用于通過跟蹤車輛位置參數(shù)來將行駛車輛分類的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于通過跟蹤車輛位置參數(shù)來將行駛車輛分類的方法,尤其是一種對(duì)車輛(3)在行駛穿過雷達(dá)錐(12)時(shí)進(jìn)行多次測(cè)量并配屬于測(cè)量時(shí)間點(diǎn)(tn)地形成特定位置參數(shù)(32)的方法。該特定位置參數(shù)可以是特定徑向距離(sr)或特定對(duì)象角度(β)。對(duì)于它們?cè)跁r(shí)間上的變化分析非連續(xù)性區(qū)段(U)。該區(qū)段的長(zhǎng)度依賴于車輛(3)的長(zhǎng)度并且使分類成為可能。
【專利說明】用于通過跟蹤車輛位置參數(shù)來將行駛車輛分類的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車輛分類的方法,如其按類屬由專利文件EP2011103B1所公知的那樣。
【背景技術(shù)】
[0002]在流動(dòng)的交通中車輛分類具有廣泛的應(yīng)用范圍。尤其是在自動(dòng)化監(jiān)控和控制道路交通的框架內(nèi),特別有意義的是自動(dòng)化的粗略分類,以將車輛劃分為大型且緩慢的車輛(載重汽車LKW、巴士)和小型且快速的車輛(轎車PKW)。根據(jù)檢測(cè)到的車輛類別例如可以按照車輛類別有區(qū)別地提高通行費(fèi)、控制紅綠燈或者懲罰交通違章。
[0003]在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)公知的粗略車輛分類的方法中,經(jīng)常通過根據(jù)車輛進(jìn)入和離開測(cè)量裝置的測(cè)量區(qū)域來測(cè)定個(gè)別的車輛長(zhǎng)度而實(shí)現(xiàn)與車輛類別的配屬。借助評(píng)估方法可以從接收到的具有足夠安全性的測(cè)量信號(hào)生成針對(duì)車輛長(zhǎng)度的可評(píng)估的特征,其允許將車輛配屬于巴士或載重汽車類或者轎車類。為此公知的設(shè)備在此或者利用感應(yīng)線圈(其根據(jù)在駛過時(shí)測(cè)定的車輛長(zhǎng)度和車輛離地間隙來執(zhí)行分類)工作,或者利用雷達(dá)設(shè)備(其根據(jù)車輛駛過雷達(dá)輻射的錐體(雷達(dá)錐)借助于由駛過持續(xù)時(shí)間和速度所測(cè)定的車輛長(zhǎng)度來執(zhí)行分類)工作。
[0004]在公開文件EP1990654A1公開的方法中,通過在車道旁以相對(duì)于車道邊緣的銳角安裝的雷達(dá)設(shè)備來測(cè)定車輛長(zhǎng)度。根據(jù)車輛進(jìn)入和離開時(shí)測(cè)定的距離點(diǎn)以及公知的安裝角度可以測(cè)定車輛穿過雷達(dá)錐的駛過路徑的長(zhǎng)度。由所測(cè)定的車輛速度和駛過時(shí)間可以測(cè)定在該時(shí)間內(nèi)車輛走過的總路徑。由此可以由總路徑與駛過路徑的差計(jì)算出車輛長(zhǎng)度并且通過與針對(duì)一種類別典型的車輛長(zhǎng)度進(jìn)行比較來將檢測(cè)到的車輛分類。車輛間的彼此遮擋帶來的誤差影響通過該方法無法解決。
[0005]在公開文件DE3810357A1所描述的方法中,同樣根據(jù)所測(cè)定的車輛長(zhǎng)度來分類。為此首先在車輛駛過雷達(dá)設(shè)備的雷達(dá)錐期間吸收多普勒回波(Dopplerecho)并由其頻譜來測(cè)定具有最大振幅的頻率。根據(jù)該頻率測(cè)定速度。于是由該速度和多普勒回波的信號(hào)持續(xù)時(shí)間可以測(cè)定車輛長(zhǎng)度。通過信號(hào)持續(xù)時(shí)間來測(cè)量車輛長(zhǎng)度與多個(gè)誤差影響相聯(lián)系。因?yàn)槔走_(dá)輻射被依賴于車輛長(zhǎng)度的大的面反射,所以信號(hào)持續(xù)時(shí)間原則上關(guān)于車輛長(zhǎng)度那么多地被錯(cuò)誤地檢測(cè)到。此外,傾斜地指向車輛的雷達(dá)輻射在車輛部分上的遮蔽導(dǎo)致錯(cuò)誤的長(zhǎng)度測(cè)量。為了提高長(zhǎng)度測(cè)量精度,應(yīng)用針對(duì)每個(gè)影響參數(shù)分開地和以經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)地測(cè)定的校正因數(shù)。最后通過將多普勒回波的經(jīng)校正的在時(shí)間上的曲線與所存儲(chǔ)和識(shí)別的模型進(jìn)行比較進(jìn)行分類。然而最終所測(cè)定的車輛長(zhǎng)度只是非常粗略的估計(jì),其中,很容易會(huì)出現(xiàn)有誤的分類結(jié)果。
[0006]專利文件EP2011103B1中描述了一種無需直接檢測(cè)車輛長(zhǎng)度來執(zhí)行車輛分類的可能性。利用雷達(dá)設(shè)備使雷達(dá)輻射沿交通路段取向。應(yīng)用一種線性調(diào)頻CW雷達(dá)設(shè)備,利用該雷達(dá)設(shè)備可以測(cè)定交通參與方的速度和距離。將由交通參與方反射的信號(hào)與噪聲分離并在數(shù)據(jù)處理裝置中進(jìn)行評(píng)估。作為處理結(jié)果產(chǎn)生兩個(gè)傅里葉變換系數(shù),其中,一個(gè)系數(shù)是檢測(cè)到的交通參與方的距離函數(shù),而另一個(gè)系數(shù)是檢測(cè)到的交通參與方的速度函數(shù)。如果將兩個(gè)函數(shù)相對(duì)彼此繪制在笛卡爾二維圖中,那么就產(chǎn)生表征不同的交通參與方特性的模型。