基于多普勒交通雷达进行车型识别的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102360528A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102360528A(43)申请公布日2012.02.22(21)申请号201110182993.5(22)申请日2011.07.01(71)申请人上海慧昌智能交通系统有限公司地址200233上海市徐汇区桂平路555号45号楼408室(72)发明人余稳方菲菲徐代艮王飞徐建华(74)专利代理机构上海东亚专利商标代理有限公司31208代理人罗习群刘莹(51)Int.Cl.G08G1/017(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图6页(54)发明名称基于多普勒交通雷达进行车型识别的方法(57)摘要本发明涉及一种基于多普勒交通雷达进行车型识别的方法，实时有效地反映公路交通状况。该方法以正向安装的多普勒交通雷达的时域数字回波信号作为信号输入，用周期图法得到随时间变化的雷达回波功率谱时间序列。把车辆建模成包含多个散射中心的目标体，散射中心与雷达的距离与频谱能量有关，因此同一目标的功率谱序列反映了该目标的轮廓。然后将有效的频谱特征结合主成分分析(PCA)和线性判别分析(LDA)进行降维，再利用支持向量机(SVM)等分类器实现分型。本发明能准确实时的识别车型，划分大中小三类车型的正确率达90%，能满足多数用户的需求，有广泛的应用前景。CN1023658ACCNN110236052802360545A权利要求书1/1页1.一种基于多普勒交通雷达进行车型识别的方法，包括雷达天线、收发设备以及数字信号处理终端，其特性在于，数字信号处理终端处理动目标多普勒频谱包括如下步骤：步骤1、对多普勒雷达回波信号进行快速傅立叶变换，求得信号的时域数字回波信号回波功率谱时间序列：；其中：，为采用点矩形窗截取雷达数字回波信号的快速傅立叶变换；为雷达数字回波信号的离散傅里叶变换，是对矩形窗的离散傅里叶变换；步骤2、检测每个车辆的速度、长度、最大功率谱值和有效的频谱特征序列；当用目标的频谱特征测量车的轮廓时，取谱峰及周围d点能量分析，故一个目标经过检测区域进行的m次检测对应m组功率谱数据，每个目标的m值是不同，则一个目标可表示为式中为第i次检测中第j个功率谱数值；步骤3、提取特征数据和数据降维；对每个目标的数据各自进行主成分分析，求得个系数构成该样本的特征，然后利用该特征进行识别，此时该N个样本为；对个样本,对其进行线性判别分析LDA，使特征数据降到一维，再结合目标长度和目标高度这两个特征，则每个样本的特征为：；步骤4、把全部目标的特征分K组，其中一个子集作为训练集，另外K-1组作为测试集，由训练数据设计分类器实现测试数据的分类；步骤5、交叉验证，更改训练集和测试集的数据内容，返回步骤3；步骤6、取K次测试正确率的平均值作为测试结果。2CCNN110236052802360545A说明书1/5页基于多普勒交通雷达进行车型识别的方法技术领域[0001]本发明设计智能交通中的交通信息采集领域，具体涉及了一种基于多普勒交通雷达进行车型识别的方法。背景技术[0002]交通信息采集系统是智能交通系统不可缺少的基本组成部分。交通信息采集系统依赖于交通信息传感器，传感器实时地准确地获取交通数据的能力对交通控制、公共安全和交通规划都是至关重要的。随着经济和社会的发展，现代城市却反而变得更加拥挤，交通问题引起了广泛的关注。生活节奏的加快使人们更加期望拥有更为良好的交通状况。[0003]许多种交通信息采集设备已经得到了广泛的运用，如掩埋式线圈检测器已经有了五十多年的应用历史，并应用至今。但是，此类掩埋式交通信息检测器通常都有较高的失效率，并有较高的安装和维护成本。更为糟糕的是，此类掩埋式交通信息检测器的安装与维护会导致路面破坏和车道关闭。近几十年来，许多种非掩埋式的交通信息检测设备得到了广泛的应用，这其中包括声学和光学交通信息传感器。但是，这些交通信息传感器有着明显的缺点。首先，这些传感器只能检测单条行车道，而对检测整条公路的交通状况无能为力；第二，这类传感器通常对外部环境变化非常敏感，比如天气变化，昼夜变化等等。[0004]毫米波交通雷达的出现在一定程度上解决了这些问题，通过分析不同车道对应的不同频率段的功率变化，毫米波交通雷达可以实现多车道交通信息检测的功能。毫米波交通雷达有许多其他交通信息检测器难以比拟的优点，如全天候工作，无检测盲区，低安装维护成本，不对公路路面造成损害等等。毫米波交通雷达的这些优良特性使得它成为了掩埋式线圈和声光交通信息检测器的良好的替代品。[0005]用毫米波雷达进行车型识别的常见方式有：多普勒雷达，高距离分辨率雷达，FSR雷达或将多普勒雷达和高分辨率雷达相结合。高距离分辨率雷达，对带宽要求较高，往往限制了它的使用。FSR即前向散射雷达，收发分置，能改