一種智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)。微波交通雷達(dá)技術(shù)由于微波頻率較低，在目標(biāo)識(shí)別的精度上欠缺，還不能準(zhǔn)確進(jìn)行車型識(shí)別。本實(shí)用新型的目的是提供一種智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的車型識(shí)別，該識(shí)別系統(tǒng)包括檢測(cè)器，接收天線和PC機(jī)；檢測(cè)器為無(wú)源毫米波檢測(cè)器，由視頻放大器，信號(hào)處理單元，電源供給單元，以及均工作在毫米波頻率的低噪聲放大器和平方率檢波器組成；毫米波天線與低噪聲放大器連接,低噪聲放大器、平方率檢波器、視頻放大器和信號(hào)處理單元依次連接；電源供給單元與低噪聲放大器、視頻放大器、信號(hào)處理單元連接；接收天線為毫米波天線。本實(shí)用新型自身耗能低，不對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生干擾影響。
【專利說(shuō)明】一種智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于智能交通領(lǐng)域，具體涉及一種智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]現(xiàn)代智能交通系統(tǒng)(IntelligentTransportation System, ITS),是一種先進(jìn)的一體化交通綜合管理系統(tǒng)，它通過(guò)先進(jìn)傳感技術(shù)、先進(jìn)的通訊手段和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等的共同協(xié)作作用，使交通更安全、更有效率、更可靠、更環(huán)保、更節(jié)省時(shí)間和成本。
[0003]作為ITS先進(jìn)傳感器技術(shù)之一的微波交通雷達(dá)，又被稱為微波交通檢測(cè)器，與視頻檢測(cè)等相區(qū)別。國(guó)際上的主流產(chǎn)品就是微波雷達(dá)配合高速攝像頭拍攝超速。在車流量檢測(cè)方面，微波交通雷達(dá)作為主打產(chǎn)品不僅逐步占據(jù)歐美市場(chǎng)，而且逐步進(jìn)入亞洲、中國(guó)市場(chǎng)。現(xiàn)代ITS的先進(jìn)傳感技術(shù)中，微波交通雷達(dá)技術(shù)已成為城市環(huán)線道路實(shí)時(shí)交通信息檢測(cè)的主流選擇。與其他先進(jìn)傳感技術(shù)如:地感線圈、視頻監(jiān)控、機(jī)動(dòng)車GPS定位、人工報(bào)警等相比，微波交通雷達(dá)具有其他檢測(cè)手段難以媲美的優(yōu)點(diǎn):如數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性強(qiáng)，檢測(cè)數(shù)據(jù)量充足，檢測(cè)精度高，安裝和維護(hù)時(shí)方便；壽命長(zhǎng)，維護(hù)成本低；不受光照以及惡劣自然環(huán)境因素影響的全天候工作特性。
[0004]因此，近幾年微波交通雷達(dá)技術(shù)得到了迅速發(fā)展，它能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)道路交通的車流量、車道占有率等交通流信息，在現(xiàn)代ITS先進(jìn)傳感技術(shù)中逐步占據(jù)重要地位。但是微波交通雷達(dá)技術(shù)還存在下述缺憾:
[0005]1、微波的頻率較低，因而在目標(biāo)識(shí)別的精度上欠缺，因而往往作為智能交通中判斷車流量檢查雷達(dá)應(yīng)用，還不能準(zhǔn)確進(jìn)行車型識(shí)別；
[0006]2、微波交通雷達(dá)工作于主動(dòng)體制，向目標(biāo)發(fā)射微波，因而其功耗較大；對(duì)汽車電子的工作會(huì)造成一定的頻率干擾，且容易為電子狗等設(shè)備截獲，對(duì)交通檢測(cè)與執(zhí)法帶來(lái)隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的車型識(shí)別，為智能交通提供良好的傳感器技術(shù)支持。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0009]一種智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)，其特殊之處在于:所述系統(tǒng)包括檢測(cè)器，接收天線和PC機(jī)；所述檢測(cè)器為無(wú)源毫米波檢測(cè)器，所述無(wú)源毫米波檢測(cè)器由視頻放大器，信號(hào)處理單元，電源供給單元，以及均工作在毫米波頻率的低噪聲放大器和平方率檢波器組成；毫米波天線與低噪聲放大器連接，低噪聲放大器、平方率檢波器、視頻放大器和信號(hào)處理單元依次連接；所述電源供給單元與毫米波檢測(cè)器的低噪聲放大器、視頻放大器、信號(hào)處理單元連接；所述接收天線為毫米波天線。