在此,這些模型的組合和形狀是用于交通參與方的速度和反射信號(hào)間距的分散性的量度,其統(tǒng)計(jì)評(píng)估允許將交通參與方配屬于預(yù)先限定的類別。然而基于線性調(diào)頻CW雷達(dá)設(shè)備的測(cè)量原理沒有角度可以配屬于所檢測(cè)的對(duì)象。由此雖然可以確定例如是轎車或者載重汽車位于雷達(dá)錐內(nèi),然而只要有多個(gè)交通參與方同時(shí)位于雷達(dá)錐內(nèi),這個(gè)主張就無法可靠地被配屬。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明的任務(wù)是,找到一種適用于同時(shí)且可靠地將多個(gè)行駛穿過雷達(dá)錐的車輛分類的方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明,在一種用于通過跟蹤車輛的位置參數(shù)來將行駛車輛分類的方法中,車輛在行駛穿過由雷達(dá)輻射形成的雷達(dá)錐時(shí),通過車輛的被施以雷達(dá)輻射的表面反射雷達(dá)輻射并且在發(fā)射和接收雷達(dá)輻射的雷達(dá)設(shè)備中生成測(cè)量信號(hào)的方式被測(cè)量,針對(duì)該方法,該任務(wù)以如下方法步驟來解決。
[0009]以相對(duì)于車道的車道表面的已知的豎直安裝角度和已知的安裝高度以及相對(duì)于車道的車道邊緣的已知的水平安裝角度和間距來布置雷達(dá)設(shè)備,該雷達(dá)設(shè)備在測(cè)量持續(xù)時(shí)間內(nèi)在多個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)接收大量測(cè)量信號(hào),其中,每個(gè)測(cè)量信號(hào)可以推導(dǎo)出徑向速度、作為位置參數(shù)的徑向距離和對(duì)象角度。
[0010]該雷達(dá)設(shè)備發(fā)射出形成雷達(dá)錐的雷達(dá)輻射,并且測(cè)量信號(hào)在多個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)被檢測(cè)。
[0011]為每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)從這些測(cè)量信號(hào)中推導(dǎo)出徑向速度、對(duì)象角度以及徑向距離,并將該徑向速度、對(duì)象角度以及徑向距離配屬于可能引起他們的行駛穿過雷達(dá)錐的車輛。
[0012]為每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)以各自相同的計(jì)算規(guī)則從配屬于車輛的徑向距離和對(duì)象角度中形成特定位置參數(shù)并計(jì)算出車輛速度。
[0013]特定位置參數(shù)被存儲(chǔ)為在包括測(cè)量時(shí)間點(diǎn)在內(nèi)的測(cè)量持續(xù)時(shí)間上的函數(shù),并且在函數(shù)的曲線中確定非連續(xù)性區(qū)段,其通過特定位置參數(shù)在測(cè)量時(shí)間上的跳躍式變化來限定邊界。
[0014]最終,借助計(jì)算出的車輛速度來測(cè)定非連續(xù)性區(qū)段對(duì)速度標(biāo)準(zhǔn)化后的長(zhǎng)度,并且將該區(qū)段對(duì)速度標(biāo)準(zhǔn)化后的長(zhǎng)度與所存儲(chǔ)的對(duì)于不同車輛類別而言典型的這種區(qū)段對(duì)速度標(biāo)準(zhǔn)化后的長(zhǎng)度進(jìn)行比較,以便由此將車輛分類。車輛于是被分類到區(qū)段對(duì)速度標(biāo)準(zhǔn)化后的長(zhǎng)度與所存儲(chǔ)的典型長(zhǎng)度最接近的車輛類別中。
[0015]有利地,每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)上特定位置參數(shù)通過計(jì)算配屬于該測(cè)量時(shí)間點(diǎn)的徑向距離的算數(shù)平均值形成,其中,至少其中一個(gè)安裝角度是銳角。
[0016]備選地,每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)上特定位置參數(shù)通過計(jì)算配屬于該測(cè)量時(shí)間點(diǎn)的對(duì)象角度的算數(shù)平均值有利地形成,其中,至少一個(gè)水平安裝角度是銳角,而豎直安裝角度小于
〈5。。
[0017]也有利的是,從配屬的測(cè)量信號(hào)中與測(cè)量時(shí)間點(diǎn)相關(guān)地計(jì)算出至少一個(gè)與車輛相關(guān)的坐標(biāo)系統(tǒng)(優(yōu)選在每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)都進(jìn)行校對(duì)),該坐標(biāo)系統(tǒng)的位置和取向在每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)都通過坐標(biāo)原點(diǎn)的通過特定位置參數(shù)和暫時(shí)行駛方向來確定的暫時(shí)地點(diǎn)來確定,并且每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)推導(dǎo)出的徑向距離和對(duì)象角度(它們?cè)谠摐y(cè)量時(shí)間點(diǎn)分別表示車輛上的粗糙目標(biāo)的地點(diǎn)坐標(biāo))分別換算到與車輛相關(guān)的坐標(biāo)系統(tǒng)中,以便然后將粗糙目標(biāo)的位置的統(tǒng)計(jì)分布與所存儲(chǔ)的對(duì)于不同車輛類別而言典型的分布(由車輛的幾何形狀來確定)進(jìn)行比較,由此校驗(yàn)對(duì)車輛所做的分類。
