[发明专利]一种绝缘体目标的毫米波雷达恒虚警检测方法

说明书

本发明提供的一种绝缘体目标的毫米波雷达恒虚警检测方法，包括以下步骤：雷达开始工作，发射P个线性调频雷达波信号；接收雷达的目标回波与原雷达参考波形混频并低通滤波；经过数模转换和距离傅里叶变换处理；收集每个距离上所有周期雷达距离傅里叶变换输出数据；进行多普勒傅里叶变换处理，收集所有接收天线的零多普勒频率输出；选择所有天线同距离的所有距离数据和方位傅里叶变换数据，获得方位角上的高分辨力数据；选择一个和其它的方位角度上的所有距离单元数据进行反向恒虚警检测，检测出所有该方位角方向上的绝缘障碍物，直到完成所有方位角上的距离单元检测；实现高分辨毫米波雷达对绝缘体障碍物的实时检测和位置测量。

【技术领域】

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其是一种绝缘体目标的毫米波雷达恒虚警检测方法。

【背景技术】

随着家用车辆的普及、走入千家万户，成为人们日常生活和工作的必需品，过多的车辆造成城市交通拥堵变得越来越严重。使得在日常生活中，驾驶车辆不仅耗费时间和精力，稍有不慎就有可能引起导致交通事故，给相关方的家庭带来经济损失甚至是人生安全隐患。

自动驾驶不但能够把驾车人从枯燥的车辆驾驶中解脱出来，也能大大降低车辆驾驶中事故发生概率，是未来汽车驾驶的必然选择。自动驾驶包括感知、认知、规划和控制四个核心环节，但技术中的核心点是感知技术，因为获取完整和实时驾驶环境和其它目标的感知信息是自动驾驶成功的必要条件。自动驾驶感知主要由图像采集器、毫米波雷达和激光雷达等传感器来实现的；其中毫米波雷达不但价格低廉，还能精准测量运动目标的距离、速度、加速度，以及对目标实时成像，还可以在恶劣天气和环境下正常工作，所以毫米波雷达已经逐渐成为自动驾驶中最重要的感知技术手段。

现代雷达工作原理都是基于发射无线电波，然后通过目标散射电波实现对目标的检测和测量。所以，自动驾驶中的毫米波雷达目标，必须能够反射电磁波的能力；但由于大部分自动驾驶环境中的雷达目标，如其它车辆都是含有金属材料，因为金属材料是很好的导体、有很强的电磁波反射能，所以基于现有的雷达技术，检测和测量金属类的正常目标都是没有问题的。

在自动驾驶环境中，毫米波雷达大部分目标是含有金属材料的目标，如其它行进中的车辆；但也有很多场景中，目标是不导电的绝缘体障碍物，如车辆行进路上的临时路障，比如石块、树木、水泥等绝缘体。这些绝缘体在雷达信号的照射下，无法产生足够强的雷达回波，从而让雷达无法检测到这些绝缘体障碍物，如果不解决会给自动驾驶的安全带来很大的潜在隐患。当然，自动驾驶也可以同时使用图像传感器作为感知器件，识别这些绝缘体障碍物，但图像传感器无法在黑暗的情况下使用，也无法在有严重污染或恶劣天气环境下使用。同时，即使图像传感器可以使用，但无法提供精确的障碍物位置信息，给自动驾驶中的路径规划，带来无法逾越的困难。另外，如果在自动驾驶中，使用激光雷达实现绝缘体障碍物的实时检测和测量，除了因为其本身昂贵的价格和成本，而无法大规模使用以外；同样激光雷达也无法在恶劣天气环境中使用。

另外，毫米波汽车防撞雷达工作于杂波环境时，检测器的门限设置必须自适应于杂波功率水平的变化，使杂波引起的目标检测即虚警保持在一个较低的可接受水平上，从而解决传统雷达门限是一个常数存在的缺点。雷达恒虚警(constant false alarm rate，CFAR)检测的实际检测性能与背景杂噪的分布和强度有很大关系。雷达自动检测和跟踪中的虚警问题是每个雷达系统和设计人员不可避免的重要问题之一。二十多年来，雷达自动检测与雷达恒虚警处理技术逐渐发展成为国际雷达信号处理界的一大热门研究领域和关键性课题。雷达恒虚警技术是雷达自动检测系统中控制虚警率的最重要手段，它是雷达自动检测过程中起到极其重要的作用。

因此，迫切需要一种方法能够依靠雷达恒虚警处理技术和毫米波雷达技术本身实现对绝缘体障碍物的实时自动检测和测量。

【发明内容】

本发明解决了传统毫米波雷达无法感知绝缘体路障，提供一种自动驾驶中应用高分辨毫米波雷达实现对绝缘体障碍物的实时检测和位置测量，解决自动驾驶中常见的安全隐患、有效提高自动驾驶安全性的绝缘体目标的毫米波雷达恒虚警检测方法。