[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

说明书

本申请公开了一种基于雷达的目标对象三维点云生成方法及装置，通过雷达发送啁啾信号，接收啁啾回波并进行采样和傅里叶变换获得第二数据矩阵，基于第二数据矩阵进行方位CAPON波束形成获得第三数据矩阵，通过恒虚警检测对第三数据矩阵中的数据进行计算确定各目标点；针对每个目标点，基于雷达最大观测方位角以及目标点坐标计算获得各目标点的方位角，对第二数据矩阵中与各目标点相对应的数据进行CAPON波束形成，计算获得各目标点的俯仰角，从而生成各目标点的三维点云。相对于传统方案，本申请提供的技术方案能够生成目标点的三维点云，从而有利于实现更精准的定位。

技术领域

本申请涉及雷达探测领域，特别是涉及一种基于雷达的目标对象三维点云生成方法及装置。

背景技术

随着信息时代的发展，各行各业对空间数据的需求日益增长，常规的数据获取方式和数据处理模式已经不能满足信息化需求。

现有技术中，在测绘、成员检测、成员定位等领域中，传统的雷达检测或雷达定位技术一般基于二维快速傅里叶变换(FFT，fast Fourier transform)或一维CAPON算法。但这些方法存在无法生成三维点云的问题，因而造成数据准确率较低，无法精准定位，应用场景有限，越来越无法满足信息时代对空间数据的要求。

发明内容

本申请提供一种基于雷达的目标对象三维点云生成方法及装置，有利于实现更精准的定位。

为了实现上述技术效果，本申请第一方面提供一种基于雷达的目标对象三维点云生成方法，包括：

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

对上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，上述Nra等于Nt*Nr，上述Ns为上述ADC采样处理的采样点数，上述Nc为上述Nt个发射天线发射的啁啾信号总数，上述Nr为上述雷达用以接收上述啁啾回波的接收天线总数；

对上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，其中上述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以及上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，上述方位CAPON波束形成为基于CAPON算法对上述第二数据矩阵中与上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；

分别基于上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，基于上述雷达的最大观测方位角以及上述相应目标点的坐标计算相应目标点的方位角，获得上述各个目标点的方位角；

针对每个目标点，基于上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，获得上述各个目标点的俯仰角；

分别基于上述各目标点的坐标、方位角以及俯仰角，生成上述各目标点的三维点云。

可选的，上述分别基于上述各目标点的坐标、方位角以及俯仰角，生成上述各目标点的三维点云包括：

分别基于上述各目标点的坐标计算上述各目标点相对于上述雷达的距离；

分别基于上述各目标点的方位角、俯仰角以及上述各目标点相对于上述雷达的距离，生成上述各目标点相对于上述雷达的三维点云。

可选的，上述三维点云还包括：相应目标点的速度信息；

在获得上述各目标点的俯仰角之后还包括：