[0018]特別有利地,將粗糙目標(biāo)在各測(cè)量時(shí)間點(diǎn)的位置的統(tǒng)計(jì)分布通過疊加坐標(biāo)系統(tǒng)的方式匯總。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]接下來應(yīng)借助實(shí)施例詳細(xì)闡釋本發(fā)明。在附圖中:
[0020]圖1不出雷達(dá)設(shè)備相對(duì)于車道布置的一種可能性的不意圖;
[0021]圖2a示出檢測(cè)在運(yùn)動(dòng)穿過雷達(dá)錐的車輛上的粗糙目標(biāo)的原理流程圖;
[0022]圖2b示出距離-時(shí)間圖;
[0023]圖2c示出對(duì)象角度-時(shí)間圖;以及
[0024]圖3示出檢測(cè)粗糙目標(biāo)的典型統(tǒng)計(jì)分散性的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0025]針對(duì)用于將一個(gè)或也同時(shí)將多個(gè)在車道2上前進(jìn)的車輛3分類的方法,使用FSK-雷達(dá)設(shè)備(一種由現(xiàn)有技術(shù)公知的FMCW-雷達(dá)設(shè)備的特殊形式)作為雷達(dá)設(shè)備1,利用該雷達(dá)設(shè)備可以同時(shí)檢測(cè)和跟蹤(Tracking)多個(gè)車輛3。FSK-雷達(dá)設(shè)備KFSK=FrequencyShift Keying移頻鍵控)以至少兩個(gè)交替的載波頻率發(fā)射出雷達(dá)福射11或再次接收該至少兩個(gè)交替的載波頻率的由被檢測(cè)的車輛3引起的反射信號(hào)。通過評(píng)估在由車輛3反射的至少兩個(gè)載波頻率之間以及內(nèi)部的頻移,在很短的測(cè)量持續(xù)時(shí)間內(nèi)可以與車輛相對(duì)于雷達(dá)設(shè)備I的徑向距離、徑向速度和對(duì)象角度相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)多個(gè)車輛3之間很好的分辨率。
[0026]為了執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法,原則上需要準(zhǔn)確地了解雷達(dá)設(shè)備I相對(duì)于車道2的位置和取向,除非直接在執(zhí)行該方法之前進(jìn)行雷達(dá)設(shè)備I的培訓(xùn)并且該方法與可選的且因車而異的必須計(jì)算出實(shí)際車輛速度的交通違章懲罰無關(guān)。
[0027]為了更好的闡釋雷達(dá)設(shè)備I相對(duì)于車道2可以占據(jù)的可能的位置和取向,在圖1中示出雷達(dá)設(shè)備I跟實(shí)踐相關(guān)的安裝方式。雷達(dá)設(shè)備I在此布置在如下位置中,在該位置中雷達(dá)設(shè)備位于車道2旁緊鄰車道邊緣21,且在車道2的表面上方位于跨過車道2的橋22的高度上。雷達(dá)設(shè)備I的位置可以借助相對(duì)于車道邊緣21的水平垂直安裝間距14和相對(duì)于車道2的表面豎直垂直安裝間距16來描述。依賴于雷達(dá)設(shè)備I的輻射特性,雷達(dá)輻射11形成由雷達(dá)設(shè)備I發(fā)射出且逐漸張開的帶對(duì)稱軸線13的雷達(dá)錐12。雷達(dá)錐12以及進(jìn)而雷達(dá)設(shè)備I相對(duì)于車道2的取向可以借助對(duì)稱軸線13相對(duì)于車道邊緣21的水平安裝角15以及對(duì)稱軸線13相對(duì)于車道2的表面的豎直安裝角17來描述。
[0028]由雷達(dá)設(shè)備I的位置和取向以及從由反射信號(hào)產(chǎn)生的、可直接推導(dǎo)出的測(cè)量參數(shù)(徑向速度、徑向距離和對(duì)象角度),于是可以計(jì)算出所檢測(cè)車輛3的其他可推導(dǎo)出的特征。其他可推導(dǎo)出的特征例如可以是行駛方向或車輛角度α以及車輛速度。
[0029]行駛方向在此是車輛3在車道2上實(shí)際的前進(jìn)方向,該前進(jìn)方向與相對(duì)于雷達(dá)設(shè)備I的徑向距離的方向不一致,并且此外,例如由于車輛3的行駛軌跡變化可知該前進(jìn)方向不必強(qiáng)制與車道2的延伸方向相應(yīng),也就是說不必平行于車道邊緣21延伸。
[0030]從行駛方向同時(shí)可以推導(dǎo)出車輛角度α,該車輛角度由車輛3分別以其沿行駛方向的縱軸線與相對(duì)于雷達(dá)設(shè)備I的徑向距離的方向圍成。
[0031]車輛速度是車輛3的實(shí)際速度,車輛3以該實(shí)際速度沿行駛方向在車道2上前進(jìn)。
[0032]如果為了簡(jiǎn)化術(shù)語的解釋,將車輛3簡(jiǎn)化到唯一的點(diǎn)狀反射體的反射信號(hào),那么徑向距離與點(diǎn)狀反射體相對(duì)于雷達(dá)設(shè)備I的發(fā)出雷達(dá)輻射11的發(fā)射單元的中點(diǎn)的直接間距相應(yīng),雷達(dá)錐12的對(duì)稱軸線13延伸穿過該中點(diǎn)。徑向距離可以直接由FSK雷達(dá)I的至少兩個(gè)所使用的載波頻率的反射信號(hào)之間的所測(cè)到的相移推導(dǎo)出。因?yàn)槔走_(dá)設(shè)備I在車道2之外,與車道邊緣21和車道2的表面成角度地布置,所以徑向速度僅是實(shí)際車輛速度的速度分量,該速度分量通過點(diǎn)狀反射體直接向雷達(dá)設(shè)備I的方向(沿徑向距離的方向)靠近而被檢測(cè)到。
