CN104881995B - 一种路侧双波束微波雷达交通流量检测装置及方法 - Google Patents

一种路侧双波束微波雷达交通流量检测装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104881995B
CN104881995B CN201410419818.7A CN201410419818A CN104881995B CN 104881995 B CN104881995 B CN 104881995B CN 201410419818 A CN201410419818 A CN 201410419818A CN 104881995 B CN104881995 B CN 104881995B
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
dsp
microwave
vehicle
primary processors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410419818.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104881995A (zh
Inventor
毕欣
杜劲松
徐洪庆
高洁
赵越南
田星
张清石
仝盼盼
赵乾
李想
丛日刚
高扬
王伟
苏锐
陈晶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Institute of Automation of CAS
Original Assignee
Shenyang Institute of Automation of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Institute of Automation of CAS filed Critical Shenyang Institute of Automation of CAS
Priority to CN201410419818.7A priority Critical patent/CN104881995B/zh
Publication of CN104881995A publication Critical patent/CN104881995A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104881995B publication Critical patent/CN104881995B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/91—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/91—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control
    • G01S13/92—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control for velocity measurement
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/052—Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for determining speed or overspeed
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/065—Traffic control systems for road vehicles by counting the vehicles in a section of the road or in a parking area, i.e. comparing incoming count with outgoing count

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种路侧双波束微波雷达交通流量检测装置及方法。所述检测装置包括第一天线，第二天线，第一微波收发组件，第二微波收发组件，波形产生模块，中频滤波模块，AD采集模块，DSP协处理器，DSP主处理器，通讯接口。第一天线和第二天线放置于路侧，垂直于车道方向发射微波与接收微波，数字信号处理器DSP通过对回波的采集，DSP主处理器和DSP协处理器统计计算车流量、占有率、平均车速。本发明采用能够发射两个独立波束的微带天线，最多可以探测双向十个车道的信息，***能够适应各种地物杂波、恶劣的气象条件以及工业现场大量的粉尘干扰。

