[发明专利]汽车防撞雷达信号处理方法和系统

说明书

本发明公开了汽车防撞雷达信号处理方法和系统，涉及雷达信号处理技术领域，解决了现有的方法在汽车防撞雷达目标探测时的缺陷。对汽车防撞雷达不同通道的回波数据沿距离向进行脉冲压缩；接着对不同通道回波数据沿方位向进行多普勒处理；随后在保存不同通道距离多普勒数据的同时，将不同通道距离多普勒数据进行数字波束形成并完成目标检测，得到目标的距离和速度信息；最后根据目标检测结果在不同通道距离多普勒数据中提取测角向量，最终得到目标角度信息。本发明不仅可以增强汽车防撞雷达的实时处理能力，而且可以缓解现有汽车防撞雷达内存资源紧张的问题。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及汽车防撞雷达信号处理方法和系统。

背景技术

汽车防撞雷达能够全天时、全天候工作，并具有测量精度高、结构简单、价格便宜等特点，适用于短距离精确测量。此外，汽车在向高级辅助驾驶/自动驾驶发展过程中，最为重要的技术之一就是感知车身周围环境的防撞雷达系统，汽车防撞雷达具有广阔的市场前景。

汽车防撞雷达通过天线向外发射电磁波信号后，接收目标的反射回波，随后经信号处理快速准确地获取汽车车身周围的物理环境信息，然后根据所探知的物体信息进行目标追踪和识别分类，进而结合车身动态信息进行数据融合，最终通过中央处理单元进行处理。经合理决策后，以声、光及触觉等多种方式告知或警告驾驶员，或及时对汽车做出主动干预，从而保证驾驶过程的安全性和舒适性，减少事故发生几率。

汽车防撞雷达工作频率主要集中在24GHz和77GHz两个频段。24GHz的雷达测量距离较短(5～30m)，主要应用于汽车后方；77GHz的雷达测量距离较长(30～80m)，主要应用于汽车前方和两侧。汽车防撞雷达主要包括射频前端、信号处理系统、后端算法三部分。由于汽车防撞雷达实时性要求较高，并且由于体积和成本限制会造成计算资源和内存资源紧张。在文献《王斯盾，毫米波防撞雷达发展现状与行业趋势，科技与创新，2017年第32期》中指出，在现有的产品中，雷达后端算法的专利授权费用约占成本的50％，射频前端约占成本的40％，信号处理系统约占成本的10％，后端算法占整个汽车防撞雷达成本的比例最高。

由于以上要求，需要从时域、频域等多个角度出发，提出计算复杂度低、内存资源占用少、实时性高的汽车防撞雷达后端信号处理算法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的方法在汽车防撞雷达目标探测时的缺陷，本发明提供了解决上述问题的汽车防撞雷达信号处理方法和系统。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明公开了汽车防撞雷达信号处理方法，可以帮助汽车防撞雷达快速地提取目标距离、速度、角度三维信息。本发明首先对汽车防撞雷达不同通道的回波数据沿距离向进行脉冲压缩；接着对不同通道回波数据沿方位向进行多普勒处理；随后在保存不同通道距离多普勒数据的同时，将不同通道距离多普勒数据进行数字波束形成并完成目标检测，得到目标的距离和速度信息；最后根据目标检测结果在不同通道距离多普勒数据中提取测角向量，最终得到目标角度信息。本发明不仅可以增强汽车防撞雷达的实时处理能力，而且可以缓解现有汽车防撞雷达内存资源紧张的问题。

汽车防撞雷达信号处理方法，具体包括如下步骤：

步骤一：系统参数初始化，得到回波数据。

包括如下参数：方位时间向量记为t＝[-PRI·N_a/2,-PRI·(N_a/2-1),…,PRI·(N_a/2-1)]，其中，PRI为脉冲重复时间，N_a为目标回波方位向采样点数；将距离时间向量记为τ＝[-1/f_s·N_f/2,-1/f_s·(N_f/2-1),…,1/f_s·(N_f/2-1)]，其中，f_s为距离向采样率，N_f为目标回波距离向采样点数；