[發明專利]一種基于FMCW雷達精確測距和測速的方法及系統

在審

• 申請號: 201811519589.0
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109324327A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 李俊畫;何芯銳
• 申請（專利權）人: 四川天邑康和通信股份有限公司
• 主分類號: G01S13/93
• 分類號: G01S13/93
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種基于FMCW雷達精確測距和測速的方法及系統，所述方法應用于包括兩個匹配濾波器的FMCW雷達，所述方法包括：向障礙物發射FMCW探測信號，所述FMCW探測信號包括兩個載頻不同且相位滯后的頻率分量f0和f1；對從障礙物反射回來FMCW回波信號進行一次頻率處理和二次頻率處理，得到每個載頻的探測信號與回波信號的頻率差，即Δf0和Δf1；解由Δf0和Δf1組成的聯立方程，即測得距障礙物的距離和當前行駛速度。本發明實現了可以高精度的測量汽車自動巡航雷達中的速率和距離，實時獲取障礙物的距離和速率，并且可以同時對速率和距離進行測量。

技術領域

本發明涉及目標位置及速度估計領域，尤其涉及一種基于FMCW雷達精確測距和測速的方法及系統。

背景技術

當前，調頻連續波FMCW(Frequency Modulation Continuous Wave)雷達信號被廣泛的用在汽車自動巡航雷達中，現有的自動巡航雷達的波形設計相對比較簡單，雷達測距的基本原理是：發射無線信號，測障礙物反射的無線電信號從發射到接收的時間差Δt，從而得到車到障礙物的距離。傳統的FMCW雷達信號可以表示為：式中，B是掃頻帶寬，T是掃頻周期，f₀是載頻頻率。FMCW的測量原理是當發射信號從障礙物反射回來的信號，通過測量反射信號和發射信號之間的頻率差別Δf，可以得到障礙物的距離：式中c為光速速率。

然而現有技術至少存在一下問題：傳統測量方式的精度不夠高，并且一次測量只能測量距離或者速率變量中一個，獲得的障礙物距離和速率也不是實時的。

為了解決上述問題，本發明提出一種基于FMCW雷達精確測距和測速的方法及系統。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出一種基于FMCW雷達精確測距和測速的方法及系統。

本發明第一方面，提出一種基于FMCW雷達精確測距和測速的方法，所述方法包括：

向障礙物發射FMCW探測信號，所述FMCW探測信號包括兩個載頻不同且相位滯后的頻率分量f0和f1；

對從障礙物反射回來FMCW回波信號進行一次頻率處理和二次頻率處理，得到每個載頻的探測信號與回波信號的頻率差，即Δf0和Δf1；

解由Δf0和Δf1組成的聯立方程，即測得距障礙物的距離和當前行駛速度。

優選的，所述一次頻率處理或二次頻率處理，包括以下步驟：

對回波信號進行匹配濾波，所述匹配濾波濾除回波信號中的一個頻率分量，保留另一個頻率分量；

對保留的分量進行低通濾波；

對低通濾波處理后的信號進行頻率分析，得到頻率差值。

優選的，所述兩個頻率分量的相位差為180°。

優選的，所述頻率分析包括快速傅里葉變換。

優選的，所述一次頻率處理和二次頻率處理是并列而非順序進行的，二者的輸入信號均是原始的回波信號。

本發明第二方面，提出一種基于調頻連續波FMCW的精確測距、測速裝置，所述裝置包括：

信號發射模塊、信號接收模塊、第一頻率處理模塊、第二頻率處理模塊和結果計算模塊，所述信號發射模塊向障礙物發射調頻連續波FMCW探測信號，所述信號接收模塊接收從障礙物反射的回波信號，信號接收裝置接收的輸出分別與第一頻率處理模塊和第二頻率處理模塊的輸入連接，所述第一頻率處理模塊和第二頻率處理模塊的輸出與所述結果輸出模塊連接。