[發明專利]一種信源數量估計的方法、裝置和存儲介質

有效

• 申請號: 202080004781.5
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112639511B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 張瑞齊;張峰
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所(普通合伙) 11309
• 代理人: 陳霽

本申請的實施例提供了一種信源數量估計的方法、裝置和存儲介質。所述方法應用于毫米波雷達的接收系統中，包括：獲取雷達天線陣列的陣列響應，所述雷達天線陣列包括至少一個天線單元；對所述陣列響應進行自相關計算得到相關矩陣；對所述相關矩陣做特征值分解，提取特征向量；設定預估計的信源數量，對所述預估計的信源數量分類，獲得至少一個分類項；將所述特征向量輸入與所述至少一個分類項對應的支持向量機，輸出對應所述至少一個分類項的評估值；比較所述至少一個分類項的評估值，獲得其中最大的評估值；根據所述最大的評估值對應的分類項確定信源數量。所述方法能夠解決低信噪比區間性能和高信噪比區間性能存在偏差較大的問題。

技術領域

本申請涉及毫米波雷達感測領域，尤其涉及一種信源數量估計的方法、裝置和存儲介質。

背景技術

毫米波是指波長介于1～10mm之間的電磁波，所對應的頻率范圍為30～300GHz，毫米波雷達在自動駕駛、路邊感知等領域發揮十分重要的作用。圖1為毫米波雷達的工作原理圖，如圖1所示，在一個車載毫米波雷達系統中，一般包括振蕩器、發射天線、接收天線、混頻器、處理器和控制器等裝置。振蕩器會產生一個頻率隨時間線性增加的雷達信號，該雷達信號一般為調頻連續波(FMCW)，FMCW是一種頻率隨時間線性變化的電磁波。其中的線性變化一般是指在一個發射周期內的線性變化。具體的，線性調頻連續波的波形一般是鋸齒波或者三角波，或者也可能存在其它可能的波形，例如線性調頻步進頻波形等。該雷達信號的一部分經過定向耦合器輸出至混頻器作為本振信號，一部分通過發射天線發射出去，接收天線接收發射出去的雷達信號遇到車輛前方的目標后反射回來的雷達信號，混頻器將接收的雷達信號與本振信號進行混頻，得到中頻信號。中頻信號包含了目標與該雷達系統的相對距離、速度、以及角度等信息。中頻信號經過低通濾波器并經過放大處理后輸送到處理器，處理器對接收的信號進行處理，一般是對接收的信號進行快速傅里葉變換，以及頻譜分析等，以得到目標物體相對于該雷達系統的距離、速度和角度等信息。

一般而言，雷達探測的目標可以是車、船舶、飛機或廣告牌之類的。如果雷達探測的目標體積比較大，也被稱為擴展目標，比如上文的車、船舶、飛機或廣告牌，其具有多個散射點，每一個散射點為一個信源，信源數量就是散射點的數量。當雷達探測的目標較小近似為點目標時，則一個目標為一個散射點，則信源的數量為1。

為了精確定位雷達探測目標的位置，除了需要知道目標到雷達的距離之外，還需要知道目標在雷達坐標系中的角度信息。估計目標在雷達坐標系中的角度的方法有來波方向(DOA)法和多重信號分類(MUSIC)、旋轉不變參數估計技術(ESPRIT)等超分辯算法。

在MUSIC、ESPRIT等超分辯算法中，往往需要信源數量作為基礎，例如基于MUSIC和ESPRIT的超分辯算法中，對于噪聲子空間V_n的選取，需要信源數量作為輸入，例如V_n＝V(:,N_s+1:end)，其中N_s為信源數量，信源數量估計誤差極大影響了MUSIC、ESPRIT的超分辯算法的精度，從而極大的影響雷達系統定位所探測目標位置的精確度。

發明內容

為了解決上述問題，本申請的實施例提供了一種信源數量估計的方法、裝置和存儲介質。

第一方面，本申請實施例提供一種信源數量估計的方法，應用于毫米波雷達的接收系統中，所述方法包括：獲取雷達天線陣列的陣列響應，所述雷達天線陣列包括至少一個天線單元；對所述陣列響應進行自相關計算得到相關矩陣；對所述相關矩陣做特征值分解，提取特征向量；設定預估計的信源數量，對所述預估計的信源數量分類，獲得至少一個分類項；將所述特征向量輸入與所述至少一個分類項對應的支持向量機，輸出對應所述至少一個分類項的評估值；比較所述至少一個分類項的評估值，獲得其中最大的評估值；根據所述最大的評估值對應的分類項確定信源數量。

通過上述本申請實施例提供的一種信源數量估計的方法進行信源數量估計，結果具有較高的置信度，能夠解決傳統信源數量估計方法中存在的低信噪比區間性能和高信噪比區間性能存在偏差較大的問題。