Description

一种路侧双波束微波雷达交通流量检测装置及方法
技术领域
本发明涉及智能交通领域，尤其涉及一种路侧双波束微波雷达交通流量检测装置及方法。
背景技术
随着社会的发展，城市人口的迅猛增多，城市车辆也随之迅猛增长，智能交通***担负着缓解日益严重交通问题的重任。车流量信息是智能交通***非常重要的信息源，车流量的获取方式有地面感应线圈、视频检测、微波雷达检测等多种检测方式。地感线圈检测由于安装时需破坏路面，维修过程中又需要阻断交通，目前很少采用。视频检测由于路面反光、积水、阴影反射、昼夜转换以及恶劣天气等因素，难以进行全天候实时交通状态信息获取，对天气的适应性不尽如人意。
微波雷达检测具有波长短、频带宽、方向性好和穿透能力强等优点，克服了地面感应线圈和视频检测方式中适应性差的缺点。目前微波雷达交通流量探测装置有正向安装方式和侧向安装方式：正向安装方式能准确测出每车道的流量和单车速度，但每个车道都需要安装一个雷达，车道数越多，成本越高。侧向安装方式仅需一个雷达可以监控多达10个车道的交通信息，因此侧向安装更受人们青睐。然而侧向安装雷达如果采用单波束微波发射，不能准确测量单车速度，仅能得到一段时间内的平均车速。有些单位采用双波束发射，但由于其检测方法的局限性，测速精度仍不尽如人意，而且对多个车道同时通过的车辆只能得到一辆车的速度。
发明内容
为了解决现有侧向安装微波雷达测速不准确的问题，本发明提供一种路侧双波束微波雷达交通流量检测装置及方法，能够在准确测量车流量、占有率的同时，准确测量每辆车的速度。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种路侧双波束微波雷达交通流量检测装置，第一天线和第二天线横向相距固定距离放置于路侧，垂直于车道方向发射微波与接收微波；所述第一天线连接第一微波收发组件，所述第二天线连接第二微波收发组件，第一微波收发组件和第二微波收发组件均连接波形产生模块和中频滤波模块；所述波形产生模块产生第一天线和第二天线所需要的调制波电压，并通过第一微波收发组件经第一天线垂直于车道方向发射微波，通过第二微波收发组件经第二天线垂直于车道方向发射微波；所述中频滤波模块通过第一微波收发组件接收第一天线的回波，通过第二微波收发组件接收第二天线的回波，并对回波进行滤波处理；所述中频滤波模块连接AD采集模块，所述AD采集模块用于对滤波处理后的信号进行AD采集；所述AD采集模块连接DSP主处理器，所述DSP主处理器获取AD采集的数据；所述DSP主处理器连接DSP协处理器，并提供通讯接口，所述DSP主处理器和DSP协处理器用于实时计算车流量、占有率用于和车辆的速度。
所述DSP主处理器用于获取AD采集的数据，实时计算车流量、占有率并通过通信接口与外部通信。
所述DSP协处理器用于协助DSP主处理器计算车辆的速度。
所述通讯接口包括USB、RS232、RS485、TCP/UDP、GPRS中的若干种。
一种路侧双波束微波雷达交通流量检测方法，包括以下步骤：
对检测装置中的各个模块进行初始化；
对DSP主处理器中存储的车流量、占有率、平均速度清零；
波形产生模块产生第一天线和第二天线所需要的调制波电压，并通过第一微波收发组件经第一天线垂直于车道方向发射微波，通过第二微波收发组件经第二天线垂直于车道方向发射微波；
第一天线和第二天线接收回波信号，并通过第一微波收发组件和第二微波收发组件发送给中频滤波模块进行滤波处理；
AD采集模块对滤波处理后的两路信号进行AD采集；
DSP主处理器和DSP协处理器统计计算车流量、占有率、平均车速。
所述DSP主处理器和DSP协处理器统计计算车流量、占有率、平均车速，具体为：DSP主处理器实时计算车流量、占有率，DSP协处理器协助DSP主处理器计算车辆的速度。
所述DSP主处理器实时计算车流量、占有率，具体为：DSP主处理器通过对AD采集到的数据进行FFT处理，由于FFT处理结果的频谱与垂直于雷达天线的车辆的距离成正比，当车辆通过雷达天线时，特定频率的峰值变大，当峰值超过某个阈值，则判断车辆存在；在统计周期内，通过判断峰值存在的个数和峰值存在的位置确定每个车道的车流量，通过每个车道车辆峰值存在的时间确定每个车道的占有率。
