[發(fā)明專(zhuān)利]一種FMCW雷達(dá)系統(tǒng)的測(cè)速測(cè)距方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010391685.2
• 申請(qǐng)日: 2020-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111650576A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫雅瓊;陳愛(ài)梅;趙杰標(biāo)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 安徽百誠(chéng)慧通科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01S13/58
• 分類(lèi)號(hào): G01S13/58
• 代理公司: 合肥天明專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 34115
• 代理人: 苗娟

本發(fā)明的一種FMCW雷達(dá)系統(tǒng)的測(cè)速測(cè)距方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)，可解決傳統(tǒng)功率譜估計(jì)的頻率分辨率低及估計(jì)精度差的技術(shù)問(wèn)題。通過(guò)DA配置產(chǎn)生特定形狀的頻率調(diào)制發(fā)射信號(hào)，然后對(duì)發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)混頻后的中頻信號(hào)處理后，計(jì)算出被測(cè)目標(biāo)的速度距離。本發(fā)明的FMCW雷達(dá)系統(tǒng)的測(cè)速測(cè)距方法及裝置通過(guò)設(shè)計(jì)一種三角波加恒頻段的調(diào)制波形，提出一種新的雷達(dá)中頻信號(hào)處理算法。該算法在提高傳統(tǒng)經(jīng)典功率譜估計(jì)的精度以及進(jìn)行多目標(biāo)的檢測(cè)的同時(shí)，還能夠保持較小的計(jì)算量和較高的運(yùn)算速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及毫米波雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種FMCW雷達(dá)系統(tǒng)的測(cè)速測(cè)距方法及裝置。

背景技術(shù)

24G調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)系統(tǒng)因具備功耗低、近距離探測(cè)盲區(qū)小、測(cè)量精度高等特點(diǎn)，被廣泛運(yùn)用于工業(yè)控制、精密制導(dǎo)、防撞系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。對(duì)于測(cè)速測(cè)距的應(yīng)用中，在前端系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高雷達(dá)系統(tǒng)的性能和測(cè)量分辨率，還需要對(duì)后端的雷達(dá)信號(hào)處理進(jìn)行深入的研究。其中功率譜估計(jì)和多目標(biāo)監(jiān)測(cè)是其中的核心問(wèn)題。

功率譜估計(jì)方法可以分為經(jīng)典譜估計(jì)和現(xiàn)代譜估計(jì)。現(xiàn)代譜估計(jì)技術(shù)包括最大似然估計(jì)、最大熵譜估計(jì)以及參數(shù)模型譜估計(jì)等方法，雖然有較高的估計(jì)精度，但是算法復(fù)雜，運(yùn)算量大、難以在嵌入式處理器上進(jìn)行實(shí)時(shí)性頻率估計(jì)。經(jīng)典譜估計(jì)技術(shù)的好處是可以利用FFT算法，運(yùn)算速度快，但是相對(duì)地，估計(jì)精度會(huì)低一些。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出的一種FMCW雷達(dá)系統(tǒng)的測(cè)速測(cè)距方法及裝置，可解決傳統(tǒng)功率譜估計(jì)的頻率分辨率低及估計(jì)精度差的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種FMCW雷達(dá)系統(tǒng)的測(cè)速測(cè)距方法，包括通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)備執(zhí)行以下步驟：

S100、產(chǎn)生特定形狀的頻率調(diào)制發(fā)射信號(hào)；

S200、基于步驟S100的發(fā)射信號(hào)和接收信號(hào)混頻后產(chǎn)生的中頻信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)處理并計(jì)算出被測(cè)目標(biāo)的速度和距離。

進(jìn)一步的，所述S100中調(diào)制的波形分為三段：三角波的上調(diào)頻階段、三角波的下調(diào)頻階段以及平頻階段。

進(jìn)一步的，所述基于步驟S100調(diào)制的波形，進(jìn)行信號(hào)處理并計(jì)算被測(cè)目標(biāo)的速度距離；

具體包括：

S201、用FFT計(jì)算頻點(diǎn)；

S202、基于步驟S201計(jì)算的頻點(diǎn)，進(jìn)行CZT變換細(xì)化頻率分辨率，提高計(jì)算所得頻點(diǎn)的精度；

S203、基于S202將正的頻點(diǎn)值，擴(kuò)展到負(fù)的范圍；

S204、基于S203用速度匹配，卻除虛假目標(biāo)；

S205、基于S204再用幀間結(jié)果的匹配，去除掉速度匹配不能去除的虛假目標(biāo)，最后得到每一個(gè)真實(shí)目標(biāo)的速度距離值。

進(jìn)一步的，所述S201FFT計(jì)算頻點(diǎn)；

具體包括：

在所述波形上調(diào)頻、下調(diào)頻及平頻階段，分別用FFT計(jì)算出各個(gè)頻點(diǎn)；

其中上調(diào)頻、下調(diào)頻階段計(jì)算的頻點(diǎn)是速度和距離疊加在一起的結(jié)果，平頻階段計(jì)算出的頻點(diǎn)是由速度引起的頻率變化。

進(jìn)一步的，所述S202基于步驟S201計(jì)算的頻點(diǎn)，進(jìn)行CZT變換細(xì)化頻率分辨率，提高計(jì)算所得頻點(diǎn)的精度；

具體包括：

在FFT計(jì)算出的各個(gè)頻點(diǎn)值后，在各個(gè)頻點(diǎn)值附近截取一段范圍，然后用CZT變換，細(xì)化頻點(diǎn)值，提高頻率的計(jì)算精度。

進(jìn)一步的，所述S204速度初步匹配；具體包括：