汽车防撞雷达信号处理方法和系统.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CN111522010A(43)申请公布日2020.08.11(21)申请号202010499072.0(22)申请日2020.06.04(71)申请人四川九洲电器集团有限责任公司地址621000四川省绵阳市科创园区九华路6号(72)发明人蒋文叶祥龙李云莉王正伟刘志刚(74)专利代理机构成都行之专利代理事务所(普通合伙)51220代理人李朝虎(51)Int.Cl.G01S13/931(2020.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图5页(54)发明名称汽车防撞雷达信号处理方法和系统(57)摘要本发明公开了汽车防撞雷达信号处理方法和系统，涉及雷达信号处理技术领域，解决了现有的方法在汽车防撞雷达目标探测时的缺陷。对汽车防撞雷达不同通道的回波数据沿距离向进行脉冲压缩；接着对不同通道回波数据沿方位向进行多普勒处理；随后在保存不同通道距离多普勒数据的同时，将不同通道距离多普勒数据进行数字波束形成并完成目标检测，得到目标的距离和速度信息；最后根据目标检测结果在不同通道距离多普勒数据中提取测角向量，最终得到目标角度信息。本发明不仅可以增强汽车防撞雷达的实时处理能力，而且可以缓解现有汽车防撞雷达内存资源紧张的问题。CN111522010ACN111522010A权利要求书1/3页1.汽车防撞雷达信号处理方法，其特征在于，包括如下步骤：首先对汽车防撞雷达不同通道的回波数据沿距离向进行脉冲压缩；接着对不同通道回波数据沿方位向进行多普勒处理；随后在保存不同通道距离多普勒数据的同时，将不同通道距离多普勒数据进行数字波束形成并完成目标检测，得到目标的距离和速度信息；最后根据目标检测结果在不同通道距离多普勒数据中提取测角向量，最终得到目标角度信息。2.根据权利要求1所述的汽车防撞雷达信号处理方法，其特征在于，还包括基于M个阵元均匀数字阵列，阵列间隔为d的天线，包括对汽车防撞雷达不同通道的回波数据沿距离向进行脉冲压缩的预处理，所述预处理为系统参数初始化，得到回波数据，详细步骤为：所述参数包括方位时间向量，方位时间向量记为：t＝[-PRI·Na/2,-PRI·(Na/2-1),…,PRI·(Na/2-1)]，其中，PRI为脉冲重复时间，Na为目标回波方位向采样点数；将距离时间向量记为：τ＝[-1/fs·Nf/2,-1/fs·(Nf/2-1),…,1/fs·(Nf/2-1)]，其中，fs为距离向采样率，Nf为目标回波距离向采样点数；根据汽车防撞雷达与探测目标的几何关系，将点目标距离历史写为其中，R0为方位时间为0时刻天线与点目标的初始斜距，θ0为0时刻点目标对应的方位角，V1为平台速度，V2为目标速度，目标速度V2与平台速度V1方向相同为正，与平台速度方向相反为负；基于汽车防撞雷达发送线性调频连续波信号并采用数字阵列，单一信号通道的基带目标回波表达式为：其中，σ是目标反射系数；w[·]表示慢时间域窗函数，代表方位向多普勒处理时间及加权形式，窗宽度为TCPI；rect[·]表示快时间域窗函数，窗宽度为脉冲宽度Tr；Kr为发射信号调频率；发送信号载波频率记为f0，λ为载波波长。3.根据权利要求2所述的汽车防撞雷达信号处理方法，其特征在于，还包括预处理操作后的M个通道距离向脉冲压缩，详细步骤如下：利用线性调频连续波信号脉冲压缩原理，对汽车防撞雷达回波数据s1(τ,t)进行差拍傅里叶变换完成脉冲压缩，单一通道脉压后的数据为：其中，sinc{·}为距离响应函数，B为发射信号带宽。4.根据权利要求3所述的汽车防撞雷达信号处理方法，其特征在于，在脉冲压缩后对对不同通道回波数据沿方位向进行多普勒处理，包括M个通道方位向多普勒处理的详细步骤如下：对点目标斜距历史R(t)泰勒级数展开后保留一次项，得到R(t)≈R0-(V1-V2)tcosθ0，对2CN111522010A权利要求书2/3页距离向脉冲压缩后的数据s2(t,τ)，沿方位向进行多普勒处理，得到单一通道方位向多普勒处理后的距离多普勒数据：其中W[·]表示慢时间域窗函数w[·]的频域形式，ω代表方位频域。5.根据权利要求4所述的汽车防撞雷达信号处理方法，其特征在于，对多普勒处理的数据保存的同时，还包括将不同通道距离多普勒数据进行数字波束形成的详细步骤如下：联合M个通道，完成指向角为θi的数字波束形成：在保留不同通道距离多普勒数据的同时，根据数字波束形成原理，形成方向向量φi＝2πdsinθi/λ为波束指向中心角θi对应的空间相位，随后，将a(θi)加权到M个信号通道并求和后，求和后的数据为：6.根据权利要求5所述的汽车防撞雷达信号处理方法，其特征在于，对数字波束形成后的目标进行检测，得到被检测目标的方向采样单元序号或距离