[发明专利]一种基于FMCW的车载雷达多目标识别方法

说明书

本发明公开了一种基于FMCW的车载雷达多目标识别方法，车载雷达向前方持续发射调频连续波，每个周期的调频连续波由三个子周期调制波构成，其中每个子周期调制波的周期相同，均为T；每个子周期调制波均由三角波段及恒定频率段构成；将发射的调频连续波和接收的回波进行混频，输出差拍信号；对同一周期中的上扫频段、下扫频段和恒定频率段差拍信号作FFT运算进行主频率提取；然后将同周期中每个目标对应的上扫频段、下扫频段频率、恒定频率段频率进行频率匹配；再将匹配成功的频率组进行目标速度距离的计算；最后将三个周期中同时检测到的距离和速度视为真实目标的距离和速度。本发明降低了虚假目标的误判率，从而提升了目标识别的正确性。

技术领域

本发明属于毫米波雷达信号处理技术领域，具体涉及一种基于FMCW的车载雷达多目标识别方法。

背景技术

近年来，随着我国公路运输的飞速发展，私家车辆的数目越来越多，城镇道路行车环境的降低造成了道路行驶时汽车发生碰撞刮擦的事故的增加。车载雷达系统，作为汽车主动安全控制和辅助驾驶研究领域的一大热点，可以辅助驾驶员对影响公路安全的人、车和其他环境进行实时监控，在危急情况下主动干预驾驶，辅助驾驶人做出正确的处理从而防止汽车相撞。由于毫米波具有分辨率高、截获概率低、天线部件尺寸小、抗干扰能力强等优点，目前车载防撞雷达系统广泛采用调频连续波(FMCW)体制。

在城镇复杂的行车环境下，通常需要对位于车辆前方的多个目标进行识别，计算车辆前方多个目标的速度距离从而对驾驶人员进行安全预警。车载雷达系统中频信号处理的基本原理是将发射信号和回波信号进行混频，混频后输出的中频信号包含了前方被测目标的速度、距离信息。对该中频信号进行相关处理分析即可得到前方被测目标的距离和速度。

在多目标场景下，传统基于FMCW的三角调制波上、下扫频段可以检测到多个目标对应的上、下扫频频率，通过多次频率作差运算来寻找每个目标对应的上扫频频率所对应的下扫频频率，从而计算车辆前方目标速度距离值。

国内外大量学者对雷达多目标识别问题展开了研究，如采用一种MTD动目标检测频域配对方法，该方法通过简化目标环境来实现目标上、下扫频频率类似程度的匹配【参考文献：杨建宇，凌太兵，贺俊。LFMCW雷达运动目标检测与距离速度去耦合[J].电子与信息学报，2004，26(2)：169-173】。又如采用基于二维FFT算法的发送快速调频脉冲串的方法来得到多目标的速度距离信息,该方法避免了频率匹配时的困难【参考文献：(1)王月鹏，赵国庆.二维FFT算法在LFMCW雷达信号处理中的应用及其性能分析[J].电子科技，2005，18(5)：25-32.(2)RohlingH,KronaugeM.New radar waveform based on a chirp sequence[A].Radar Conference(Radar),2014International IEEE[C].Cincinnati,USA:IEEE,2014.1-4】。上述的处理方法中，在进行频率匹配时需要强大的计算资源，在实用时匹配条件难以确定且系统响应时间较慢，从而难以实时确定车辆前方多个目标的正确速度距离信息。又如采用变周期梯形调制波的方法，该方法通过改变梯形波周期，综合不同调制周期目标检测结果来识别并消除虚假目标【参考文献：薛效龙.基于梯形波FMCW雷达的多目标探测技术的研究[D].杭州：杭州电子科技大学，2014】，但并未指出周期改变的大小，实际应用时硬件实现较难度大，而且在改变周期的过程中将影响速度距离分辨率和测速测距误差。

因此，有必要设计一种基于FMCW的车载雷达多目标识别方法，使得能够在保证速度距离分辨率和降低测速测距误差的同时识别真实目标并消除虚假目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种基于FMCW的车载雷达多目标识别方法，其计算量适中，保证速度距离分辨率和降低测速测距误差的同时能够识别真实目标并消除虚假目标。

本发明的技术方案如下：