[发明专利]一种基于雷达组群的车辆行为连续跟踪探测系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于雷达组群的车辆行为连续跟踪探测系统，包括雷达组群，数据通信设备，数据存储设备，后台数据处理服务器，车辆行驶状态显示模块和电源控制模块。本发明在指定区域安装雷达设备，并组网为雷达组群；通过雷达组群采集道路交通数据，并发送给数据存储设备；车辆行驶状态显示模块实现车辆行驶状态的初步可视化显示；后台数据处理服务器将每一个雷达设备监测区域车辆离散行驶状态数据关联，实现轨迹跟踪；后台数据处理服务器将雷达组群数据融合，实现相邻区域同一车辆行驶轨迹衔接；后台数据处理服务器实现全路段车辆驾驶行为分析与过程重建；车辆行驶状态显示模块实现全路段车辆驾驶行为过程可视化显示。

技术领域

本发明属于道路交通数据采集技术领域，具体涉及一种基于雷达组群的车辆行为连续跟踪探测系统及方法。

背景技术

确保安全与提升效率一直是交通控制、交通管理和道路安全专业领域努力的方向。能够实时、准确、便捷地采集丰富多样的道路交通数据，是研究人员和交通管理者深入分析与诊断现状交通问题、提出和实施有效交通管控措施的前提条件之一。道路交通数据是基于各种交通探测器采集的，目前我国关于道路交通实时动态数据采集、处理、信息发布等技术手段总体来说尚不够先进，数据采集手段的落后对深入研究道路交通安全和道路交通流运行特征存在阻碍作用，不利于新的设计理念、交通控制与管理理论、方法的产生。

传统的道路交通数据采集主要依靠布设于道路断面的环形线圈、地磁、视频图像、微波雷达、红外传感器、超声波雷达等检测器来实现。在实际工程应用中发现这些检测器在复杂的道路交通环境中存在诸多不足：地磁和线圈因为埋置于路面内，安装与后期维护较为不便，通常需要破坏路面，且在车辆荷载的长期作用下容易受损而失效。另外，该方式通常仅采集断面交通数据，无法跟踪车辆在通过较大范围时的运行轨迹，因而无法获取车辆在通过较大范围时相对完整的运行状态或行为过程；视频检测设备通常安装于道路上方或路侧，不与路面接触，能监测车辆运行的过程，但该方式目前依赖于天气、能见度等环境条件，可靠性不高，会存在较大程度的漏检与误检；传统的微波雷达检测设备具有很强的抗干扰能力，基本不受外界天气条件影响，它采用多普勒原理探测移动车辆，可实现多目标同时跟踪，在检测范围上可根据安装位置不同调整微波覆盖范围，探测范围广，可实现路段或交叉口车辆运行状态的检测，但当车辆静止或低速行驶时，就会出现目标丢失问题；红外传感器灵敏度高，响应快，不受光线条件的影响，能在完全黑暗的情况下工作，但受周围环境影响太大，比如大气的温度和湿度；超声波雷达全天候性强，对信息采集的准确率高，但探测范围有限，一对超声波探测器一般只能探测一条车道。

与其它种类探测器相比，基于雷达(微波雷达、毫米波雷达、激光雷达等) 的探测器目前主要应用于车载障碍物智能探测、车辆防撞预警等方面，在道路交通信息采集方面应用相对较少。但由于雷达探测器具有安装方便、不受天气影响、不破坏路面、复杂环境下抗干扰能力强、后期维护便捷等优势，在道路交通数据采集方面显示出很好的应用潜力，近年来逐渐为研究人员所重视。尤其是毫米波雷达引起了人们很大的研究兴趣，并在交通领域获得了快速的发展，被逐渐应用到车辆防撞探测、交通信息采集、无人驾驶环境感知等诸多方面，目前在车载障碍物探测与行车风险预警方面应用已较为普及。以下对已公开的关于雷达探测技术在道路交通数据采集与交通状态检测方面的专利技术进行简单介绍。

(1)发明专利CN108550269A(2018.09)提供了一种基于毫米波雷达的交通流量检测系统及其检测方法。通过架设于道路上方的毫米波雷达检测器对探测范围内的车辆进行跟踪，识别每个目标的行驶状态信息，由MCU控制单元对离散车辆点的行驶状态信息进行分类，识别出检测范围内的车辆轨迹，并对识别车辆进行编号。再将车辆编号和轨迹数据信息发送至中心系统单元，中心系统单元根据探测范围内的目标车辆数和驶入驶出探测范围的车辆运动特性，结合毫米波雷达检测器断面部署方案，对路段实时交通流量和统计交通量进行计算。