进行比较，最终依据比较结果来控制闸杆是否抬起。
[0018]在上述整个控制过程中，信号处理分析是核心，其中包括对数字信号进行傅里叶计算，计算出目标点至闸口的距离、角度以及目标点移动速度等参数，还会涉及雷达极坐标系与直角坐标系的转换，剔除雷达探测边界范围外的虚假目标点，保留所需目标点信息，对目标点信息数据进行聚类来判断目标点是否为车辆。这些分析计算方法均可以采用现有技术中的方法而实现，如可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于雷达感应的道闸控制方法，其特征在于，包括如下内容：获取多普勒雷达的回波信号；对回波信号进行信号放大及模数转换处理；对转换处理后的信息进行特征值提取，提取的特征值包括电压峰值，将电压峰值作为第一判断参数；对转换处理后的信息进行傅里叶频率计算，计算出目标点至道闸闸口的距离及目标点的移动速度，将目标点的移动速度作为第二判断参数；系统设定道闸闸杆的抬杆阈值，抬杆阈值包括电压阈值和速度阈值，若第一判断参数大于或等于电压阈值，且第二判断参数大于或等于速度阈值，则输出抬杆控制信号并控制道闸的闸杆抬起。2.根据权利要求1所述的一种基于雷达感应的道闸控制方法，其特征在于：生成作为第一判断参数的电压峰值时，先根据背景数据库中的数据去除获取信号中的背景噪音，去除背景噪音后将提取到的电压峰值作为第一判断参数。3.根据权利要求2所述的一种基于雷达感应的道闸控制方法，其特征在于：背景噪音去除后，根据提取的特征值计算出目标物体的大小，计算出的目标物体大小作为第三判断...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光耀，
申请(专利权)人：绍兴市聪慧电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：