车载毫米波雷达系统多目标检测方法.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CN105549001A(43)申请公布日2016.05.04(21)申请号201510874147.8(22)申请日2015.12.02(71)申请人大连楼兰科技股份有限公司地址116023辽宁省大连市高新园区汇贤园7号腾飞园2期11层(72)发明人田雨农王鑫照周秀田史文虎(74)专利代理机构大连智高专利事务所(特殊普通合伙)21235代理人李猛(51)Int.Cl.G01S13/58(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称车载毫米波雷达系统多目标检测方法(57)摘要一种车载毫米波雷达系统多目标检测方法，属于车载雷达领域，用于解决车载毫米波雷达多目标检测存在的目标检测不准确以及目标漏检的问题，技术要点是：发射周期性的FMCW与CW的组合波形；接收回波信号，并对接收到的回波信号进行快速傅里叶变换；使用频率聚类算法，求得CW波形回波信号的多普勒频率矩阵，并计算出相对速度矩阵；在FMCW上下扫频中也使用频率凝聚算法，获得上下扫频的频率值，并解算出目标的速度矩阵和距离矩阵。效果是：车载毫米波雷达多目标检测存在的目标检测更准确。CN105549001ACN105549001A权利要求书1/2页1.一种车载毫米波雷达系统多目标检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.发射周期性的FMCW与CW的组合波形；S2.接收回波信号，并对接收到的回波信号进行快速傅里叶变换；S3.使用频率聚类算法，求得CW波形回波信号的多普勒频率矩阵，并计算出相对速度矩阵；S4.在FMCW上下扫频中也使用频率凝聚算法，获得上下扫频的频率值，并解算出目标的速度矩阵和距离矩阵。2.如权利要求1所述的车载毫米波雷达系统多目标检测方法，其特征在于，还包括：S5.使用速度匹配算法，将使用CW获得的速度矩阵与使用第一个周期FMCW和第二个周期FMCW获得的速度矩阵进行速度匹配，并分别记录速度矩阵的行和列；S6.根据速度矩阵中获得的行和列的位置，分别将距离矩阵中相应行和列上的值作为对应目标的距离值。3.如权利要求1所述的车载毫米波雷达系统多目标检测方法，其特征在于，还包括：S7.使用两个周期FMCW获得的距离值与速度值，建立距离与速度的容错函数，确定最终目标的速度值与距离值，得到多目标的个数。4.如权利要求1所述的车载毫米波雷达系统多目标检测方法，其特征在于，所述频率凝聚算法如下：(1).建立所有过门限的频率集合，使用其中的频率值相近的频率，建立一个相关频率集合A，其中元素个数为n，则元素为fi,i∈[1,n]；对n个元素划分相关频率的的方法如下：将第一个过门限的频率数据f1作为凝聚重心，同时记录凝聚重心的个数m，设凝聚重心的宽度阈值为Th，若|fi-f1|<Th，则对峰值进行归并，划为相关频率集合；若|fi-f1|≥Th，则将fi作为新的凝聚重心，依次将所有过门限的频率值进行处理，直到将所有频率值全部进行划分完毕，划分后的相关频率集合为B；(2).对于相关频率集合B内的频率值，使用以下公式求得频率重心，fi′为相关频率集合B内的频率值；依次将所有相关频率集合求取各自相关频率集合的频率重心。5.如权利要求1所述的车载毫米波雷达系统多目标检测方法，其特征在于，对第三个周期的CW的频率值进行频率凝聚算法后，得到多普勒频率矩阵为fd；对第一个周期的FMCW的上下扫频过门限的频率值进行频率凝聚算法后，得到该周期上下扫频频率，上扫频矩阵设为fb1+，下扫频矩阵设为fb1-，对第二个周期的FMCW的上下扫频过门限的频率值进行频率凝聚算法后，得到该周期上下扫频频率，上扫频矩阵设为fb2+，下扫频矩阵设为fb2-。6.如权利要求1所述的车载毫米波雷达系统多目标检测方法，其特征在于，步骤S2中，计算相对速度矩阵使用如下公式：2CN105549001A权利要求书2/2页其中：c为光速，f为调制信号的发射频率。7.如权利要求1所述的车载毫米波雷达系统多目标检测方法，其特征在于解算目标的速度矩阵和距离矩阵是步骤是：对于FMCW波形，对其上扫频矩阵和下扫频矩阵中的所有频率值两两组合，使用下述公式，解算距离矩阵RFMCW1和速度矩阵VFMCW1；其中：c为光速，B为调制带宽，f为调制信号的发射频率。8.如权利要求2所述的车载毫米波雷达系统多目标检测方法，其特征在于，所述速度匹配的步骤是：使用第三周期CW计算得到一维速度矩阵VCW以及速度值的个数n，并将速度的个数作为参考目标的数目，将速度的值作为多目标的参考速度，对获得的第一周期FMCW的速度矩阵VFMCW1、第二周期FMCW的速度矩阵VFMCW2，使用速度质心凝聚算法分别与VCW进行配对处理，在速度矩阵VFMCW1和速度矩阵VFMCW2中，使用速度质心凝聚