[發明專利]一種毫米波防撞雷達目標探測方法

有效

• 申請號: 201010573931.2
• 申請日: 2010-12-05
• 公開（公告）號: CN102486538A
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發明（設計）人: 畢欣;杜勁松;李寧;湯俊
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G01S13/93
• 分類號: G01S13/93;G01S13/58;G01S7/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李曉光

技術領域

本發明涉及工業和汽車行業中的防撞裝備領域，具體的說是一種毫米波防撞雷達目標探測方法。

背景技術

對于工業和民用行車安全來說，最主要的判斷依據是兩車之間的相對距離和相對速度信息，當本車以較高的速度接近前方車輛或物體時，如果兩物體之間的相對距離太近，很容易造成碰撞事故。因此，工業現場和汽車行業常用防撞探測系統探測車體的周圍環境，在發生碰撞前發出報警或制動信息，避免碰撞造成的各種損失。

傳統的防撞探測系統中，通常采用激光和超聲波雷達探測并獲取車輛周圍環境信息，由于防撞探測系統的工作環境十分復雜，周圍地物的干擾、惡劣的氣象條件以及工業現場大量的粉塵干擾，都會嚴重制約激光和超聲波方式的目標檢測能力。另外，在工業應用或汽車、交通行業應用中，周圍的大型機械以及車輛的存在嚴重的干擾了傳統信號處理方法對目標的檢測和判斷，造成虛假的報警或漏掉了對威脅目標的報警。

毫米波雷達防撞探測方式的出現克服了激光和超聲波雷達探測方式中惡劣環境適應性差的缺點；然而，雷達探測系統中目標探測方法同樣影響到雷達的性能，毫米波防撞雷達的實際應用更加依賴于高效率、高可靠、環境適應能力強的目標探測方法，而目前能夠有效實現毫米波防撞雷達目標探測方法尚未見報道。

發明內容

針對現有技術中存在的毫米波防撞雷達目標探測方法實時性差，虛警率高等不足之處，本發明要解決的技術問題是提供一種高效率、高可靠性、環境適應性強的毫米波防撞雷達目標探測方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明毫米波防撞雷達目標探測方法包括以下步驟：

毫米波防撞雷達根據其發射波形的不同，分別采集相應波形所對應的回波數據；

對各種波形的回波數據進行頻域變換，得到回波的頻譜；

對各種波形的回波頻譜進行頻域壓擴處理，補償距離引起的不同頻率分量的衰減，抑制低頻干擾分量，得到有效的回波頻譜；

對上述回波頻譜進行目標初次檢測處理；

對初次檢測結果進行頻率相關和過濾處理，而到二次檢測結果；

利用二次檢測結果估計雷達探測目標的位置和速度。

所述對各種波形的回波數據進行頻域變換過程如下：

采用超低旁瓣窗函數對各種回波的時域數據進行預處理，再對預處理的結果進行頻域變換為：X(m)＝FFT[x(n)·w(n)]；

式中，x(n)為回波的時域數據，w(n)為超低旁瓣窗函數，X(m)為回波的頻域數據；n為時域回波序號，m為頻域序號；

對回波的頻域數據求幅度為：|X(m)|。

所述對各種波形的回波頻譜進行頻域壓擴處理，補償距離引起的不同頻率分量的衰減為：利用頻域壓擴曲線C(m)對頻譜結果進行頻域補償處理：

P(m)＝|X(m)|·C(m)；

式中C(m)為頻域壓擴曲線，X(m)為回波的頻域數據，P(m)為頻域壓擴處理結果。

對回波頻譜進行目標初次檢測處理為：

將頻譜劃分為若干頻率集合為：

[F_i，F_i+1]，

式中[F₀，F₁]∪[F₁，F₂]∪…∪[F_N-2，F_N-1]構成了整個頻譜的頻率集合，F_i為第i個回波頻譜，N為回波個數；

對于低頻部分的頻率集合，采用雜波圖的方法進行目標初次檢測，在雜波圖方法中構造雜波圖數據，利用不同時間的回波數據在該頻率區間內的值進行累計更新，得到雜波圖數據；

對于高頻部分的頻率集合采用慢門限噪聲檢測的方法，在慢門限噪聲檢測方法中估計高頻部分的背景噪聲的能量，利用不同時間的回波數據在該頻率區間內的值進行平均處理，得到背景噪聲；

對于低頻部分到高頻部分過渡的頻率集合采用快門限恒虛警判決方法，在快門限恒虛警判決方法中利用周圍的頻譜進行目標檢測，為此利用受檢頻率分量的周圍頻率分量進行門限估計為：

T_C＝f(F_i，[F_i-M，F_i+M]，ε，η)

式中F_i為受檢頻率分量，[F_i-M，F_i+M]為周圍頻率分量，ε、η為變換系數，T_c為初次過度部分恒虛警率的檢測門限。