[发明专利]一种交通卡口管理雷达装置及实现方法在审
申请号: | 201410154613.0 | 申请日: | 2014-04-17 |
公开(公告)号: | CN103914983A | 公开(公告)日: | 2014-07-09 |
发明(设计)人: | 杨前;雷军 | 申请(专利权)人: | 西安飞达电子科技有限公司 |
主分类号: | G08G1/01 | 分类号: | G08G1/01;G01S13/34;G01S13/58 |
代理公司: | 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350 | 代理人: | 汤东凤 |
地址: | 710000 陕西省西安*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 交通 卡口 管理 雷达 装置 实现 方法 | ||
技术领域
本发明属于智能交通技术领域,尤其涉及一种应用于警务工作站和交通稽查口的卡口能同时检测目标距离和速度的交通卡口管理雷达装置和实现方法。
背景技术
交通卡口是借助现代电子科技手段,对道路上车辆的各种交通违法行为进行拍摄、处理的一整套执法取证系统,也用于为公安机关提供盗抢车辆、套牌车辆、肇事逃逸车辆等信息。交通卡口主要包括测速及触发装置、图像采集设备、传输网络系统和终端管理系统。测速及触发装置为现有卡口关键组成部分,常用技术手段有地感线圈、视频和雷达三种。
公开号为201974942U的实用新型专利公开了一种地感线圈车辆检测器,地感线圈能可靠检测路面通行车辆存在以及运动速度,但在实际使用中需要切开路面埋设线圈,影响交通通行,并且在桥梁、隧道等特殊路段时不允许切开路面的;另外在车辆碾压下埋于地下的线圈很容易出现故障,而一旦出现故障则需另找地方重新开挖路面埋设新线圈,给后续维护带来很大人力及物质成本。
公开号为101959061B的发明专利公开了一种交通路况视频监控系统及方法,视频检测技术也在交通卡口管理中取得了一定的应用,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。
公开号为201845436U的实用新型专利公开了一种平板窄波雷达触发卡口系统,可知微波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。其基本工作方式是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;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;该类型雷达还有一个缺点是一般只能测量时速20公里以上的目标,当目标低速通过时不能被检测,给犯罪分子可乘之机。
发明内容
本发明的目的是提供一种能同时检测目标的速度和距离信息,能实现单个车道上汽车的准确位置与速度,可以完全取代线圈的交通卡口管理雷达装置及实现方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案来实现:
一种交通卡口管理雷达装置,包括DDS(直接数字式频率合成器)、调制器、功率放大器、发射天线、混频器、接收天线、低频放大器、信号处理器和通讯接口; DDS与调制器的输入端相连,调制器的输出端分别与功率放大器的输入端和混频器相连;功率放大器的输出端与发射天线相连;混频器的输入端与接收天线相连,输出端与低频放大器的输入端相连;低频放大器的输出端与信号处理器的输入端相连;信号处理器的输出端与通讯接口相连;
DDS在低频产生LFMCW信号,经过调制器产生射频信号,一路送给功率放大器后送发射天线,另一路与来自接收天线接收的信号通过混频器,再经过低频放大器直接输送到信号处理器进行回波处理分析,信号处理器计算好车辆的位置及速度信息,把结果通过通讯接口电路送出给照相机或其它设备。
作为本发明的进一步方案,信号处理器包括微波收发机、AD转换器、FPGA芯片、DSP芯片及相关外围电路。
一种交通卡口管理雷达的实现方法,是由微波收发机接收雷达反馈信号, 波收发机接收到的信号首先须通过AD转换器转换成数字信号,然后进行FFT变换得到距离检测数据,再对多组距离数据完成检测后进行MTD计算,从而得到每个目标的速度信息,该距离及速度信息通过自适应噪声抑制及目标提取算法,得到最终车辆的位置及速度信息,具体包括以下步骤:
(1)基于LFMCW技术的测距方法,如下:
雷达产生一个发射频率随时间线性变化的发射信号,其斜率为
其中:BW为发射信号的带宽,一般为30MHz到300MHz;T为发射信号的时宽,一般为0.05ms到1ms;
假设目标距离为R,C为光速,则电波往返的时间为
由接收混频电路可得到发射信号与接收信号的频率差△f为
计算得到目标距离R为:
(2)基于MTD技术的测速方法,如下:
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