br>[0053] 本發(fā)明所述步驟（5)中，依據(jù)兩路接收天線的信號相位差計算出目標(biāo)車輛的角度 信息。
[0054] 本發(fā)明所述步驟（5)中，依據(jù)接收信號的多普勒頻移計算出目標(biāo)車輛的速度信息 和距離信息。
[0055] 本發(fā)明所述步驟（5)中，依據(jù)雷達(dá)與路面角度及雷達(dá)相對于路面的安裝高度信 息，進(jìn)行座標(biāo)系變換，計算出目標(biāo)車輛在坐標(biāo)系的XYZ座標(biāo)。
[0056] 本發(fā)明所述步驟（1)中，射頻信號的信號調(diào)制頻率為ΙΚΗζ。
[0057] 本發(fā)明所述步驟（7)中，將放大濾波后的信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后送入DSP處理裝置，并 對調(diào)制信號上升沿和下降沿采樣數(shù)據(jù)分別進(jìn)行FFT變換，得到FFT信號頻譜峰值，計算出 差頻信號頻率f dlff_up及f dlff_d。?，即可分析得到目標(biāo)車輛的距離信息和瞬時速度信息；其 中，動態(tài)目標(biāo)車輛的距離R、瞬時速度V與信號差頻f diff_up、fdiff_d_的關(guān)系滿足：
[0060] 式中，C。=光速，Λ f =信號調(diào)制頻寬，T =信號調(diào)制周期。
[0061] 本發(fā)明所述步驟（7)中，兩路接收天線的信號相位差由FFT相位普相減直接計算 出來，相位差Φ與目標(biāo)車輛角度Θ的關(guān)系如下面公式：
[0063] D為兩條接收天線之間保持的距離。
[0064] 具體信號處理方法
[0065] (1)設(shè)置調(diào)制信號
[0066] 同時探測目標(biāo)的速度、距離和角度信息時，調(diào)制信號采用三角波信號（參見圖3)。 由于同時存在時間延遲效應(yīng)和多普勒頻移效應(yīng)，因此選用一個三角函數(shù)（具有升坡曲線和 降坡曲線）來滿足此時問題的復(fù)雜性。
[0067] 調(diào)制頻率：調(diào)制信號頻率理論上最大不能超過150kHz，本多目標(biāo)雷達(dá)選用IKHz的 信號調(diào)制頻率。
[0068] (2)接收信號處理
[0069] 將濾波后的信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后送入DSP處理裝置，并對調(diào)制信號上升沿（up)和下 降沿（down)采樣數(shù)據(jù)分別進(jìn)行FFT變換，得到FFT信號頻譜峰值，計算出差頻信號頻率 WUP、Wd_(圖4)，即可分析得到目標(biāo)的距離信息和瞬時速度信息。其中，動態(tài)目標(biāo)距 離信息是由多普勒效應(yīng)和時間延遲效應(yīng)疊加來反映的。動態(tài)目標(biāo)的距離R、瞬時速度V與信 號差頻 fdiff-up、 fdlff_d。?的關(guān)系如下面公式：
[0072] 式中，C。=光速，Λ f =信號調(diào)制頻寬，T =信號調(diào)制周期，對于一個選定的調(diào)制信 號，以上變量都是已知量，可直接代入公式。再代入fdlff_ up、fdlff_dmm即可求出速度V和距離 R0
[0073] 本發(fā)明的卡口雷達(dá)采用1發(fā)2收的結(jié)構(gòu)，兩條接收天線之間保持一定的距離d，使 接收到的兩路信號會由于角度的不同而產(chǎn)生相位差Φ (圖5)。在信號處理中，相位差可由 FFT相位普相減直接計算出來，相位差Φ與角度Θ的關(guān)系如下面公式：
[0075] 依據(jù)公式（1) (2) (3)求得的速度V，距離R，角度Θ，可直接得出目標(biāo)的極座標(biāo)位 置，再經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)的極角座標(biāo)變換公式，即可求出目標(biāo)的XYZ座標(biāo)。
[0076] X = RX cos Θ
[0077] Y = RXsin Θ
[0078] 由于雷達(dá)中心法線與目標(biāo)運動方向處于同一平面，因此Z座標(biāo)為零。
[0079] Z = O
[0080] 至此為止，目標(biāo)的位置及速度信息已經(jīng)全部計算出來，通過RS232和RS485總線發(fā) 送到外部設(shè)備，進(jìn)行圖像取證處理。圖像取證處理的相關(guān)內(nèi)容不包含在本專利之中。
[0081] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種多目標(biāo)雷達(dá)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)存儲處理和控制模塊、調(diào)制控制模塊、壓控 振蕩器、混頻器、放大濾波解調(diào)模塊、數(shù)\模轉(zhuǎn)換模塊、發(fā)射天線及接收天線；所述數(shù)據(jù)存 儲處理和控制模塊的信號傳輸端口分別與調(diào)制控制模塊及放大濾波解調(diào)模塊的信號傳輸 端口相接；所述調(diào)制控制模塊的信號傳輸端口經(jīng)壓控振蕩器與發(fā)射天線的信號傳輸端口相 接；所述壓控振蕩器的信號傳輸端口經(jīng)混頻器與放大濾波解調(diào)模塊的信號傳輸端口相接； 所述放大濾波解調(diào)模塊的信號傳輸端口經(jīng)數(shù)\模轉(zhuǎn)換模塊與數(shù)據(jù)存儲處理和控制模塊的 信號傳輸端口相接；所述接收天線的信號傳輸端口接混頻器的信號傳輸端口。