[0033]如下角度在此應(yīng)被稱為對(duì)象角度,該角度在雷達(dá)設(shè)備I的發(fā)出雷達(dá)輻射11的發(fā)射單元的中點(diǎn)處,在雷達(dá)錐12的對(duì)稱軸線13與在點(diǎn)狀反射體與雷達(dá)設(shè)備I發(fā)射單元中點(diǎn)間的直接連接線(徑向距離的方向)之間張開。對(duì)于技術(shù)人員而言清楚的是,在此進(jìn)行了簡(jiǎn)化,以便不會(huì)由于引入角度分辨式接收器單元的軸線(該軸線平行于且可忽略不計(jì)地靠近對(duì)稱軸線13延伸)而不必要地復(fù)雜化對(duì)本發(fā)明的描述。
[0034]為了記錄可直接推導(dǎo)出的測(cè)量參數(shù),在第一方法步驟中將雷達(dá)設(shè)備I相對(duì)于車道2定位成使車輛3可以運(yùn)動(dòng)穿過雷達(dá)錐12,并且可以檢測(cè)到出現(xiàn)在車輛3的被施以雷達(dá)輻射11并反射雷達(dá)輻射11的表面上的反射信號(hào)。車輛3的反射表面在此由大量小反射體形成。小反射體是車輛3最小的表面區(qū)段,其相對(duì)于雷達(dá)輻射11的表面延展和表面取向可以產(chǎn)生反射信號(hào)。對(duì)于探測(cè)而言足夠強(qiáng)的反射信號(hào)出現(xiàn)在車輛3的大量小反射體在空間上彼此靠得很近的表面區(qū)段上。小反射體的這種局部聚集在記錄可直接推導(dǎo)出的測(cè)量參數(shù)時(shí)被組合在一起并被稱為粗糙目標(biāo)31。車輛3在靠近雷達(dá)設(shè)備I期間具有數(shù)量增加的粗糙目標(biāo)31,它們有助于形成從車輛3出發(fā)的測(cè)量信號(hào)。粗糙目標(biāo)31例如經(jīng)常出現(xiàn)在如下元件上,如車輛3的車牌、外后視鏡或門把手。
[0035]雷達(dá)設(shè)備I可以在底部附近,例如在車輛3的輪軸的標(biāo)準(zhǔn)高度,在車道邊緣21旁,以平行于車道2的表面取向的對(duì)稱軸線13定位。豎直角度17由此安置成相對(duì)于車道2成0°并且在計(jì)算其他可評(píng)估的特征時(shí)不再需要考慮。在水平間距14上,雷達(dá)錐12優(yōu)選如下這樣取向,g卩,車輛3可以在遠(yuǎn)離雷達(dá)設(shè)備I的地點(diǎn)(幾乎正面地)直至靠近雷達(dá)設(shè)備I的地點(diǎn)(幾乎側(cè)向地)被檢測(cè)到。為此,雷達(dá)錐12的對(duì)稱軸線13相對(duì)于車道邊緣21如下這樣取向,即,它以水平角度15與車道2相交。
[0036]雷達(dá)設(shè)備I也可以在跨過車道2的橋22的高度上,直接在車道2上方并以平行于車道邊緣21取向的對(duì)稱軸線13來定位。水平角度15由此安置成相對(duì)于車道邊緣21成0°并且在計(jì)算其他可評(píng)估的特征時(shí)不再需要考慮。在豎直間距16上,雷達(dá)錐12如下這樣取向,即,車輛3可以在遠(yuǎn)離雷達(dá)設(shè)備I的地點(diǎn)(幾乎正面地)直至靠近雷達(dá)設(shè)備I的地點(diǎn)(幾乎從上方)被檢測(cè)到。為此,雷達(dá)錐12的對(duì)稱軸線13相對(duì)于車道2呈如下角度,即,它以豎直角度17出現(xiàn)到車道2的表面上。
[0037]在隨后的第二方法步驟中,形成雷達(dá)錐12的雷達(dá)輻射11由雷達(dá)設(shè)備I發(fā)射出去,并且由車輛3通過反射產(chǎn)生的測(cè)量信號(hào)在多個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn由雷達(dá)設(shè)備I檢測(cè)到。
[0038]為了建立起按照原理一起檢測(cè)到的背景噪聲與檢測(cè)到的測(cè)量信號(hào)的足夠的間距以及為了提高信號(hào)檢測(cè)的單值性,針對(duì)信號(hào)強(qiáng)度來確定閾值,測(cè)量信號(hào)必須超過該閾值,以便可用于進(jìn)一步的信號(hào)處理。
[0039]閾值原則上也可以通過雷達(dá)設(shè)備I的接收器的由技術(shù)決定的不能主動(dòng)確定的靈敏度極限來預(yù)定。
[0040]如圖2a所示簡(jiǎn)化到5個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn,在車輛3行駛穿過雷達(dá)錐12期間在多個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)、檢測(cè)測(cè)量信號(hào)。在測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn之間的間隔在此可以根據(jù)所需的測(cè)量分辨率、雷達(dá)設(shè)備I的技術(shù)特性以及附屬的信號(hào)處理裝置來匹配。
