[发明专利]一种基于雷达技术的应急车道智能抓拍一体设备及方法

权利要求书

1.一种基于雷达技术的应急车道智能抓拍一体设备，其特征在于：包括雷达测速模块(1)、抓拍模块(2)与计算机处理模块(3)，所述抓拍模块(2)与所述雷达测速模块(1)均连接在所述计算机处理模块(3)上；

所述雷达测速模块(1)包括微波雷达模块(101)，所述微波雷达模块(101)接收的信号传送至信号处理模块(102)内进行处理，所述信号处理模块(102)的输出信号端设置有模数转换模块(103)，所述模数转换模块(103)输出的数字信号传送至FPGA控制模块(104)中；

所述抓拍模块(2)包括有全景相机(201)与特写相机(202)，所述全景相机(201)与所述特写相机(202)采集数据的输出端均连接在视频分配模块(203)上，所述视频分配模块(203)的输出端连接有视频检测模块(204)与视频抓拍模块(205)，所述视频检测模块(204)与所述视频抓拍模块(205)的输出数据均存储在无线网络A(206)的云端中，所述无线网络A(206)的子级连接有无线网络B(207)；

所述抓拍模块(2)的视频检测与识别模块包括有接收所述全景相机(201)信息的信号预处理模块(208)与虚拟线圈发生器(215)，所述信号预处理模块(208)对信号预处理后将信号传输至特征信号提取模块(209)中，所述特征信号提取模块(209)将信号进行特征提取后传送至数据处理存储模块(210)中，经过所述数据处理存储模块(210)处理后的数据传送至控制信号输出模块(211)中，所述控制信号输出模块(211)对传入的信号进行辨识后传送至车辆记录模块(212)中，所述车辆记录模块(212)对信息进行记录后将数据传送到交流控制中心模块(213)中，所述交流控制中心模块(213)的输出信号反作用在所述控制信号输出模块(211)上，所述虚拟线圈发生器(215)的输出信号作用在所述特征信号提取模块(209)与移动目标跟踪模块(214)上，所述移动目标跟踪模块(214)的输出端连接在所述数据处理存储模块(210)上，所述控制信号输出模块(211)对所述交流控制中心模块(213)提供的数据处理后反馈于所述虚拟线圈发生器(215)上。

2.根据权利要求1所述的一种基于雷达技术的应急车道智能抓拍一体设备，其特征在于：所述微波雷达模块(101)包括测速雷达传感器、输入天线与输出天线。

3.根据权利要求1所述的一种基于雷达技术的应急车道智能抓拍一体设备，其特征在于：所述微波雷达模块(101)与所述信号处理模块(102)之间通信的信号为混频信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于雷达技术的应急车道智能抓拍一体设备，其特征在于：所述计算机处理模块(3)包括内存硬件(301)与处理器(304)，所述内存硬件(301)包括硬盘(302)与显示屏(303)。

5.根据权利要求1所述的一种基于雷达技术的应急车道智能抓拍一体设备，其特征在于：所述无线网络A(206)与所述无线网络B(207)之间设置有多路复用器，所述无线网络B(207)为中心专用网络。

6.根据权利要求1所述的一种基于雷达技术的应急车道智能抓拍一体设备，其特征在于：所述信号处理模块(102)电路中的放大器型号选用OPA2735。

7.根据权利要求1所述的一种基于雷达技术的应急车道智能抓拍一体设备，其特征在于：所述FPGA控制模块(104)上连接有FLASH模块(105)、按键模块(106)与串口模块(107)。

8.根据权利要求1所述的一种基于雷达技术的应急车道智能抓拍一体设备的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100、首先判断选用波段与天线，已知雷达测速仪常用的工作频段分为X、K以及Ka三个波段，工作频率分别为10.5GHz、24.125GHz以及35.1GHz，由于X波段的波束主瓣宽度较宽，Ka波段多普勒频移太大，故选用K波段多普勒雷达作为系统测速传感器；为选取频带宽、结构简单、功率容量大以及使用方便的天线，选取喇叭天线作为测速的雷达天线，该天线属于一种微波天线；

S200、波段和天线选取完毕后，需要对FPGA控制模块进行相应地软件控制；首先设置当开始信号为1时启动AD采样然后判断FIFOK中帧数据是否满了，如果已经满了则读取FIFOK数据并进行频谱分析，如果没有满再返回上一步重新判断，最后将分析的数据存入FLASH中并显示，如果开始信号不为1无法继续执行；

S300、雷达测速模块设置好以后，接下来设置抓拍模块；首先设置好拍摄参数，选取全景相机的放置位置，尽量避免有死角的地方，再次设置好视频分配的方式，编写软件控制对于雷达反馈过来的超速车辆的信息进行视频抓拍操作，保证视频检测的情况下对于超速车辆实时抓拍，避免出现对应急车道超速的车辆拍摄不清的情况发生；

S400、为了避免恶劣天气以及噪音的影响，需要对相机采集的信号进行预处理，预处理提供HS和VS信号，降低视频噪音，自动增益清除天气影响，预处理利用帧相减技术消除静态阴影和背景的影响，同时规定邻域差分处理，消除动态阴影；

S500、各硬件模块与数据处理模块设置好后，开始接通电源，数据资源最终接入计算机中存储与显示，显示内容包括通过应急车道车辆的拍摄视频和速度数据。