[微波雷达辅助视频车辆分类检测器]高清数字双雷达微波车辆检测器.docx

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1、[微波雷达辅助视频车辆分类检测器]高清数字双雷达微波车辆检测器　　摘要:车辆检测与分类系统是智能交通系统中的一个重要组成部分,其功能是检测路上车流量并对车辆进行分类,为道路监控和交通规划提供信息。本文提出了一种微波雷达辅助视频车辆检测与分类系统,微波雷达检测模块对经过的车辆进行检测,并触发视频分类模块结合雷达传感器信息对车辆进行分类。实验表明,该系统车辆检测率达到98%,车辆分类的准确率达到84%。　　关键词:智能交通车辆检测与分类微波雷达视频检测　　中图分类号:文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)01-0000-00　　　　1引言　　交通车辆检测与分类系统

2、是智能交通系统(ITS)的重要组成部分,现有的车辆分类与检测技术按照传感器工作方式可以分为超声波检测、声音检测、红外检测、磁感应检测、激光检测、视频检测以及微波雷达检测等。　　常用的检测与分类方法中磁感应线圈造价便宜,易于安装,可灵活部署,它一般被放置在路面以下,当车辆从感应线圈上方经过时,车辆的运动会使线圈内产生一个时变的电磁信号。感应线圈主要就是通过分析这个电磁信号的特性来进行车辆分类,但是这种检测方式精度较低,如果地面发生沉降,感应线圈的形状发生变化,会对其工作有很大的影响[1]。激光传感器可以比较有效地进行车辆计数,但其缺点仍非常明显,除了对天气的严重依赖以外,对安装

3、方式,安装工艺和工程精度也有较高的要求,不适合大规模工程推广[2]。视频检测是现在的主流检测方法,具有信息量大,信息处理方式灵活等特点,能得到车辆全面的信息,但是受光照,阴影,天气的影响比较大,车辆检测准确率不高[3]。微波雷达传感器通过检测车辆的回波强度和车辆的多普勒特征来识别车辆,具有稳定性高,受环境影响小,抗干扰能力强,安装方便等特点,不足在于获取的信息较为单一,车辆分类错误率高[4][5]。因此,采用单一模式的交通流检测器难以达到现代智能交通系统对交通流检测器的全面要求,将若干种检测技术融合起来,取长补短,开发出兼具各类传感器优点的车辆检测与分类系统是提高车辆检测与分

4、类准确率的有效途径。　　本文提出了一种采用微波雷达辅助视频车辆检测与分类系统,采用雷达进行车辆检测,然后通过视频传感器获取车辆信息对车辆进行分类,结合了雷达检测的稳定性和视频检测的信息量大的特点,提高了车辆的检测率和分类准确率。　　　　2车辆检测与分类系统　　2.1系统流程描述　　车辆经过检测区域,首先由微波雷达进行车辆检测,通过处理雷达回波信息确定是否有车辆经过。确定有车辆经过后,雷达检测模块会触发视频检测模块对采集到的车辆视频信息做处理,并且根据提取到的车辆特征结合雷达回波信息对车辆类型做分类。　　2.2微波雷达车辆检测模块　　雷达车辆检测模块由脉冲微波雷达,雷达控制和数

5、据采集模块,计算机三个相对独立的部分组成。如图1所示:　　　　图1微波雷达车辆检测模块　　　　脉冲微波雷达一共有三条信号线。输入控制线一条,输出数据线两条(同相输出和正交输出)。雷达控制和数据采集模块负责控制雷达的工作方式和接受雷达反馈的数据,然后将原始数据传给计算机。　　系统采用高距离分辨率脉冲雷达,发射频率为24GHz。它的最大特点是极短的脉冲宽度(),这一点保证了该雷达极高的距离分辨力()。　　该雷达工作的时候,以4MHz的脉冲重复频率,不断地发射400ps的极短脉冲。雷达接收遇到障碍物反射回来的脉冲,接收脉冲与发射脉冲之间的延时能够反映障碍物到雷达的距离。通过外部控制

6、信号,可以将发射脉冲延迟一段时间。由发射脉冲经过内部延时得到的脉冲,在雷达内部与接收脉冲做混频,依靠混频器I路(同相输出路)和Q路(正交输出路)的幅值大小,就可以判断在由控制信号决定的距离门范围内,有没有障碍物存在。　　在检测模块中,雷达被放置在单车道正上方距离地面6米处。在车辆的行进方向上,雷达的波束宽度为,这样窄的波束宽度保证了测到的反射物位于雷达的正下方,而不是车辆行进方向上的其它位置。在垂直于车道的平面方向上,雷达的波束宽度比较宽,这样可以保证车辆无论是在车道的正中,还是在靠近分道线的位置,都能够被雷达探测到。如果有一辆5米长的车辆以50公里/小时的速度从雷达正下方通

7、过,该车会被扫描36次,足以稳定地完成车辆的检测任务。　　在实际检测中,雷达采集得到的数据一共有三路,分别是控制输入信号,I路数据输出信号,Q路数据输出信号。根据式(1)　　(1)　　可得到雷达的回波强度。　　然后假设控制输入信号的周期为t。然后将回波强度重组为一个二维数组。　　(2)　　将各元素归一化,再乘以256,就可以用一幅256级的灰度图将此二维数组表示出来。这样就组成了雷达回波图,横坐标表示时间轴,每帧图的间隔为10个扫描周期,纵坐标表示检测高度,范围为地面上6米到地下1米,如图2所示。对雷达