[0041]在第三方法步驟中,從在測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn檢測(cè)到的測(cè)量信號(hào)分別推導(dǎo)出針對(duì)大量粗糙目標(biāo)31的徑向距離、對(duì)象角度以及徑向速度(一起被稱為測(cè)量參數(shù))。徑向距離和對(duì)象角度是位置參數(shù)。它們?nèi)缓蟊M可能在考慮到測(cè)量參數(shù)的最大可能的分散性的情況下,針對(duì)在車輛3上可能的粗糙目標(biāo)31,被存儲(chǔ)為配屬于車輛3。因?yàn)闇y(cè)量值同時(shí)包括粗糙目標(biāo)31的位置參數(shù),所以可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)行駛穿過雷達(dá)錐12的車輛3的單值配屬。該配屬可以借助粗糙目標(biāo)31的可直接推導(dǎo)出的測(cè)量參數(shù)的類似性來實(shí)現(xiàn)。在徑向速度、徑向距離以及對(duì)象角度上很難區(qū)分的粗糙目標(biāo)31,能以很高的概率配屬于一個(gè)且同一個(gè)被檢測(cè)到的車輛3。如果該配屬可以在多個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)&上被執(zhí)行,那么概率呈指數(shù)上升,從而使該配屬在幾個(gè)間隔之后就已經(jīng)具有很高的可靠性。在至少其中幾個(gè)在多個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)、上的測(cè)量信號(hào)和進(jìn)而至少所有檢測(cè)到的粗糙目標(biāo)31中的部分量可以單值地配屬于車輛3之后,為此提供了在車輛3繼續(xù)穿過雷達(dá)錐12的路段上跟蹤(Tracking)相應(yīng)的車輛3并將進(jìn)一步出現(xiàn)的具有與該部分量相應(yīng)的特性的粗糙目標(biāo)31同樣配屬于該車輛3的前提。
[0042]在第四方法步驟中,從配屬于車輛3和測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn的、推導(dǎo)出的徑向距離,在每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn上以同一計(jì)算規(guī)則分別形成特定位置參數(shù)32,在此是特定徑向距離所述計(jì)算規(guī)則可以考慮各種不同的計(jì)算規(guī)則。
[0043]例如特定位置參數(shù)32在每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn應(yīng)該由從車輛3檢測(cè)到的粗糙目標(biāo)31的所有徑向距離的算數(shù)平均值來確定。代替形成平均值的計(jì)算規(guī)則也可以利用其他計(jì)算規(guī)則形成特定位置參數(shù)32。
[0044]借助徑向距離Sr形成特定位置參數(shù)32在圖2a中被說明,并且在說明書中還會(huì)詳細(xì)闡釋第五方法步驟。
[0045]在形成特定位置參數(shù)32之后,車輛3在每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn由特定位置參數(shù)32來表示,并且可以在信號(hào)處理期間被簡(jiǎn)化為該位置參數(shù)。針對(duì)該特定位置參數(shù)32于是就像針對(duì)單個(gè)粗糙目標(biāo)31那樣,可以測(cè)定并存儲(chǔ)徑向速度、徑向距離以及對(duì)象角度。針對(duì)特定位置參數(shù)32所測(cè)定的測(cè)量參數(shù)同樣可以用于計(jì)算車輛3的其他可評(píng)估的特征(行駛方向以及車輛速度)。
[0046]為了車輛3分類,評(píng)估特定位置參數(shù)32對(duì)本發(fā)明有重要意義。在第五方法步驟中,將所有在車輛3行駛穿過雷達(dá)錐12期間在測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn形成的特定位置參數(shù)32存儲(chǔ)為在包括測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn在內(nèi)的測(cè)量持續(xù)時(shí)間上的函數(shù)。評(píng)估函數(shù)的曲線,并在函數(shù)的曲線中確定出非連續(xù)性區(qū)段U。如依據(jù)經(jīng)驗(yàn)可以證明的那樣,這個(gè)非連續(xù)性區(qū)段U表征車輛尺寸。
[0047]非連續(xù)性區(qū)段U的產(chǎn)生借助圖2b來闡釋。如已經(jīng)描述的那樣,針對(duì)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn的特定位置參數(shù)32根據(jù)第一實(shí)施例由車輛3的所有在該測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn檢測(cè)到的粗糙目標(biāo)31的徑向距離形成。車輛3在行駛穿過雷達(dá)錐12時(shí)的行駛方向相對(duì)于雷達(dá)錐12的對(duì)稱軸線13占據(jù)車輛角度α,根據(jù)該車輛角度α,被檢測(cè)的粗糙目標(biāo)31不斷變化,也就是說,在各測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn檢測(cè)到相同但也可以是不同的粗糙目標(biāo)31,由此特定位置參數(shù)32(具有特定徑向距離S以及特定對(duì)象角度β )可以配屬于的地點(diǎn)不是在車輛3上的固定點(diǎn),而是在車輛3的表面上移動(dòng),這通過特定徑向距離\和特定對(duì)象角度β的非連續(xù)性的變化來體現(xiàn)。
[0048]在圖2a和圖2b所示的示例中,在較早的測(cè)量時(shí)間點(diǎn)h和t2主要是車輛正面33的表面被雷達(dá)輻射11檢測(cè)到。與之相應(yīng)地,粗糙目標(biāo)31也僅由這些表面(例如車輛牌照、水箱以及車身的凸出于駕駛室的部分)形成,由此在這些測(cè)量時(shí)間點(diǎn)U1和t2)檢測(cè)到的徑向距離以及因此所測(cè)定的特定徑向距離S僅由車輛正面33的地點(diǎn)來確定。
