[发明专利]一种基于雷达的目标对象三维点云生成方法及装置

权利要求书

1.一种基于雷达的目标对象三维点云生成方法，其特征在于，包括：

依次触发雷达的Nt个发射天线发射啁啾信号，其中，所述发射天线包括方位发射天线，所述方位发射天线的高度与预设参考天线一致；

对所述雷达的各个接收天线接收到的啁啾回波进行ADC采样处理，得到维度为Ns*Nc*Nra的第一数据矩阵，其中，所述Nra等于Nt*Nr，所述Ns为所述ADC采样处理的采样点数，所述Nc为所述Nt个发射天线发射的啁啾信号总数，所述Nr为所述雷达用以接收所述啁啾回波的接收天线总数；

对所述第一数据矩阵中的数据进行快速傅里叶变换，得到维度为N_{range_fft}*Nc*Nra的第二数据矩阵，其中所述N_{range_fft}为快速傅里叶变换点数；

基于预设的方位维点数N_azi以及所述第二数据矩阵进行方位CAPON波束形成，获得维度为N_{range_fft}*N_azi的第三数据矩阵，其中，所述方位CAPON波束形成为基于CAPON算法对所述第二数据矩阵中与所述方位发射天线发射的啁啾信号对应的数据进行波束形成；

分别基于所述第三数据矩阵的行数据和列数据进行恒虚警检测，获得Nd个目标点；

针对每个目标点，基于所述雷达的最大观测方位角以及相应目标点的坐标计算相应目标点的方位角，获得所述各个目标点的方位角；

针对每个目标点，基于所述第二数据矩阵中与相应目标点对应的数据进行CAPON波束形成，并基于预设的俯仰维点数计算相应目标点的俯仰角，获得所述各个目标点的俯仰角；

分别基于所述各目标点的坐标、方位角以及俯仰角，生成所述各目标点的三维点云。

2.如权利要求1所述的基于雷达的目标对象三维点云生成方法，其特征在于，所述分别基于所述各目标点的坐标、方位角以及俯仰角，生成所述各目标点的三维点云包括：

分别基于所述各目标点的坐标计算所述各目标点相对于所述雷达的距离；

分别基于所述各目标点的方位角、俯仰角以及所述各目标点相对于所述雷达的距离，生成所述各目标点相对于所述雷达的三维点云。

3.如权利要求1所述的基于雷达的目标对象三维点云生成方法，其特征在于，所述三维点云还包括：相应目标点的速度信息；

在获得所述各目标点的俯仰角之后还包括：

分别计算所述各个目标点的波束形成系数；

针对每个目标点，基于相应目标点的波束形成系数对所述第二数据矩阵中的与相应目标点对应的数据进行波束形成，获得与相应目标点对应的波束向量；

分别对各个目标点的波束向量进行快速傅里叶变换，获得所述各个目标点对应的多普勒谱；

针对每个目标点，基于相应目标点对应的多普勒谱中幅度最大值点，计算相应目标点的速度；

所述分别基于所述各目标点的坐标、方位角以及俯仰角，生成所述各目标点的三维点云具体为：分别基于所述各目标点的坐标、方位角、俯仰角以及速度，生成所述各目标点的三维点云。

4.如权利要求1至3任一项所述的基于雷达的目标对象三维点云生成方法，其特征在于，所述基于预设的方位维点数N_azi以及所述第二数据矩阵进行方位CAPON波束形成之前还包括：对所述第二数据矩阵进行固定杂波抑制；

所述基于预设的方位维点数N_azi以及所述第二数据矩阵进行方位CAPON波束形成具体为：

基于预设的方位维点数N_azi以及固定杂波抑制后的第二数据矩阵进行方位CAPON波束形成。