[发明专利]一种基于遗传算法LFMCW雷达测距预警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于遗传算法LFMCW雷达测距方法，是车辆测距和测速的一项核心技术，在车载雷达预警系统中有广泛的应用。

背景技术

随着汽车工业迅猛发展，汽车的安全性成为一个非常重要的课题，现实社会同时面临视距环境变差、前方路况复杂多变，驾驶员对前方路况经验估计不准确的问题。安全预警对于车辆安全行驶、对于保障车载人员的生命安全越来越重要。而比起红外线传感器、超声波传感器以及图像处理传感器设备，毫米波雷达与具有受环境的影响小、高精度和高分辨率等方面的优势。基于线性调频连续波(frequency modulation continue wave，LFMCW)技术的毫米波雷达系统在民用和军事方面都应用得比较广泛。因此，如何进一步提高线性调频连续LFMCW毫米波雷达的测距精度、增强雷达预测能力仍是一个热门的话题。本专利采FFT快速傅里叶法、谱最大估计法、曲线拟合法和Chirp-z变换法计算出前方目标距离，结合遗传算法估计预测运动轨迹。

影响线性调频连续波LFMCW毫米波雷达测距精度的因素有很多，如发射功率、速度距离耦合以及信号处理算法等。利用发射信号与回波信号的混频，可以提取包含距离信息的时间、频率参量，测距距离越大，所需参量越多，处理量越大，一般直接用FFT采样，再拟合的算法不能保证计算的精度，对于预测差生巨大负面影响。

发明内容

本发明的目的在于克服上述线性调频连续波LFMCW毫米波雷达在测距精度中的不足、预测的风险，提供一种基于遗传算法和拟合Chip-Z的测距方法，通过拟合Chip-Z算法重构频率参量并计算出修正后距离，增加线性调频连续波LFMCW毫米波雷达的测距精度，再利用遗传算法实现对目标行动的预测估计。本发明利用傅里叶变换对信号进行处理，得到目标的距离信息，拟合一个近似距离，反推出拟合中心频率，再根据拟合中心频率利用Chirp-Z算法求得精确距离，最后利用遗传算法预测运动。本发明提出的测距方法可以在低信噪比下提取出目标的精确距离信息，增加雷达的有效精度。

本发明采用以下技术方案：

一种基于遗传算法线性调频连续波LFMCW雷达测距方法，其特征在于，所述测距方法包括如下步骤：

A、线性调频连续波LFMCW雷达的发射信号经天线发射出去，遇到目标时形成回波信号，将回波信号与发射信号通过混频和滤波得到差拍信号；

B、利用FFT快速傅里叶算法对差拍信号进行信号处理，得到一系列频率带上的离散样本点；

X(k)=Σn=0N-1x(n)Wnn+k;]]>

其中为旋转因子，x(n)为采样点，X(k)为离散傅里叶函数；

C、利用X(k)中，求出表征最大幅度A₀以及其对应距离R₀的点，求出次大幅度A₁以及其对应的距离R₁的点；

D、根据C中所得，利用拟合法求出拟合距离；