[0049]在測(cè)量時(shí)間點(diǎn)t3,車輛3已經(jīng)處于如下這樣的對(duì)象角度區(qū)域內(nèi),即,除了車輛正面33的表面之外雷達(dá)輻射11也可以檢測(cè)到車輛側(cè)面34的表面。在此需要注意的是,在圖2a的圖示中,隨著車輛3的穿過行駛,觀察角繞穿過雷達(dá)設(shè)備I延伸的虛擬的垂直軸線旋轉(zhuǎn),以便可以更好的看到粗糙目標(biāo)31的分布。但是實(shí)際上,雷達(dá)設(shè)備I連同由它出發(fā)的雷達(dá)錐12在整個(gè)測(cè)量持續(xù)時(shí)間內(nèi)處于相對(duì)于車道2不變的位置中。通過第一次檢測(cè)車輛側(cè)面34的粗糙目標(biāo)31,加入盡管車輛3連續(xù)靠近但還會(huì)再次變大的徑向距離用于形成特定徑向距離S,由此特定徑向距離&以很小的量增大。
[0050]但是變化是很小的,以致于在函數(shù)在時(shí)間上的曲線上(參見圖2b)該變化幾乎是不可見的。因此函數(shù)的曲線圖以線性下降的直線形式延伸直到測(cè)量時(shí)間點(diǎn)t3,該線性下降的直線表示粗糙目標(biāo)31連續(xù)下降的徑向距離并進(jìn)而表示由于車輛3靠近雷達(dá)設(shè)備I引起的特定徑向距離值S連續(xù)下降的徑向距離。
[0051]在測(cè)量時(shí)間點(diǎn)t3與t4之間出現(xiàn)特定徑向距離值Sr的明顯的相反變化。車輛3相對(duì)于雷達(dá)設(shè)備I到達(dá)如下對(duì)象角度區(qū)域中,在該區(qū)域中在車輛側(cè)面34上的粗糙目標(biāo)31比在車輛正面33的上粗糙目標(biāo)31更強(qiáng)地分散開。因?yàn)楝F(xiàn)在主要是車輛側(cè)面34上的粗糙目標(biāo)31有助于形成特定徑向距離&,所以特定徑向距離&在很短的時(shí)間段內(nèi)連續(xù)地從車輛正面33移到車輛3的側(cè)面上。特定徑向距離\的這種短時(shí)間的相反的變化在曲線圖的曲線中導(dǎo)致明顯可見的、偏離曲線圖之前的曲線而上升的非連續(xù)性區(qū)段U。
[0052]在車輛3直到離開雷達(dá)錐12所經(jīng)過的剩余路段(在測(cè)量時(shí)間點(diǎn)t4之后)上,不再出現(xiàn)特定徑向距離\的明顯變化。函數(shù)的曲線圖在非連續(xù)性區(qū)段U之后,如在測(cè)量時(shí)間點(diǎn)t3之前那樣,作為幾乎線性下降的直線延伸。
[0053]非連續(xù)性區(qū)段U的長(zhǎng)度表征車輛3的長(zhǎng)度并且可以與之相應(yīng)地被評(píng)估。在長(zhǎng)的車輛3 (例如載重汽車或巴士)中,與車輛側(cè)面34的后端部相對(duì)于車輛正面33具有明顯更小的間距的短的車輛3 (例如轎車)相比,特定徑向距離S,由于車輛正面33與車輛側(cè)面34的后端部之間較大的間距,得到徑向距離的較大的且在較長(zhǎng)時(shí)間段上進(jìn)行的變化。
[0054]因?yàn)樘囟◤较蚓嚯x&的變化是時(shí)間的函數(shù),所以評(píng)估也依賴于車輛速度。因此在第六方法步驟(未示出)中,將所測(cè)定的非連續(xù)性區(qū)段U的長(zhǎng)度對(duì)計(jì)算出的車輛速度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
[0055]緊接著,通過將檢測(cè)到的車輛3的所測(cè)定且標(biāo)準(zhǔn)化的非連續(xù)性區(qū)段U的長(zhǎng)度與存儲(chǔ)的典型的對(duì)速度標(biāo)準(zhǔn)化的區(qū)段長(zhǎng)度(模型長(zhǎng)度)進(jìn)行比較可以將車輛3分類。
[0056]該模型長(zhǎng)度可以如下這樣得到,即,用相同的方法來檢測(cè)車輛3,這些車輛的分類是已知的并且它們以標(biāo)準(zhǔn)化的速度行駛穿過同一或相同的雷達(dá)錐12。
[0057]在理論上,這種培訓(xùn)可以直接在實(shí)際執(zhí)行方法之前在將雷達(dá)設(shè)備I相對(duì)于車道2布置之后進(jìn)行。車輛3于是行駛穿過同一雷達(dá)錐12。在這種情況下,當(dāng)對(duì)徑向速度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,而不是對(duì)車輛速度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化時(shí),雷達(dá)設(shè)備I不必非要精確地以相對(duì)于車道2的預(yù)定的安裝角15、17和間距14、16來布置。
[0058]但是實(shí)際上優(yōu)選一次性地培訓(xùn)雷達(dá)設(shè)備1,然后針對(duì)稍后的方法執(zhí)行將雷達(dá)設(shè)備I完全像為了培訓(xùn)而安裝那樣來安裝。車輛3于是在一定程度上行駛穿過相同的雷達(dá)錐12。
[0059]在第二實(shí)施例中,代替特定徑向距離Sr的變化應(yīng)該根據(jù)圖2c利用特定對(duì)象角度β的變化,用于評(píng)估和分類。在此在函數(shù)的曲線圖中也示出了非連續(xù)性區(qū)段U,其依賴于車輛類別具有典型長(zhǎng)度。
[0060]在該方法的另一實(shí)施例中,所做出的分類,如其根據(jù)第一或第二實(shí)施例中所闡述的那樣,應(yīng)該通過結(jié)合另一評(píng)估方式來校驗(yàn)或改進(jìn)。
