[发明专利]基于雷达回波特征的铁路路障探测与告警方法及装置

摘要

本发明涉及一种基于雷达回波特征的铁路路障探测与告警方法及装置，列车高速行驶时，雷达探测器实时提取前方路面的雷达回波特征，数据处理及显控预警平台根据GPS惯性导航系统给出的列车位置信息，从存储器中读取列车安全行驶时的历史回波特征统计数据，并进行比对。若回波特征出现异常起伏的情况，系统给出告警信号，在保证安全刹车距离前提下，给驾驶员提供足够的处理时间。本发明所涉及的毫米波雷达探测距离远，分辨率高，能通过信号的实时处理得到前方的路面信息，且不受天气和气候的影响，系统简单可行，能满足高铁障碍探测的需求。

主权项

1.一种基于雷达回波特征的铁路路障探测与告警方法，其特征在于步骤如下：步骤1：将雷达安装在列车前部，调整天线波束指向与列车行进方向一致；步骤2：在列车行进过程中，雷达向列车前进方向发射毫米波段线性调频信号，雷达天线将接收到的射频回波信号进行下变频处理后得到中频信号；步骤3：将中频信号再次下变频后得到视频信号，对视频信号进行IQ正交采样后，得到和通道I/Q、差通道I/Q四路信号；步骤4：采用脉冲压缩技术和动目标检测MTD技术，同时对四路信号进行处理；步骤5：然后利用恒虚警技术CFAR，对步骤4处理得到四路数据中的和I/Q两路数据进行处理，得到一组过恒需警门限的目标幅度amp及其对应的采样点位置m，并由此得到目标点与雷达间的距离为式中c为光速，f_s为系统采样频率；步骤6：利用单脉冲测角技术，根据5中得到的采样点位置m，和步骤3中的和通道I/Q、差通道I/Q四路数据，对相应位置的目标进行测角，，得到与步骤5中目标幅度序列、距离序列相对应的一组角误差序列；步骤7：将步骤5和步骤6中得到的目标特征信息：目标幅度、距离、角误差，以及GPS惯导系统上报的当前列车位置数据，计算目标相对列车起点站的距离R₀＝R+R_G，R为雷达测得的距离，R_G为根据GPS数据计算的车头当前位置与起点站的距离，将上述目标特征信息与路面雷达回波特征数据库中R₀位置的回波统计特征数据进行比对：将检测时间内的实时目标幅度与路面雷达回波特征数据库中的目标幅度高出10dB的次数达到总上报次数的一半及一半以上时，给出提醒驾驶员处理险情的预警信号并进行显示；所述检测时间为0.5～0.6秒。