[0010]進(jìn)一步，上述平方率檢波器為混合集成的二極管檢波器。
[0011 ] 進(jìn)一步，上述低噪聲放大器為微波/毫米波單片集成電路芯片，低噪聲放大器采取級(jí)聯(lián)的方式級(jí)聯(lián)多片芯片，芯片間通過(guò)微帶線相連，第一級(jí)毫米波低噪聲放大器芯片的選型優(yōu)先考慮其低噪聲系數(shù)；第二級(jí)及以后的毫米波低噪聲放大器芯片的選型優(yōu)先考慮其高增益。
[0012]進(jìn)一步，上述毫米波天線為單一接收天線，為平面微帶結(jié)構(gòu)，毫米波天線制作在高頻低損耗的單片毫米波電路板上，并通過(guò)探針或微帶與低噪聲放大器相連。
[0013]進(jìn)一步，上述視頻放大器、信號(hào)處理單元、電源供給單元集成在高頻低損耗的單片電路板上。
[0014]一般智能交通應(yīng)用的車輛檢測(cè)器，在主動(dòng)體制上，有微波、超聲波雷達(dá)等，采取發(fā)射-接收的模式，檢測(cè)器向車輛發(fā)射微波/超聲波，依靠接收目標(biāo)的回波信號(hào)進(jìn)行車輛的檢測(cè)；在被動(dòng)體制上，有紅外、電磁感應(yīng)線圈等，不向目標(biāo)發(fā)射信號(hào)，單純靠接收目標(biāo)的輻射/感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行車輛的檢測(cè)。
[0015]本實(shí)用新型的毫米波檢測(cè)器，用于車輛檢測(cè)和車型識(shí)別，采樣無(wú)源(被動(dòng))工作體制，不向檢測(cè)目標(biāo)發(fā)射電磁波，單純靠接收目標(biāo)的輻射毫米波進(jìn)行車輛檢測(cè)與車型識(shí)別。其工作原理如下:
[0016]無(wú)源毫米波檢測(cè)器通過(guò)檢測(cè)其頻段內(nèi)的電磁能量來(lái)進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)和識(shí)別。在毫米波段，不同物體的發(fā)射率差異很大，發(fā)射率較低的物體，不論其溫度如何，它自身輻射的能量都較少，而主要是反射周圍環(huán)境的溫度。這種機(jī)理使無(wú)源毫米波檢測(cè)器在探測(cè)金屬目標(biāo)時(shí)有一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn):因?yàn)榻饘倌繕?biāo)的發(fā)射率很低，它幾乎僅僅是反射天空的溫度，天空溫度不僅較低，且在一定時(shí)空范圍內(nèi)基本不變，因而金屬目標(biāo)的毫米波輻射特征很穩(wěn)定。無(wú)源毫米波檢測(cè)器對(duì)目標(biāo)的探測(cè)和識(shí)別，就是通過(guò)對(duì)目標(biāo)與背景的毫米波輻射特性測(cè)量來(lái)進(jìn)行。
[0017]根據(jù)普朗克定律，一切高于絕對(duì)溫度零點(diǎn)的物體都要對(duì)外輻射電磁波。在無(wú)源毫米波探測(cè)的研究中通常用溫度(以絕對(duì)溫度K為單位)來(lái)表示目標(biāo)毫米波輻射功率的大小。金屬的毫米波輻射只是非常小的一部分，更多的部分是金屬對(duì)環(huán)境的毫米波輻射的強(qiáng)反射，因此，室外條件下，反射天頂毫米波輻射(輻射溫度最低為70K左右)的金屬車輛目標(biāo)在背景(典型地物的輻射溫度為290K左右)中具有更強(qiáng)的對(duì)比度，因而更易識(shí)別。
[0018]金屬車輛目標(biāo)的實(shí)際輻射溫度低于公路背景，無(wú)源毫米波檢測(cè)器對(duì)路面金屬結(jié)構(gòu)車輛目標(biāo)的檢測(cè)和識(shí)別，正是在輻射溫度高的“熱”背景中，尋找輻射溫度低的“冷”目標(biāo)。
[0019]因此，從無(wú)源毫米波檢測(cè)器的輸出電壓變化信號(hào)，不僅可以對(duì)車輛進(jìn)行檢測(cè)，而且可以對(duì)車型進(jìn)行識(shí)別，即:大型車的占地面積AT大，輸出電壓變化信號(hào)大；小型車的占地面積AT大,輸出電壓變化信號(hào)小。車型大小與輸出電壓變化信號(hào)之間存在正比關(guān)系。