[0061]為此,在跟蹤(Tracking)車輛3在其路段上穿過雷達(dá)錐12時(shí)在預(yù)定的測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn檢測(cè)粗糙目標(biāo)31的統(tǒng)計(jì)分布。粗糙目標(biāo)31的統(tǒng)計(jì)分布表示檢測(cè)到的車輛3的規(guī)格的粗略的量度并且提供了車輛類別的指示。
[0062]如在圖3中示意性所示,為了記錄粗糙目標(biāo)31的統(tǒng)計(jì)分布可以針對(duì)每個(gè)檢測(cè)到的車輛3使用如下暫時(shí)的坐標(biāo)系統(tǒng),其在跟蹤(Tracking)期間與車輛3 —起運(yùn)動(dòng)。暫時(shí)的坐標(biāo)系統(tǒng)與檢測(cè)到的車輛3的聯(lián)結(jié),與測(cè)量時(shí)間點(diǎn)相關(guān)地通過針對(duì)粗糙目標(biāo)31在相關(guān)的形成坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)的測(cè)量時(shí)間 點(diǎn)tn測(cè)定的特定徑向距離\來實(shí)現(xiàn)。在確定的位置上(車輛3在行駛穿過雷達(dá)錐12時(shí)到達(dá)這些位置并且這些位置對(duì)于每個(gè)另外檢測(cè)到的車輛3是相同的),車輛3的所有可在這些測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn檢測(cè)到的粗糙目標(biāo)31都被記入并存儲(chǔ)在暫時(shí)的坐標(biāo)系統(tǒng)中。
[0063]最后通過將暫時(shí)的坐標(biāo)系統(tǒng)疊加并測(cè)定在坐標(biāo)系統(tǒng)中粗糙目標(biāo)31的統(tǒng)計(jì)分散性,將所有從該車輛3檢測(cè)到并存儲(chǔ)的單個(gè)分布疊加。該分散性表征不同的車輛類別。在此不僅主要包括車輛長(zhǎng)度,而且也包括車輛寬度和車輛高度。通過與已經(jīng)分類的車輛3的分散性進(jìn)行比較可以將檢測(cè)到的車輛3配屬于車輛類別。
[0064]僅在一個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn檢測(cè)車輛3的粗糙目標(biāo)31的分布也可以是足夠的。該測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn有利地如下這樣來選擇,即,使在所檢測(cè)車輛3上的不同的粗糙目標(biāo)31的最大的空間差別和最表征特征的分布可以被期待。最適合于此的位置是,在這些位置中在車輛側(cè)面34上檢測(cè)到比在車輛正面33上更多的粗糙目標(biāo)31,并且在透視角度上來看車輛3處于雷達(dá)設(shè)備I附近。與圖2a相應(yīng)地,這尤其適用于測(cè)量時(shí)間點(diǎn)〖4之后的所有測(cè)量時(shí)間點(diǎn)tn。如果在這樣的測(cè)量時(shí)間點(diǎn)、來評(píng)估粗糙目標(biāo)31的幾何分布,那么根據(jù)幾何分布的分散性并與之前測(cè)定且分類的分散性進(jìn)行比較可以得出關(guān)于車輛類別的結(jié)論。
[0065]在該方法的另一實(shí)施例中,該方法根據(jù)第一和第二實(shí)施例為了校驗(yàn)應(yīng)該補(bǔ)充其他評(píng)估方式用以分類。為此,可以應(yīng)用由J.X.Fang等人(“A ground vehicle classificationapproach using unmodulated continous-wave radar,, 在:IET InternationalConference on Radar Systems2007,1至4頁)已經(jīng)針對(duì)CW雷達(dá)所描述的方法,其在此被拓展到應(yīng)用FSK雷達(dá)I。
[0066]每個(gè)車輛3通常具有不同的特別高地反射雷達(dá)輻射11的表面區(qū)段。如下從車身凸出的附加部分經(jīng)常屬于此,例如車輛牌照、車側(cè)鏡、門把手、保險(xiǎn)杠邊沿、擋風(fēng)玻璃框架、具有陡的角梯度的車身區(qū)段等。如果在車輛3上僅檢測(cè)到并評(píng)估這些表面區(qū)段的反射信號(hào),那么在這些表面區(qū)段中的一些上可以證明有表征特征的反射模型,這些反射模型在一種車輛類別的不同車輛3的相同的表面區(qū)段上可以再次找到。利用適合的查找方法可以在反射信號(hào)中查找這些反射模型并對(duì)其布置進(jìn)行評(píng)估。將該反射模型的類型和布置與已經(jīng)分類的反射模型進(jìn)行比較于是可以實(shí)現(xiàn)所檢測(cè)車輛3的分類。
[0067]附圖標(biāo)記列表
[0068]I 雷達(dá)設(shè)備
[0069]11 雷達(dá)輻射
[0070]12 雷達(dá)錐
[0071]13 對(duì)稱軸線
[0072]14 水平安裝間距
[0073]15 水平角度
[0074]16 豎直安裝間距
[0075]17 豎直角度
[0076]2 車道
[0077]21 車道邊緣
[0078]22 橋
[0079]3 車輛
[0080]31 粗糙目標(biāo)
[0081]32 特定位置參數(shù)
[0082]33 車輛正面
[0083]34 車輛側(cè)面
[0084]tn 測(cè)量時(shí)間點(diǎn)
[0085]Sr 特定位置參數(shù)的徑向距離、特定徑向距離
[0086]β 特定對(duì)象角度、特定位置參數(shù)的對(duì)象角度
[0087]U 非連續(xù)性區(qū)段
[0088]α 車輛角度
【權(quán)利要求】