2. 根根據(jù)權(quán)利要求1所述多目標(biāo)雷達(dá)所采用的數(shù)字信號處理方法，其特征在于：按如 下步驟依次實施： (1) 在射頻收發(fā)電路的VCO輸入端輸入一個Ξ角波調(diào)制信號； (2) 射頻收發(fā)電路發(fā)射調(diào)制過的射頻信號； (3) 射頻收發(fā)電路接收目標(biāo)車輛反射的射頻信號； (4) 接收信號LNA對收到的車輛反射信號進(jìn)行放大； (5) 正交混頻及下變頻環(huán)行器將收到的信號與發(fā)射信號混頻，得到0中頻差頻信號； 化)〇中頻放大器對中頻信號進(jìn)行放大； (7)放大后的信號傳送至后端數(shù)字信號處理電路，經(jīng)ADC及后端信號處理后得到目標(biāo) 車輛速度、角度、距離信息。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述多目標(biāo)雷達(dá)所采用的數(shù)字信號處理方法，其特征在于：所述步 驟（7)中，目標(biāo)車輛速度、角度、距離信息通過RS232或RS485模塊輸出到外部設(shè)備。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述多目標(biāo)雷達(dá)所采用的數(shù)字信號處理方法，其特征在于：所述步 驟（7)中，依據(jù)信號I/Q通道的相位差判定目標(biāo)車輛駛近、駛離信息。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述多目標(biāo)雷達(dá)所采用的數(shù)字信號處理方法，其特征在于：所述步 驟（7)中，依據(jù)兩路接收天線的信號相位差計算出目標(biāo)車輛的角度信息。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述多目標(biāo)雷達(dá)所采用的數(shù)字信號處理方法，其特征在于：所述步 驟（7)中，依據(jù)接收信號的多普勒頻移計算出目標(biāo)車輛的速度信息和距離信息。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述多目標(biāo)雷達(dá)所采用的數(shù)字信號處理方法，其特征在于：所述步 驟（7)中，依據(jù)雷達(dá)與路面角度及雷達(dá)相對于路面的安裝高度信息，進(jìn)行座標(biāo)系變換，計算 出目標(biāo)車輛在坐標(biāo)系的XYZ座標(biāo)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述多目標(biāo)雷達(dá)所采用的數(shù)字信號處理方法，其特征在于：所述步 驟（1)中，射頻信號的信號調(diào)制頻率為IKHz。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述多目標(biāo)雷達(dá)所采用的數(shù)字信號處理方法，其特征在于：所述步 驟（7)中，將放大濾波后的信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后送入DSP處理裝置，并對調(diào)制信號上升沿和下 降沿采樣數(shù)據(jù)分別進(jìn)行FFT變換，得到FFT信號頻譜峰值，計算出差頻信號頻率及 fdify?。，即可分析得到目標(biāo)車輛的距離信息和瞬時速度信息；其中，動態(tài)目標(biāo)車輛的距離 R、瞬時速度V與信號差頻fdw^up、fduy。?的關(guān)系滿足：(1)(2) 式中，Q=光速，Δf=信號調(diào)制頻寬，Τ=信號調(diào)制周期。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述多目標(biāo)雷達(dá)所采用的數(shù)字信號處理方法，其特征在于：所述步 驟（7)中，兩路接收天線的信號相位差由FFT相位普相減直接計算出來，相位差Φ與目標(biāo) 車輛角度Θ的關(guān)系如下面公式：D為兩條接收天線之間保持的距離。
【專利摘要】本發(fā)明屬道路車輛信息檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種多目標(biāo)雷達(dá)及其所采用的數(shù)字信號處理方法，包括數(shù)據(jù)存儲處理和控制模塊、調(diào)制控制模塊、壓控振蕩器、混頻器、放大濾波解調(diào)模塊、數(shù)\模轉(zhuǎn)換模塊、發(fā)射天線及接收天線；數(shù)據(jù)存儲處理和控制模塊的信號傳輸端口分別與調(diào)制控制模塊及放大濾波解調(diào)模塊的信號傳輸端口相接；調(diào)制控制模塊的信號傳輸端口經(jīng)壓控振蕩器與發(fā)射天線相接；壓控振蕩器的信號傳輸端口經(jīng)混頻器與放大濾波解調(diào)模塊的信號傳輸端口相接；放大濾波解調(diào)模塊的信號傳輸端口經(jīng)數(shù)\模轉(zhuǎn)換模塊與數(shù)據(jù)存儲處理和控制模塊的信號傳輸端口相接；接收天線接混頻器的信號傳輸端口。本發(fā)明目標(biāo)定位準(zhǔn)確、可同時監(jiān)控多條車道。
【IPC分類】G01S13/91, G08G1/01
【公開號】CN105319546
【申請?zhí)枴緾N201510154352
【發(fā)明人】王明明
【申請人】沈陽天擇智能交通工程有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年4月2日