一种汽车雷达之间的交叉干扰抑制系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114114184A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111288684.6(22)申请日2021.11.02(71)申请人南通大学地址226000江苏省南通市啬园路9号(72)发明人许致火汪月霞(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人徐激波(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称一种汽车雷达之间的交叉干扰抑制系统及方法(57)摘要本发明公开一种汽车雷达之间的交叉干扰抑制系统及方法，涉及新一代信息技术领域，系统包括稀疏约束优化单元及干扰信号分离单元，稀疏约束优化单元用于对雷达目标回波信号在傅立叶变换域进行稀疏约束，对干扰信号在时域进行稀疏约束，进而形成稀疏优化目标函数；干扰信号分离单元利用迭代软阈值操作对目标回波信号和干扰信号进行优化分离，进而提高汽车雷达在强干扰条件下雷达目标的可检测率。经大量实测雷达实验表明，本发明的方法在强干扰条件下可准确地检测已淹没的目标，目标的信号与干扰加噪声比从5.06dB提升至19.26dB，突破了当前最新汽车雷达抗干扰方法，使得本发明具有很强的原创竞争力。CN114114184ACN114114184A权利要求书1/2页1.一种汽车雷达之间的交叉干扰抑制系统，其特征在于，包括稀疏约束优化单元及干扰信号分离单元，所述稀疏约束优化单元用于对雷达回波信号进行稀疏约束，对干扰信号在时域进行稀疏约束，进而形成稀疏优化目标函数；所述干扰信号分离单元用于对目标回波信号和干扰信号进行优化分离。2.根据权利要求1所述的一种汽车雷达之间的交叉干扰抑制系统，其特征在于，所述稀疏约束优化单元用于对雷达回波信号在傅立叶变换域进行稀疏约束。3.根据权利要求1所述的一种汽车雷达之间的交叉干扰抑制系统，其特征在于，所述干扰信号分离单元利用迭代软阈值操作对目标回波信号和干扰信号进行优化分离。4.一种汽车雷达之间的交叉干扰抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：雷达接收信号送至本发明的稀疏约束优化单元及干扰信号分离单元；步骤二：稀疏约束优化，对雷达回波信号进行稀疏约束，对干扰信号在时域进行稀疏约束，进而形成稀疏优化目标函数；步骤三：干扰信号分离，利用迭代软阈值操作对目标回波信号和干扰信号进行优化分离；步骤四：随后再将上述处理后的信号进行距离、速度、方位的压缩，最终形成目标检测数据。5.根据权利要求4所述的一种汽车雷达之间的交叉干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤一具体地，假设目标回波为st，干扰信号为si，系统噪声为n，则雷达接收信号y为，y＝si+st+n(1)假设回波信号st在离散傅立叶变换A中的系数为x，则上式可表示为y＝si+Ax+n(2)经过理论推导可知x是稀疏信号，因此可以利用L1范数，分别对干扰与回波信号进行稀疏约束，进而可得稀疏优化目标函数为上式中λi和λx为模型的参数，||·||1为L1范数。6.根据权利要求4所述的一种汽车雷达之间的交叉干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤二具体地，根据公式(3)，建立雷达干扰和回波信号分离的两层L1优化模型为进一步推导，可通过迭代的软阈值操作实现干扰信号与回波信号的分离步骤为2CN114114184A权利要求书2/2页式中的软阈值操作运算定义为soft(x，τ)＝x·max(1‑τ/|x|，0).(6)最终可得到分离的回波信号为：3CN114114184A说明书1/4页一种汽车雷达之间的交叉干扰抑制系统及方法技术领域[0001]本发明涉及一种汽车雷达之间的交叉干扰抑制系统及方法，属于新一代信息技术领域。背景技术[0002]由于国际电信联盟推荐标准，目前汽车毫米波雷达(以下简称汽车雷达)的工作频率范围为76～81GHz。虽然雷达之间采用了调整了不同发射波形的参数，比如调频率、扫描周期、带宽及起始频率等，但雷达发射信号的频谱存在重叠，因此产生了雷达之间的干扰。尤其是随着高级别自动驾驶车辆在同一路段分布的密度增高，雷达之间的交叉干扰成为了一个严重影响雷达自身性能的技术瓶颈。近几年来，国内外学者提出了基于传统信号处理方法的雷达交叉干扰抑制，比如自适应噪声对消方法，但是这些方法只能在有限的程度上降低干扰强度，无法抑制强干扰。因此，如何抑制雷达之间的强干扰是一个亟待解决的技术瓶颈难题。发明内容[0003]针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种汽车雷达之间的交叉干扰抑制系统及方法，从而能在雷达之间的强干扰条件下实现目标回波与强干扰信号的分离。[0004]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种汽车雷达之间的交叉干扰抑制系统，包括稀疏约束优化单元及干扰信号分离单元，所述稀疏约束优化单元用于对