所述DSP协处理器协助DSP主处理器计算车辆的速度，具体为：当DSP主处理器判断车辆存在时，将AD采集的数据送给DSP协处理器，DSP协处理器通过细化的FFT算法分别得到车辆通过雷达第一天线和第二天线的开始时间，由此得到车辆通过雷达第一天线和第二天线的时间差，由于两个雷达天线的距离固定，由此计算车辆的速度。
本发明具有以下优点及有益效果：
1.本发明采用能够发射两个独立波束的微带天线，最多可以探测双向十个车道的信息，***能够适应各种地物杂波、恶劣的气象条件以及工业现场大量的粉尘干扰。
2.本发明通信兼容USB、RS232、RS485、TCP/UDP、GPRS等多种接口。
3.本发明的数字信号处理模块，采用两个DSP处理器，使复杂信号处理算法在20ms以内完成，保证数据的时效性。
4.本发明在准确测量车流量、占有率的同时，可以准确测量每辆车的速度。
附图说明
图1为本发明装置整体结构示意图；
图2为本发明方法中计算车辆速度流程图；
图3为本发明方法的整体程序流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
在图1中，第一微波收发组件和第一天线、波形产生模块、中频滤波模块相连，第二微波收发组件和第二天线、波形产生模块、中频滤波模块相连，中频滤波模块和AD采集模块相连，DSP主处理器和AD采集模块、DSP协处理器、通讯接口相连。第一天线和第二天线横向相距固定距离放置于路侧，波形产生模块产生第一天线所需要的调制波电压通过第一微波发射组件经第一天线垂直于车道方向发射微波，波形产生模块产生第二天线所需要的调制波电压通过第二微波发射组件经第二天线垂直于车道方向发射微波，第一微波收发组件接收第一天线的回波经中频滤波模块的滤波处理后进行AD采集，第二微波收发组件接收第二天线的回波经中频滤波模块的滤波处理后进行AD采集，DSP主处理器对AD采集模块采集的数据进行FFT分析，通过FFT分析可以判断车道是否存在车辆和确定车辆所在车道，当DSP主处理器判断车辆开始触发时，DSP主处理器将部分AD采集数据传送给DSP协处理器，DSP协处理器精确计算车辆的速度，将计算的速度值传回DSP主处理器。当DSP数据统计周期到，DSP主处理器对车流量、占有率、平均车速进行统计计算传递给通讯接口，通讯接口支持USB、RS232、RS485、TCP/UDP、GPRS等。
在图2中，速度的计算首先对速度v进行清零，然后对第一天线和第二天线并行采集数据，第一天线采集数据经DSP主处理器FFT处理后，进行背景建立，如果背景建立没有完成，继续建立背景，如果背景建立完成，DSP主处理器等待车辆触发，如果有车辆触发，DSP主处理器将AD采集的数据送给DSP协处理器，DSP协处理器通过细化的FFT处理算法计算车辆触发时间T1，此时间精确到10-5s量级。同样，第二天线采集数据经FFT处理后，进行背景建立，如果背景建立没有完成，继续建立背景，如果背景建立完成，DSP主处理器等待车辆触发，如果有车辆触发，DSP主处理器将AD采集的数据送给DSP协处理器，DSP协处理器通过细化的FFT处理算法计算车辆触发时间T2，此时间精确到10-5s量级。根据T1和T2可以计算车辆触发两个雷达天线的时间延迟Delay＝T2-T1，由于两个雷达天线的距离固定为D，可以计算速度v＝距离D/时间延迟Delay，由于车辆触发时间可以精确到10-5s量级，所以可以得到高精度的速度。
在图3中，首先进行DSP初始化，初始化DSP的时钟、外设、***运行的各种参数等，程序进入正常工作模式，开始进行车流量、占有率、平均速度清零，之后第一天线采样数据，FFT处理，判断背景建立是否完成，如果没有完成，继续建立背景，如果背景建立完成，判断统计周期是否到，如果统计周期没到，判断是否有车辆驶离，如果有车辆驶离，车流量累加、车辆通过时间累加、车速记录。如果统计周期到，计算车流量、占有率、平均速度。