[0020]本實(shí)用新型的智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)，毫米波天線工作于毫米波頻率30?300GHz，毫米波檢測(cè)器工作體制非雷達(dá)體制，檢測(cè)器不向外輻射毫米波，而是單純靠接收目標(biāo)的輻射毫米波，來(lái)進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)和識(shí)別的被動(dòng)(無(wú)源)體制；毫米波檢測(cè)器由低噪聲放大器、平方率檢波器，工作于低頻頻率的視頻放大器、信號(hào)處理單元以及電源供給單元組成。毫米波檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，車輛向毫米波檢測(cè)器方向行進(jìn)，從車輛進(jìn)入毫米波天線波束地面投影區(qū)域，到車輛駛出該區(qū)域，毫米波檢測(cè)器向PC機(jī)輸出檢測(cè)信號(hào)和判斷信號(hào)；如果車輛未通過(guò)，毫米波檢測(cè)器的輸出電壓信號(hào)無(wú)變化，PC機(jī)做出未檢測(cè)到車輛的判斷；如果有車輛通過(guò)，則毫米波檢測(cè)器向PC機(jī)輸出的電壓變化信號(hào)，電壓變化信號(hào)的幅度大小與車型大小一致，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的閾值，PC機(jī)做出檢測(cè)到車輛及車型識(shí)別的判斷。[0021]此外，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，穩(wěn)定性高，具有惡劣天氣(沙塵、大霧等)下正常工作的特點(diǎn)，是一種性能優(yōu)良的智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)。本實(shí)用新型的檢測(cè)器相比于微波檢測(cè)器，毫米波檢測(cè)器具有更高的探測(cè)精度精，全天候工作，且算法簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、可移動(dòng)、無(wú)路面破壞性，是一種無(wú)輻射的新型檢測(cè)器。本實(shí)用新型的檢測(cè)器采用無(wú)源工作體制一與微波雷達(dá)檢測(cè)器和毫米波雷達(dá)檢測(cè)器相比，該無(wú)源毫米波檢測(cè)器自身不發(fā)生電磁波，因而對(duì)方無(wú)法監(jiān)控；自身耗能低；不對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生干擾影響；系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，器件少，成本低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的識(shí)別系統(tǒng)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]參見圖1，一種智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)，包括檢測(cè)器，接收天線和PC機(jī)；所述檢測(cè)器為無(wú)源毫米波檢測(cè)器，無(wú)源毫米波檢測(cè)器由視頻放大器，信號(hào)處理單元，電源供給單元，以及均工作在毫米波頻率的低噪聲放大器和平方率檢波器組成；毫米波天線與低噪聲放大器連接，低噪聲放大器、平方率檢波器、視頻放大器和信號(hào)處理單元依次連接；所述電源供給單元與毫米波檢測(cè)器的低噪聲放大器、視頻放大器、信號(hào)處理單元連接；所述接收天線為毫米波天線，毫米波天線接收其天線波束場(chǎng)景內(nèi)的毫米波輻射能量。
[0025]平方率檢波器為混合集成的二極管檢波器，不與電源供給單元相連。
[0026]低噪聲放大器為微波/毫米波單片集成電路芯片，低噪聲放大器采取級(jí)聯(lián)的方式級(jí)聯(lián)多片芯片，芯片間通過(guò)微帶線相連，第一級(jí)毫米波低噪聲放大器芯片的選型優(yōu)先考慮其低噪聲系數(shù)；第二級(jí)及以后的毫米波低噪聲放大器芯片的選型優(yōu)先考慮其高增益。
[0027]毫米波天線為單一接收天線，為平面微帶結(jié)構(gòu)，毫米波天線制作在高頻低損耗的單片毫米波電路板上，并通過(guò)探針或微帶與低噪聲放大器相連。
