[发明专利]基于FMCW雷达波形的多目标检测计算方法

说明书

本发明属于毫米波雷达技术领域，具体涉及基于FMCW雷达波形的多目标检测计算方法。本发明设计的波形包括调频波LFM部分和恒频波CF部分。首先通过LFM的回波数据得到所有可能目标的两组距离和速度信息；然后通过恒频波得到目标的速度信息，并利用该速度信息对目标的两组距离和速度信息进行筛选，从而消除一部分虚假目标；最后，对筛选掉虚假目标的两组距离和速度信息进行匹配，再次去除虚假目标。通过对匹配后的目标信息进行最小二乘法处理，进一步提高距离和速度的精度。

技术领域

本发明属于毫米波雷达技术领域，具体涉及基于FMCW雷达波形的多目标检测计算方法。

背景技术

FMCW雷达系统已广泛应用于健康监测，非接触式医疗护理，自适应巡航。FMCW雷达的基本思想是利用发射信号和接收信号的差频信息得到目标的速度和距离信息，由于存在传输延时和Doppler效应，因此在多目标环境中，传统的FMCW雷达存在速度距离耦合、虚警率高等问题。对于距离—速度耦合及虚警率问题，主要有三种解决的方案，基于锯齿波调制的方案、基于梯形波调制的方案和基于三角波调制的方案。

对于锯齿波调制方案，主要缺点在于很难得到高线性度且调制斜率变化极快的调频信号，另外，该方案还存在短时内需要处理数据量较大的问题，例如，为了满足速度1m的距离分辨率，一般需要采集128个周期的回波信号，对离散之后的中频信号进行二维快速傅里叶变换即2D-FFT需要更长的处理时间，需要消耗更多的硬件资源。在使用该方案时，由于高速目标的存在，速度模糊的现象会对目标的精度产生较大的影响。

相比于锯齿波调制方案，梯形波调制和三角波调制有如下优势，只需要进行一维傅里叶变换FFT即可获得速度和距离信息，降低了计算的复杂度。另外，梯形波和三角波调制方案对射频前端的硬件要求都不高，因为调制波的周期都在毫秒量级。但是，传统的梯形波调制和三角波调制方案都存在虚警和漏警问题。针对虚警率的问题，在Radar WaveformDesign and Multi-target Detection in Vehicular Applications,ICEDIFInternational Conference,2015:286-289这篇文章提出了改进的梯形波方案，该方案通过改变不同调制周期内梯形波的带宽达到去除虚假目标的目的，但该方案仍然存在漏警的问题。在An Improved Waveform for Multi-target Detection in FMCW Vehicle Radar,International Conference on Mechatronics,2016这篇文章中提出了一种改进的波形，波形的优点在于通过增加一段斜率变化的斜波信号，达到降低虚警率的目的。波形的缺点是由于对带宽分配的不合理，严重影响了系统的探测精度。这篇文章Two-Step MovingTarget Detection Algorithm for Automotive 77GHz FMCW Radar,VTC 2010 Fall,2010,1-5.Design of an FMCW Radar Baseband Signal Processing System forAutomotive Application,Journal of Sensors,2016,5(42):308-312也提出了改进的波形，它们可以达到改善多目标环境中消除虚假目标的目的，但是它们存在配对算法复杂，计算量大等问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种减少多目标环境中虚假目标的问题的基于FMCW雷达波形的多目标检测的计算方法。

本发明的目的是这样实现的：

基于FMCW雷达波形的多目标检测计算方法，包括如下步骤：