1.一種用于通過跟蹤車輛(3)的位置參數(shù)來將行駛車輛(3)分類的方法,其中,車輛(3 )在行駛穿過由雷達(dá)輻射(11)形成的雷達(dá)錐(12 )時(shí),通過所述車輛(3 )的被施以雷達(dá)輻射(11)的表面反射所述雷達(dá)輻射(11)并且在發(fā)射和接收所述雷達(dá)輻射(11)的雷達(dá)設(shè)備(O中生成測(cè)量信號(hào)的方式被測(cè)量,所述方法具有如下方法步驟: a)以相對(duì)于車道(2)的車道表面的已知的豎直安裝角度(17)和已知的豎直安裝間距(16)以及相對(duì)于所述車道(2)的車道邊緣(21)的已知的水平安裝角度(15)和水平安裝間距(14)來布置雷達(dá)設(shè)備(I ),所述雷達(dá)設(shè)備在測(cè)量持續(xù)時(shí)間內(nèi)在多個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)(tn)接收大量測(cè)量信號(hào),其中,每個(gè)測(cè)量信號(hào)能推導(dǎo)出徑向速度、作為位置參數(shù)(32)的徑向距離(?)和對(duì)象角度(β ); b )借助所述雷達(dá)設(shè)備(I)發(fā)射出形成雷達(dá)錐(12 )的雷達(dá)輻射(11),并且在多個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)(tn)檢測(cè)測(cè)量信號(hào); c)為每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)(tn)從所述測(cè)量信號(hào)中推導(dǎo)出徑向速度、對(duì)象角度以及徑向距離,并且將所述徑向速度、對(duì)象角度以及徑向距離配屬于可能引起他們的行駛穿過所述雷達(dá)錐(12)的車輛(3); d)為每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)(tn)以各自相同的計(jì)算規(guī)則從配屬于車輛(3)的徑向距離(?)和對(duì)象角度(β )中形成特定位置參數(shù)(32)并計(jì)算出車輛速度; e)將所述特定位置參數(shù)(32)存儲(chǔ)為在包括所述測(cè)量時(shí)間點(diǎn)(tn)在內(nèi)的測(cè)量持續(xù)時(shí)間上的函數(shù),并且在所述函數(shù)的曲線中確定非連續(xù)性區(qū)段(U),所述非連續(xù)性區(qū)段通過所述特定位置參數(shù)(32)在測(cè)量時(shí)間上的跳躍式變化來限定邊界; f )借助計(jì)算出的車輛速度來測(cè)定所述非連續(xù)性區(qū)段(U)對(duì)速度標(biāo)準(zhǔn)化后的長(zhǎng)度,并且將所述區(qū)段對(duì)速度標(biāo)準(zhǔn)化后的長(zhǎng)度與所存儲(chǔ)的對(duì)于不同車輛類別而言典型的這種區(qū)段對(duì)速度標(biāo)準(zhǔn)化后的長(zhǎng)度進(jìn) 行比較,以便由此將車輛(3)分類。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)(tn)上所述特定位置參數(shù)(32)通過計(jì)算配屬于該測(cè)量時(shí)間點(diǎn)的徑向距離(?)的算數(shù)平均值來形成,并且,至少其中一個(gè)安裝角度(15、17)是銳角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)(tn)上所述特定位置參數(shù)(32)通過計(jì)算配屬于該測(cè)量時(shí)間點(diǎn)(tn)的對(duì)象角度(β )的算數(shù)平均值來形成,并且,所述水平安裝角度(15)是銳角,而所述豎直安裝角度(17) <5。。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,從配屬的測(cè)量信號(hào)中與測(cè)量時(shí)間點(diǎn)相關(guān)地計(jì)算出至少一個(gè)與車輛相關(guān)的坐標(biāo)系統(tǒng),所述坐標(biāo)系統(tǒng)的位置和取向在每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)(tn)都通過坐標(biāo)原點(diǎn)的通過所述特定位置參數(shù)(32)和暫時(shí)行駛方向來確定的暫時(shí)地點(diǎn)來確定;將每個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)(tn)推導(dǎo)出的、在該測(cè)量時(shí)間點(diǎn)(tn)分別表示車輛(3)上粗糙目標(biāo)(31)的地點(diǎn)坐標(biāo)的徑向距離(?)和對(duì)象角度(β )分別換算到所述與車輛相關(guān)的坐標(biāo)系統(tǒng)中,并且將所述粗糙目標(biāo)(31)的位置的統(tǒng)計(jì)分布與所存儲(chǔ)的對(duì)于不同車輛類別而言典型的分布進(jìn)行比較,以便由此校驗(yàn)對(duì)車輛(3)所做的分類。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其特征在于,將所述粗糙目標(biāo)(31)在各測(cè)量時(shí)間點(diǎn)(tn)的位置的統(tǒng)計(jì)分布通過疊加所述坐標(biāo)系統(tǒng)的方式匯總。
【文檔編號(hào)】G01S7/41GK103593979SQ201310353732
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月14日
【發(fā)明者】邁克爾·萊寧 申請(qǐng)人:業(yè)納遙控設(shè)備有限公司