[0028]低噪聲放大器用于接收毫米波天線的毫米波信號(hào)，對(duì)接收的毫米波信號(hào)進(jìn)行低噪聲系數(shù)的放大處理；平方率檢波器接收毫米波放大器放大的毫米波信號(hào)，將毫米波能量轉(zhuǎn)換為與其功率成正比低頻電壓信號(hào)，輸出表征車輛目標(biāo)毫米波輻射特征的低頻電壓信號(hào)；視頻放大器接收平方率檢波器的低頻電壓信號(hào)，用于對(duì)低頻電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理；視頻放大器的工作頻率和帶寬，與車輛通行的速度相關(guān)；信號(hào)處理單元用于接收經(jīng)過(guò)視頻放大器放大的低頻電壓信號(hào)，用于對(duì)放大的低頻電壓信號(hào)進(jìn)行去噪、平滑、模數(shù)變換，采樣信號(hào)、閾值判斷處理；電源供給單元用于提供電源動(dòng)力給低噪聲放大器、視頻放大器、信號(hào)處理單元，電源供給單元不與平方率檢波器相連。
[0029]本實(shí)用新型的一種智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛車型識(shí)別系統(tǒng)，在實(shí)際工作中，毫米波檢測(cè)器工作，車輛向檢測(cè)器檢測(cè)區(qū)域行進(jìn)；毫米波檢測(cè)器觀測(cè)檢測(cè)區(qū)域，輸出信號(hào)；PC機(jī)將檢測(cè)器輸出信號(hào)的電壓，與預(yù)先設(shè)立的有車輛通過(guò)和無(wú)車輛通過(guò)的門限電壓進(jìn)行對(duì)比，做出無(wú)車輛通過(guò)和有車輛通過(guò)的判斷:檢測(cè)器輸出電壓信號(hào)在該門限電壓之下，PC機(jī)做出無(wú)車輛通過(guò)的判斷，否則，PC機(jī)做出有車輛通過(guò)的判斷；在判斷為有車輛通過(guò)的情況下，PC機(jī)將檢測(cè)器輸出信號(hào)的電壓，與預(yù)先設(shè)立的不同車型的門限電壓范圍進(jìn)行對(duì)比，不同車型的門限電壓范圍分別具有下限與上限，根據(jù)檢測(cè)器輸出信號(hào)的電壓落在哪一個(gè)車型的門限電壓范圍，PC機(jī)做出與之相應(yīng)的通過(guò)車輛的車型識(shí)別判斷。
【權(quán)利要求】
1.一種智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括檢測(cè)器，接收天線和PC機(jī)；所述檢測(cè)器為無(wú)源毫米波檢測(cè)器，所述無(wú)源毫米波檢測(cè)器由視頻放大器，信號(hào)處理單元，電源供給單元，以及均工作在毫米波頻率的低噪聲放大器和平方率檢波器組成；毫米波天線與低噪聲放大器連接，低噪聲放大器、平方率檢波器、視頻放大器和信號(hào)處理單元依次連接；所述電源供給單元與毫米波檢測(cè)器的低噪聲放大器、視頻放大器、信號(hào)處理單元連接；所述接收天線為毫米波天線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述平方率檢波器為混合集成的二極管檢波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述低噪聲放大器為微波/毫米波單片集成電路芯片，低噪聲放大器采取級(jí)聯(lián)的方式級(jí)聯(lián)多片芯片，芯片間通過(guò)微帶線相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述毫米波天線為單一接收天線，為平面微帶結(jié)構(gòu)，毫米波天線制作在高頻低損耗的單片毫米波電路板上，并通過(guò)探針或微帶與低噪聲放大器相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能交通中的機(jī)動(dòng)車輛識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于:所述視頻放大器、信號(hào)處理單元、電源供給單元集成在高頻低損耗的單片電路板上。
【文檔編號(hào)】G08G1/017GK203588460SQ201320573745
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】時(shí)翔, 宋依青, 查志琴, 沈利香, 鄔佳偉, 莊燕濱, 朱宇光, 嚴(yán)偉中, 何松, 潘群, 楊雄, 徐強(qiáng), 王琳 申請(qǐng)人:常州工學(xué)院