Claims (1)

1.一种路侧双波束微波雷达交通流量检测方法，其特征在于，该方法是采用路侧双波束微波雷达交通流量检测装置实现的；
所述路侧双波束微波雷达交通流量检测装置包括：第一天线和第二天线横向相距固定距离放置于路侧，垂直于车道方向发射微波与接收微波；所述第一天线连接第一微波收发组件，所述第二天线连接第二微波收发组件，第一微波收发组件和第二微波收发组件均连接波形产生模块和中频滤波模块；所述波形产生模块产生第一天线和第二天线所需要的调制波电压，并通过第一微波收发组件经第一天线垂直于车道方向发射微波，通过第二微波收发组件经第二天线垂直于车道方向发射微波；所述中频滤波模块通过第一微波收发组件接收第一天线的回波，通过第二微波收发组件接收第二天线的回波，并对回波进行滤波处理；所述中频滤波模块连接AD采集模块，所述AD采集模块用于对滤波处理后的信号进行AD采集；所述AD采集模块连接DSP主处理器，所述DSP主处理器获取AD采集的数据；所述DSP主处理器连接DSP协处理器，并提供通讯接口，DSP主处理器实时计算车流量、占有率、平均速度，DSP协处理器协助DSP主处理器计算车辆的速度；所述通讯接口包括USB、RS232、RS485、TCP/UDP、GPRS中的若干种；
该方法包括以下步骤：
对检测装置中的各个模块进行初始化；
对DSP主处理器中存储的车流量、占有率、平均速度清零；
波形产生模块产生第一天线和第二天线所需要的调制波电压，并通过第一微波收发组件经第一天线垂直于车道方向发射微波，通过第二微波收发组件经第二天线垂直于车道方向发射微波；
第一天线和第二天线接收回波信号，并通过第一微波收发组件和第二微波收发组件发送给中频滤波模块进行滤波处理；
AD采集模块对滤波处理后的两路信号进行AD采集；
DSP主处理器实时计算车流量、占有率、平均速度，DSP协处理器协助DSP主处理器计算车辆的速度；
所述DSP主处理器实时计算车流量、占有率、平均速度，具体为：DSP主处理器通过对AD采集到的数据进行FFT处理，由于FFT处理结果的频谱与垂直于雷达天线的车辆的距离成正比，当车辆通过雷达天线时，特定频率的峰值变大，当峰值超过某个阈值，则判断车辆存在；在统计周期内，通过判断峰值存在的个数和峰值存在的位置确定每个车道的车流量，通过每个车道车辆峰值存在的时间确定每个车道的占有率，通过统计DSP协处理器返回的车辆的速度计算统计周期内的平均速度；
所述DSP协处理器计算车辆的速度，具体为：对第一天线和第二天线并行采集数据，第一天线采集数据经DSP主处理器FFT处理后，进行背景建立，如果背景建立没有完成，继续建立背景，如果背景建立完成，DSP主处理器等待车辆触发；第二天线采集数据经FFT处理后，进行背景建立，如果背景建立没有完成，继续建立背景，如果背景建立完成，DSP主处理器等待车辆触发，当DSP主处理器判断车辆存在时，将AD采集的数据送给DSP协处理器，DSP协处理器通过细化的FFT算法分别得到车辆通过雷达第一天线和第二天线的开始时间，由此得到车辆通过雷达第一天线和第二天线的时间差，由于两个雷达天线的距离固定，由此计算车辆的速度。
CN201410419818.7A 2014-08-22 2014-08-22 一种路侧双波束微波雷达交通流量检测装置及方法 Expired - Fee Related CN104881995B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410419818.7A CN104881995B (zh) 2014-08-22 2014-08-22 一种路侧双波束微波雷达交通流量检测装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410419818.7A CN104881995B (zh) 2014-08-22 2014-08-22 一种路侧双波束微波雷达交通流量检测装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104881995A CN104881995A (zh) 2015-09-02
CN104881995B true CN104881995B (zh) 2017-10-31

