[发明专利]汽车盲区监控雷达准确检测多目标的有效方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车盲区监控雷达的道路交通安全领域，涉及到汽车盲区监控雷达目标检测领域的检测方法，适合于调频连续波(FMCW)汽车雷达系统。

背景技术

随着现代交通和汽车工业的不断发展，近年来高速公路建设发展迅速，汽车的行驶速度越来越快，车流量也越来越大。随之而来的是交通事故的频繁发生。造成汽车碰撞的原因十分复杂，既有车辆自身的因素，也有人为的因素，还有公路、气象等环境因素。在上述诸多因素中，人为因素是造成汽车碰撞的主要原因。对于公路交通事故的分析表明，80％以上的车祸是由于司机反应不及所引起的，超过65％的车辆相撞属于追尾相撞。虽然现有的汽车上一般都装配有安全带、安全气囊等防护装置，但这是一种事故发生之后才提供应急保护的被动式防护装置，功能有限，撞车事故仍然造成大量的人员伤亡和巨大的经济损失。而研究表明，若司机能够提早1～2秒钟意识到事故的发生并采取相应的措施，则可避免很多交通事故。现在世界各国正在研究开发如汽车防撞雷达等主动式安全驾驶辅助装置，减少司机的负担和判断错误，对于提高交通安全、降低恶性交通事故发生率、减少生命财产损失将起到重要的作用。

盲区监控雷达作为一种辅助驾驶设备，能有效地对即将发生的碰撞危险发出报警，增加行车的安全性，因而越来越受到广泛的重视。现代汽车安装了各类雷达系统以保障行车安全，这一技术的关键是车辆测距技术。但由于FMCW雷达信号时宽通常较大，单一调频斜率的FMCW信号存在着距离速度的耦合问题，使得多目标的距离速度难以准确配对，将导致目标测距偏移问题。该问题可通过采用变斜率的FMCW信号加以解决，以便在后续信号处理中解耦合，实现多目标的正确配对。

目前在雷达信号处理过程中，由于快速傅立叶变换(FFT)计算量低，能够大大地提高雷达响应时间，从而提高雷达性能，因此被广泛的使用，成为雷达信号处理最常用的方法。现代FMCW雷达系统中，一种典型获得目标距离和速度的方法是对发射波与回波信号的差频进行Fourier频谱分析，利用模/数转换器(ADC)将差频转换为数字信号，再用FFT分析信号频谱。然而，这种方法所测频率的精确度受着ADC的采样速率、采样点数、调制周期等因素决定，因此测量的精度受到了限制。随着对雷达系统性能的要求越来越高，快速傅立叶变换计算量与计算精度的矛盾凸显出来，已经不能满足一些较高要求的雷达系统了。在此形势下，人们对快速傅立叶变换寻求改进，使其能满足高要求的雷达系统，如自适应FFT法、Zoom-FFT算法等，并且最大熵法、MUSIC法等非FFT算法也逐一问世。这些改进算法或从计算量，或从计算精度考虑，在保证其一指标较高的情况下，大幅度的提高另一指标，可以说很好地满足了一些高要求雷达系统。本发明针对这一情况，提出了一种既满足盲区监控雷达性能指标又能够保证计算精度的多目标检测方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对单一调频斜率的FMCW信号存在着距离速度的耦合问题，以及FFT分析差频信号时的测量精度受限问题，提出一种盲区监控雷达准确检测多目标的有效方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：考虑到汽车防撞雷达对多目标准确分辨的能力要求，在变周期的FMCW信号基础上提出了一种变调频斜率的FMCW雷达发射信号，以解决多目标距离速度的耦合问题；在处理差频信号时，根据目标距离远近的不同，通过时域抽取和频域内插方法而获取不同的距离和速度误差。当目标处于远距离时，只需通过FFT分析得出粗略的距离和速度信息；而对中距离和近距离的目标，由于更容易发生交通事故，利用时域抽取和频域内插的方法，以测得更精确的距离和速度。

(构建FMCW雷达目标模型)

传统FMCW雷达发送信号的调制波形为：