[發明專利]汽車防撞雷達信號處理方法和系統

有效

• 申請號: 202010499072.0
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111522010B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 蔣文;葉祥龍;李云莉;王正偉;劉志剛
• 申請（專利權）人: 四川九洲電器集團有限責任公司
• 主分類號: G01S13/931
• 分類號: G01S13/931;G01S7/41
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發明公開了汽車防撞雷達信號處理方法和系統，涉及雷達信號處理技術領域，解決了現有的方法在汽車防撞雷達目標探測時的缺陷。對汽車防撞雷達不同通道的回波數據沿距離向進行脈沖壓縮；接著對不同通道回波數據沿方位向進行多普勒處理；隨后在保存不同通道距離多普勒數據的同時，將不同通道距離多普勒數據進行數字波束形成并完成目標檢測，得到目標的距離和速度信息；最后根據目標檢測結果在不同通道距離多普勒數據中提取測角向量，最終得到目標角度信息。本發明不僅可以增強汽車防撞雷達的實時處理能力，而且可以緩解現有汽車防撞雷達內存資源緊張的問題。

技術領域

本發明涉及雷達信號處理技術領域，具體涉及汽車防撞雷達信號處理方法和系統。

背景技術

汽車防撞雷達能夠全天時、全天候工作，并具有測量精度高、結構簡單、價格便宜等特點，適用于短距離精確測量。此外，汽車在向高級輔助駕駛/自動駕駛發展過程中，最為重要的技術之一就是感知車身周圍環境的防撞雷達系統，汽車防撞雷達具有廣闊的市場前景。

汽車防撞雷達通過天線向外發射電磁波信號后，接收目標的反射回波，隨后經信號處理快速準確地獲取汽車車身周圍的物理環境信息，然后根據所探知的物體信息進行目標追蹤和識別分類，進而結合車身動態信息進行數據融合，最終通過中央處理單元進行處理。經合理決策后，以聲、光及觸覺等多種方式告知或警告駕駛員，或及時對汽車做出主動干預，從而保證駕駛過程的安全性和舒適性，減少事故發生幾率。

汽車防撞雷達工作頻率主要集中在24GHz和77GHz兩個頻段。24GHz的雷達測量距離較短(5～30m)，主要應用于汽車后方；77GHz的雷達測量距離較長(30～80m)，主要應用于汽車前方和兩側。汽車防撞雷達主要包括射頻前端、信號處理系統、后端算法三部分。由于汽車防撞雷達實時性要求較高，并且由于體積和成本限制會造成計算資源和內存資源緊張。在文獻《王斯盾，毫米波防撞雷達發展現狀與行業趨勢，科技與創新，2017年第32期》中指出，在現有的產品中，雷達后端算法的專利授權費用約占成本的50％，射頻前端約占成本的40％，信號處理系統約占成本的10％，后端算法占整個汽車防撞雷達成本的比例最高。

由于以上要求，需要從時域、頻域等多個角度出發，提出計算復雜度低、內存資源占用少、實時性高的汽車防撞雷達后端信號處理算法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：現有的方法在汽車防撞雷達目標探測時的缺陷，本發明提供了解決上述問題的汽車防撞雷達信號處理方法和系統。

本發明通過下述技術方案實現：

本發明公開了汽車防撞雷達信號處理方法，可以幫助汽車防撞雷達快速地提取目標距離、速度、角度三維信息。本發明首先對汽車防撞雷達不同通道的回波數據沿距離向進行脈沖壓縮；接著對不同通道回波數據沿方位向進行多普勒處理；隨后在保存不同通道距離多普勒數據的同時，將不同通道距離多普勒數據進行數字波束形成并完成目標檢測，得到目標的距離和速度信息；最后根據目標檢測結果在不同通道距離多普勒數據中提取測角向量，最終得到目標角度信息。本發明不僅可以增強汽車防撞雷達的實時處理能力，而且可以緩解現有汽車防撞雷達內存資源緊張的問題。

汽車防撞雷達信號處理方法，具體包括如下步驟：

步驟一：系統參數初始化，得到回波數據。

包括如下參數：方位時間向量記為t＝[-PRI·N_a/2,-PRI·(N_a/2-1),…,PRI·(N_a/2-1)]，其中，PRI為脈沖重復時間，N_a為目標回波方位向采樣點數；將距離時間向量記為τ＝[-1/f_s·N_f/2,-1/f_s·(N_f/2-1),…,1/f_s·(N_f/2-1)]，其中，f_s為距離向采樣率，N_f為目標回波距離向采樣點數；