Family

ID=53949472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410419818.7A Expired - Fee Related CN104881995B (zh) 2014-08-22 2014-08-22 一种路侧双波束微波雷达交通流量检测装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104881995B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105931491B (zh) * 2016-06-30 2019-06-28 深圳市金溢科技股份有限公司 一种车位识别方法、雷达模组及车位识别***
EP3587216A4 (en) * 2017-02-23 2020-12-30 Auto Drive Solutions S.L. SPEED CONTROL AND LANE CHANGE DETECTION DEVICE APPLICABLE TO RAIL TRANSPORT
CN107247265A (zh) * 2017-06-14 2017-10-13 苏州豪米波技术有限公司 一种多天线模组无人机毫米波雷达***
CN107895482A (zh) * 2017-11-24 2018-04-10 北京安航达科技有限公司 基于毫米波雷达与激光雷达的交通情况调查装置及方法
CN108961778A (zh) * 2018-07-12 2018-12-07 芜湖博高光电科技股份有限公司 一种毫米波车流量统计探测装置及其探测方法
CN109360422A (zh) * 2018-12-19 2019-02-19 北醒（北京）光子科技有限公司 一种基于激光雷达的车型识别装置及车型识别方法
CN109856522B (zh) * 2019-01-09 2021-07-27 苏州华兴源创科技股份有限公司 一种测试板和测试***
CN109727453B (zh) * 2019-01-18 2020-08-04 电子科技大学 一种用于高速公路交通监测的无源雷达***及其监测方法
CN110060468B (zh) * 2019-01-31 2021-04-30 厦门精益远达智能科技有限公司 基于毫米波雷达的异常路况的监测方法、装置和设备
CN109658715B (zh) * 2019-01-31 2021-01-22 厦门精益远达智能科技有限公司 多车道的车流量统计方法、装置、设备和存储介质
CN110942636B (zh) * 2019-12-17 2021-11-26 南京浦和数据有限公司 多雷达级联实现交通流量统计的方法
CN112201032A (zh) * 2020-08-28 2021-01-08 武汉理工大学 一种道路车流监测方法、存储介质及***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101409015A (zh) * 2008-11-12 2009-04-15 刘业兴 机动车超速自动监测***
CN101915921A (zh) * 2010-08-25 2010-12-15 上海慧昌智能交通***有限公司 双波束四天线微波交通信息检测雷达及信息检测方法
CN101937084A (zh) * 2010-08-25 2011-01-05 上海慧昌智能交通***有限公司 低成本交通信息检测雷达装置及检测方法
CN102169180A (zh) * 2010-12-22 2011-08-31 中国科学院上海微***与信息技术研究所 双波束三天线微波交通信息检测雷达和方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2803404A1 (en) * 2010-11-15 2012-05-24 Image Sensing Systems, Inc. Hybrid traffic sensor system and associated method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101409015A (zh) * 2008-11-12 2009-04-15 刘业兴 机动车超速自动监测***
CN101915921A (zh) * 2010-08-25 2010-12-15 上海慧昌智能交通***有限公司 双波束四天线微波交通信息检测雷达及信息检测方法
CN101937084A (zh) * 2010-08-25 2011-01-05 上海慧昌智能交通***有限公司 低成本交通信息检测雷达装置及检测方法
CN102169180A (zh) * 2010-12-22 2011-08-31 中国科学院上海微***与信息技术研究所 双波束三天线微波交通信息检测雷达和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104881995A (zh) 2015-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104881995B (zh) 一种路侧双波束微波雷达交通流量检测装置及方法
CN105261215B (zh) 基于微波的智能交通行为感知方法及***
CN101231341B (zh) 直接检测和测速的集成车流量雷达装置
CN203225009U (zh) 一种激光式交通情况调查***
CN103048656B (zh) 基于连续波雷达的隧道围岩形变量测预警***及方法
CN201051310Y (zh) 具有车型识别功能的毫米波和超声波双频交通参数检测器
CN103680138A (zh) 一种车辆路况监测方法
CN102169180A (zh) 双波束三天线微波交通信息检测雷达和方法
CN105738898A (zh) 基于测距测角测速相结合的多车道雷达测速方法及装置
CN103591975A (zh) 一种超声波传感器指标检测方法及装置
CN103901431A (zh) 一种三维交通信息采集雷达及实现方法
CN107642355B (zh) 基于超声波发射法的水力压裂裂缝监测***及方法
CN104504911A (zh) 一种机动车测速装置及测速方法
CN101833860B (zh) 高精度超声波固定式交通流量调查设备
CN101937084A (zh) 低成本交通信息检测雷达装置及检测方法
CN101419065A (zh) 车辆几何参数动态测量装置
CN104590502A (zh) 一种侧扫式船舶吃水检测***及其检测方法
CN104155365A (zh) 一种隧道衬砌混凝土脱空的检测方法及装置
CN111239720B (zh) 车速测量方法、装置、计算机设备及存储介质
CN2929859Y (zh) 微波交通车辆信息检测器
CN105334511A (zh) 基于提取多普勒信号频率的铁路机车测速方法
CN203177928U (zh) 回波采样单元及使用该单元的脉冲式雷达物位计
CN101639982A (zh) 一种道路交通信息的无线采集方法及装置
CN107656270A (zh) 一种非接触式地下管道尺寸的测量装置及测量方法
CN203165219U (zh) 路侧安装超声波检测器检测交通流的装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171031

Termination date: 20200822

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee