一種基于局部極大值的車輛雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于局部極大值的車輛雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法，包括以下步驟：步驟1.路面上的微波檢測(cè)設(shè)備通過串口將采集到的回波上傳到上位機(jī)中，通過上位機(jī)觀測(cè)路面雷達(dá)回波分布情況，并劃分雷達(dá)回波區(qū)域；步驟2.根據(jù)FMCW雷達(dá)在距離上的分辨率及車道的寬度信息，計(jì)算搜索窗口的范圍；步驟3.遍歷步驟1中提取的車道所屬的所有回波點(diǎn)，對(duì)于每個(gè)回波點(diǎn)在其鄰域設(shè)置步驟2的搜索窗口，然后把該回波點(diǎn)與搜索窗口內(nèi)其它回波點(diǎn)進(jìn)行比較；步驟4.對(duì)搜索到的局部極大值點(diǎn)，判斷該點(diǎn)的回波強(qiáng)度值是否大于設(shè)定的回波門限，若大于則判定該點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)，否則仍然認(rèn)為屬于非目標(biāo)點(diǎn)；步驟5.目標(biāo)點(diǎn)標(biāo)記，將回波信號(hào)轉(zhuǎn)化為二值信號(hào)，完成目標(biāo)的檢測(cè)。
【專利說明】一種基于局部極大值的車輛雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)的方法，特別是一種基于局部極大值的車輛雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在智能交通系統(tǒng)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展的大背景下，要實(shí)現(xiàn)高速公路和城市道路交通信息處理和控制的自動(dòng)化，交通信息的自動(dòng)采集系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)中不可缺少的組成部分，需要大量的車輛檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行交通信息檢測(cè)。
[0003]車輛檢測(cè)設(shè)備有多種類型，包括視頻、感應(yīng)線圈以及微波雷達(dá)等。以線性調(diào)頻連續(xù)波體制FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave)雷達(dá)為傳感器的交通檢測(cè)技術(shù)憑借檢測(cè)精度高、穩(wěn)定性高、全天候性等優(yōu)勢(shì)，受到越來越多的關(guān)注。微波雷達(dá)通過FMCW原理，采集雷達(dá)回波信號(hào)，可以得到雷達(dá)檢測(cè)范圍內(nèi)目標(biāo)的距離信息，根據(jù)目標(biāo)的距離信息進(jìn)行車輛判別，得到車輛的存在信息；進(jìn)而得到檢測(cè)區(qū)域的車流量、占有率以及平均車速等交通信息。
[0004]根據(jù)線性調(diào)頻連續(xù)波原理，對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行采樣，經(jīng)過傅里葉變換，就可以得到各個(gè)時(shí)刻在每個(gè)距離單位上的反射波強(qiáng)度。圖2為實(shí)際采集的多組FMCW雷達(dá)信號(hào)經(jīng)過傅里葉變換得到的反射波形組成的圖像。其中圖像的橫坐標(biāo)是時(shí)間軸，時(shí)間軸上每一列數(shù)據(jù)即是一組傅里葉變換的值，由不同距離點(diǎn)的回波組成；縱坐標(biāo)為距離軸，每個(gè)點(diǎn)在距離上對(duì)應(yīng)一個(gè)距離單元；圖中點(diǎn)的亮度由對(duì)應(yīng)點(diǎn)雷達(dá)回波強(qiáng)度量化計(jì)算得到。
[0005]目前市場(chǎng)上微波車輛檢測(cè)器對(duì)目標(biāo)檢測(cè)的方法主要還是依據(jù)回波強(qiáng)度，把回波強(qiáng)度的高低作為是否存在目標(biāo)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，通過設(shè)定一定的門限來區(qū)分目標(biāo)點(diǎn)和非目標(biāo)點(diǎn)。然而這種方法使得檢測(cè)設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)“虛警”和“漏警”現(xiàn)象，如對(duì)公交車、卡車等大車帶來的回波拖帶現(xiàn)象、并行行駛車輛的回波無法區(qū)分現(xiàn)象等，傳統(tǒng)方法對(duì)這些問題解決效果都不理想，降低了設(shè)備的檢測(cè)性能。而且由于雷達(dá)天線的差異性，不同天線的回波強(qiáng)度有所差另O，因此采用原有根據(jù)強(qiáng)度進(jìn)行車輛目標(biāo)判別的方法對(duì)天線的一致性要求會(huì)很高，這給產(chǎn)品的批量生產(chǎn)也帶來很大困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于局部極大值的車輛雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種基于局部極大值的車輛雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0008]步驟1、路面上的微波檢測(cè)設(shè)備通過串口將采集到的回波上傳到上位機(jī)中，通過上位機(jī)觀測(cè)路面雷達(dá)回波分布情況，并劃分雷達(dá)回波區(qū)域，設(shè)定路面車道所屬的回波區(qū)域，將設(shè)定結(jié)果保存到微波檢測(cè)設(shè)備的不可擦寫的存儲(chǔ)器中，作為以后車道劃分依據(jù)；微波檢測(cè)設(shè)備根據(jù)存儲(chǔ)器中的回波區(qū)域數(shù)據(jù)在采集到的回波序列中提取路面車道所屬區(qū)域的回波占 [0009]步驟2、根據(jù)FMCW雷達(dá)在距離上的分辨率及車道的寬度信息，計(jì)算搜索窗口的范圍；
[0010]步驟3、遍歷步驟I中提取的車道所屬的所有回波點(diǎn)，對(duì)于每個(gè)回波點(diǎn)在其鄰域設(shè)置步驟2的搜索窗口，然后把該回波點(diǎn)與搜索窗口內(nèi)其它回波點(diǎn)進(jìn)行比較，若該點(diǎn)的回波強(qiáng)度為最大，那么判定該點(diǎn)屬于局部極大值點(diǎn)；
[0011]步驟4、對(duì)搜索到的局部極大值點(diǎn)，判斷該點(diǎn)的回波強(qiáng)度值是否大于設(shè)定的回波門限，若大于則判定該點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)，否則仍然認(rèn)為屬于非目標(biāo)點(diǎn)，每個(gè)距離點(diǎn)都有一個(gè)屬于自己的門限，門限的建立采用積累求均值的方式；
[0012]步驟5、目標(biāo)點(diǎn)標(biāo)記，目標(biāo)點(diǎn)標(biāo)記為255,其余的點(diǎn)為非目標(biāo)點(diǎn),標(biāo)記為O,將回波信號(hào)轉(zhuǎn)化為二值信號(hào)，完成目標(biāo)的檢測(cè)。
[0013]步驟2中計(jì)算搜素窗口范圍的具體步驟為:
[0014]步驟2-1、采用FMCW測(cè)距方法，利用調(diào)制脈沖周期和調(diào)制電壓幅值參數(shù)，計(jì)算雷達(dá)在距離上的分辨率L1，根據(jù)路面車道寬度L2，計(jì)算每個(gè)車道對(duì)應(yīng)的回波點(diǎn)數(shù)目D’為:D’=L2/L1 ;根據(jù)FMCW原理可以由脈沖周期和調(diào)制電壓計(jì)算出調(diào)制脈沖斜率，根據(jù)天線的差頻分辨率進(jìn)而可以計(jì)算出距離分辨率，可以參考文獻(xiàn):QI G Q.High accuracy range estimationof FMCff level radar based on the phase of the zero-padded FFT[C].1EEE ICSP04Proceedings, Beijing, 2004:2078-2081。
[0015]步驟2-2、設(shè)置搜索窗口 D大于步驟2-1中計(jì)算的D’，即D=D’+ΛD，其中AD為I個(gè)或者2個(gè)回波點(diǎn)。
[0016]本發(fā)明步驟3中在每`個(gè)回波點(diǎn)鄰域設(shè)置搜索窗口的具體步驟為:
[0017]步驟3-1、設(shè)回波點(diǎn)在距離上的范圍為[0，dmax]，其中O對(duì)應(yīng)離雷達(dá)檢測(cè)器最近的距離點(diǎn)，dmax對(duì)應(yīng)離雷達(dá)檢測(cè)器最遠(yuǎn)的距離點(diǎn)；對(duì)于每個(gè)回波點(diǎn)設(shè)其所在距離點(diǎn)為d，則其搜索區(qū)域?yàn)閇d- Δ Cl1, d+ Ad2], Δ Cl1+ Δ d2=D 且 Λ (I1 比 Λ d2 大 I 或者 2 ；
[0018]步驟3-2、搜索范圍處于范圍[0，dmax]內(nèi)，滿足(1-Ad1)=O,且d+Ad2〈=dmax。
[0019]本發(fā)明步驟4中設(shè)定回波門限的具體步驟為:
[0020]步驟4-1、門限的建立采用長時(shí)間積累求均值的方式:對(duì)于每個(gè)距離點(diǎn)d，在時(shí)間軸上積累該點(diǎn)的回波I (d，i)，然后采用如下的方式來計(jì)算該點(diǎn)的門限TH:
【權(quán)利要求】
1.一種基于局部極大值的車輛雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、路面上的微波檢測(cè)設(shè)備通過串口將采集到的回波上傳到上位機(jī)中，通過上位機(jī)觀測(cè)路面雷達(dá)回波分布情況，并劃分雷達(dá)回波區(qū)域，設(shè)定路面車道所屬的回波區(qū)域，將設(shè)定結(jié)果保存到微波檢測(cè)設(shè)備的不可擦寫的存儲(chǔ)器中，作為以后車道劃分依據(jù)；微波檢測(cè)設(shè)備根據(jù)存儲(chǔ)器中的回波區(qū)域數(shù)據(jù)在采集到的回波序列中提取路面車道所屬區(qū)域的回波點(diǎn)； 步驟2、根據(jù)FMCW雷達(dá)在距離上的分辨率及車道的寬度信息，計(jì)算搜索窗口的范圍； 步驟3、遍歷步驟I中提取的車道所屬的所有回波點(diǎn)，對(duì)于每個(gè)回波點(diǎn)在其鄰域設(shè)置步驟2的搜索窗口，然后把該回波點(diǎn)與搜索窗口內(nèi)其它回波點(diǎn)進(jìn)行比較，若該點(diǎn)的回波強(qiáng)度為最大，那么判定該點(diǎn)屬于局部極大值點(diǎn)； 步驟4、對(duì)搜索到的局部極大值點(diǎn)，判斷該點(diǎn)的回波強(qiáng)度值是否大于設(shè)定的回波門限，若大于則判定該點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)，否則仍然認(rèn)為屬于非目標(biāo)點(diǎn)，每個(gè)距離點(diǎn)都有一個(gè)屬于自己的門限，門限的建立采用積累求均值的方式； 步驟5、目標(biāo)點(diǎn)標(biāo)記，目標(biāo)點(diǎn)標(biāo)記為255,其余的點(diǎn)為非目標(biāo)點(diǎn),標(biāo)記為O,將回波信號(hào)轉(zhuǎn)化為二值信號(hào)，完成目標(biāo)的檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于局部極大值的車輛雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，步驟2中計(jì)算搜素窗口范圍的具體步驟為: 步驟2-1、采用FMCW測(cè)距方法，利用調(diào)制脈沖周期和調(diào)制電壓幅值參數(shù)，計(jì)算雷達(dá)在距離上的分辨率L1，根據(jù)路面車道寬度L2，計(jì)算每個(gè)車道對(duì)應(yīng)的回波點(diǎn)數(shù)目D’為=D^L2Zl1 ； 步驟2-2、設(shè)置搜索窗口 D大于步驟2-1中計(jì)算的D’，即D=D’+AD，其中AD為I個(gè)或者2個(gè)回波點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于局部極大值的車輛雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，步驟3中在每個(gè)回波點(diǎn)鄰域設(shè)置搜索窗口的具體步驟為: 步驟3-1、設(shè)回波點(diǎn)在距離上的范圍為[O，dmax]，其中O對(duì)應(yīng)離雷達(dá)檢測(cè)器最近的距離點(diǎn)，dmax對(duì)應(yīng)離雷達(dá)檢測(cè)器最遠(yuǎn)的距離點(diǎn)；對(duì)于每個(gè)回波點(diǎn)設(shè)其所在距離點(diǎn)為d，則其搜索區(qū)域?yàn)閇d- Δ Cl1, d+ Ad2], Δ Cl1+ Δ d2=D 且 Λ Cl1 比 Λ d2 大 I 或者 2 ； 步驟3-2、搜索范圍處于范圍[0，dmax]內(nèi)，滿足(1-八(11>=0，且(1+八(12〈=(1_。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于局部極大值的車輛雷達(dá)目標(biāo)檢測(cè)方法，其特征在于，步驟4中設(shè)定回波門限的具體步驟為: 步驟4-1、門限的建立采用長時(shí)間積累求均值的方式:對(duì)于每個(gè)距離點(diǎn)d，在時(shí)間軸上積累該點(diǎn)的回波I (d，i)，然后采用如下的方式來計(jì)算該點(diǎn)的門限TH:
【文檔編號(hào)】G01S7/41GK103809163SQ201410015049
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】商凱, 姜黎, 曹新星, 何昇澮, 徐學(xué)發(fā), 吳貝貝, 葉玲 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所