[发明专利]超速车辆所在车道检测方法

权利要求书

1.一种超速车辆所在车道检测方法，其特征在于包括如下步骤：

A.通过雷达接收所有车辆的回波，并对接收到的所有车辆的回波进行混频和信号提取，得到只含多普勒频率的低频分量s_o(t)；

B.将基带信号数字化，并用数字化后的基带信号构造复接收数字信号序列，再对复接收数字信号序列进行加权，得到加权后的输出矩阵S_o；

C.对加权后输出矩阵S_o作频谱分析，得到超速车辆的个数，并提取所有超速车辆的速度信息；

D.创建多目标分辨表：首先建立所有车道上只有一辆汽车超速的多目标分辨表，然后通过线性叠加原理，得到多辆汽车超速时的多目标分辨表；

E.查表判断当前测速时刻超速车辆的位置，并结合步骤C中的速度信息最终确定出每一个超速车辆的速度。

2.根据权利要求1所述的超速车辆所在车道检测方法，其特征在于步骤A所述的对接收到的所有车辆的回波进行混频和信号提取，按如下步骤进行：

A1）将接收到的回波信号与发射信号进行混频，得到含有两种频率分量的混合信号s_c(t)：

其中，f₀为发射信号的频率，f_d为多普勒频率，为发射信号的初始相位，t₀为从信号发射到回波接收所经过的时间，为第i个阵元接收的信号相对于最外侧阵元接收的信号的相位延迟；

A2）对混合信号s_c(t)作低频提取，得到只含有多普勒信息的低频分量s_o(t)：

其中A为混频后的幅度增益。

3.根据权利要求1所述的超速车辆所在车道检测方法，其特征在于步骤B所述的对复接收数字信号序列进行加权，按如下步骤进行：

B1）计算各个波束的主瓣区和零陷区的角度变化范围，得到各个波束的波束指向θ₁,θ₂，…,θ_i,…,θ_N，再根据波束指向得到指向θ_i的导向矢量a(θ_i)，1≤i≤N：

a‾(θi)=1exp(-j2πdsinθi/λ)···exp(-j2π(Nc-1)dsinθi/λ),]]>

其中，N为车道数，N_c为阵元个数，d为振元间距，j为虚数单位，λ为发射信号的波长，exp表示以常数e为底的指数运算；

B2）利用导向矢量a(θ_i)，构造空域约束矩阵C：

C=(a(θ₁)…a(θ_n))；

B3）计算经过低频提取后的回波低频分量s_o(t)的相关矩阵R：

其中，为的转置，E表示计算参数的期望；

B4）根据相关矩阵R和空域约束矩阵C，利用最优阵列波束形成器准则，计算阵列波束的最优权：

Wopt=FR-1CCHR-1C,]]>

其中F为θ_i,1≤i≤N对应的空域约束值；

B5）利用阵列波束最优权W_opt，得到阵列波束最优权系数

ω→θBi=Wopt|θ=θi;]]>

B6）建立N×N_c的阵列波束最优权系数矩阵ω：

ω=ωθB1→ωθB2→···ωθBN→;]]>

B7）根据阵列波束最优权系数矩阵ω和输入信号矩阵S，得到加权后的输出矩阵S_o：

其中，输入信号矩阵N_S为目标数。

4.根据权利要求1所述的超速车辆所在车道检测方法，其特征在于步骤D所述的建立所有车道上只有一辆汽车超速的多目标分辨表，按如下步骤进行：

D1）根据具体车道数N，确定需要形成的波束个数n：n=N，并以波束个数n作为多目标分辨表的横坐标；

D2）根据单个车辆出现在的不同位置，分为N种情况，并以此N种情况作为多目标分辨表的纵坐标；

D3）以横坐标和纵坐标为基准建立多目标分辨表，将超速车辆出现在具体车道时，每一个波束检测到的超速目标个数填入对应的表格。