高精度雷达测速系统及测速方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105891818A(43)申请公布日2016.08.24(21)申请号201610262101.5(22)申请日2016.04.22(71)申请人合肥师范学院地址230601安徽省合肥市莲花路1688号(72)发明人陈兵兵张忠祥周元元范程华齐琦曹欣远程亮亮徐炯(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人王安琪(51)Int.Cl.G01S13/58(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称高精度雷达测速系统及测速方法(57)摘要本发明公开了一种高精度雷达测速系统及测速方法，高精度雷达测速系统包括24.15G连续波雷达天线；后端数字信号处理单元包括信号调理电路、主控制器、5V转3.3V电路、RS485串口通信、RS232串口通信和5V电源；24.15G连续波雷达天线连续发送24.15G正弦波信号，将反馈回来的信号进行处理，得到多普勒频差；信号进入后端数字信号处理单元中的信号调理电路，对信号进行滤波、放大处理，滤波、放大后将信号送入主控制器的ADC端口；主控制器对信号进行傅里叶变换，转化为车辆的速度和运动方向信息，若超速则触发拍照摄像头。本发明负载能力强、运行可靠；测试精度高，实现摄像头实时捕捉违规车辆车牌，且上位机能够进行实时监控，对减少交通安全事故的发生起着重要作用。CN105891818ACN105891818A权利要求书1/1页1.一种高精度雷达测速系统，其特征在于，包括：前端射频单元和后端数字信号处理单元；前端射频单元包括24.15G连续波雷达天线；后端数字信号处理单元包括信号调理电路、主控制器、5V转3.3V电路、RS485串口通信、RS232串口通信和5V电源；5V电源分别给系统各个模块提供5V的电压，5V转3.3V电路将5V电源提供的电压转换为3.3V电压提供给信号调理电路，5V电源与主控制器之间通过RS485串口通信与RS232串口通信进行通信；24.15G连续波雷达天线连续发送24.15G正弦波信号，将反馈回来的信号进行处理，得到多普勒频差；信号进入后端数字信号处理单元中的信号调理电路，对信号进行滤波、放大处理，滤波、放大后将信号送入主控制器的ADC端口；主控制器对信号进行傅里叶变换，转化为车辆的速度和运动方向信息，若超速则触发拍照摄像头。2.如权利要求1所述的高精度雷达测速系统，其特征在于，信号调理电路对信号进行滤波采用带通滤波，带通范围为100Hz-18KHz，测速范围为1km/h-400km/h。3.如权利要求1所述的高精度雷达测速系统，其特征在于，24.15G连续波雷达天线包括振荡器、接收天线、发射天线、第一混频器、第二混频器和第三混频器；振荡器发出一个频率为ftra的发射信号，其中一路经发射天线发射出去，一路分流成两路分别进入I、Q所在通道的第二混频器和第三混频器中，Q通道的信号在混频之前还需经90°的移相；接收天线接收到的回波信号，经低噪声放大处理后，经第一混频器与实时分流的两路信号进行混频，混频后得到的信号再经中频滤波放大处理，最终得到I、Q两路中频信号，I、Q两路中频输出信号中均携带有探测目标的速度信息。4.如权利要求3所述的高精度雷达测速系统，其特征在于，I、Q两路中频信号均包含有一个多普勒频差fD，多普勒频差的计算公式为其中，fD为多普勒频差，f0为雷达天线的发射频率，v为物体的速度范围，c0为光速；α为运动的实际方向与传感器目标连线之间的角度。5.如权利要求4所述的高精度雷达测速系统，其特征在于，多普勒频差经由TLV2374运放搭建起来的中频放大电路，送入主控制器芯片STM32F407。6.一种高精度雷达测速方法，包括如下步骤：(1)主控制器自带的12位ADC采集n个时域数据，n个时域数据通过FIR滤波后进行n点FFT运算，得到速度值和方向信息；(2)反复进行步骤(1)，得到m个速度值，计算这些值相互之间的差值，若差值小于设定的阈值，则输出多个速度值的平局值；(3)若差值大于设定的阈值，则将所采集到的数据进行Z变换，计算Z变换输出与FFT输出找出最接近的数值，作为实际速度值；(4)将输出的速度值和方向信息进行判断，若超速，则触发摄像头进行拍照。7.如权利要求6所述的高精度雷达测速方法，其特征在于：n的值为2048，m的值为3。2CN105891818A说明书1/3页高精度雷达测速系统及测速方法技术领域[0001]本发明涉及道路交通技术领域，尤其是一种高精度雷达测速系统及测速方法。背景技术[0002]现有技术中，光电测速、线圈测速以及雷达测速是对车辆测速的主要方式。线圈测速将其埋在公路下方，当车辆通过线圈时，车辆使线圈发生形变，检测器根据线圈磁场的变化计算出车辆速