[发明专利]适用于无人车的感知雷达成像方法及感知雷达系统

权利要求书

1.适用于无人车的感知雷达成像方法，其特征在于，所述方法包括：

获取中频回波信号，所述中频回波信号由设置在无人车上的旋转扫描合成孔径雷达在无人车行进中对无人车周围360°范围内进行探测后接收到的雷达回波信号；

对所述中频回波信号进行逆傅里叶变换得到一维距离像，再根据所述一维距离像进行处理得到一维方位像，并根据所述一维距离像以及一维方向像得到一帧360°全景二维成像；

对所述中频回波信号根据接收时间依次进行成像处理后得到多帧360°全景二维成像，在对当前时刻接收的中频回波信号进行成像处理时，还利用当前时刻的坐标系对前一时刻的360°全景二维成像进行图像配准得到高分辨全景图像。

2.根据权利要求1所述的感知雷达信号成像方法，其特征在于，所述中频回波信号与当前时刻旋转扫描合成孔径雷达探测范围内目标点与雷达旋臂的旋转轴心构建的极坐标系相关。

3.根据权利要求2所述的感知雷达信号成像方法，其特征在于，所述再根据所述一维距离像进行处理得到一维方位像采用以下公式：

在上式中，S_RC(n,t_a)表示对应的一维距离像，表示雷达波束正对目标点的时刻，波束宽度为θ_B的天线持续照射到目标点的时间，t_a表示获取中频回波信号的时间，τ表示电磁波从天发射，照射到目标后、最后被接收的双程传输延迟。

4.根据权利要求3所述的感知雷达信号成像方法，其特征在于，在进行一维方位像成像时，确定雷达波束正对目标点的时刻采用求解以下超越方程：

在上式中，v表示无人车行进的速度，L表示旋转扫描合成孔径雷达的旋臂长度，θ_p表示目标点在极坐标中的角度。

5.根据权利要求4所述的感知雷达信号成像方法，其特征在于，所述利用当前时刻的坐标系对前一时刻的360°全景二维成像进行图像配准得到高分辨全景图像包括：

获取前一时刻旋转扫描合成孔径雷达一圈扫描的运动方向相对于当前时刻一圈扫描运动方向的角度偏差，以及前一时刻一圈扫描的运动速度平均值；

将前一时刻的360°全景二维成像中的极坐标系转换成直角坐标系；

根据所述角度偏差，运动速度平均值以及旋转扫描合成孔径雷达扫描一圈的时间计算配准后图像在直角坐标系中的坐标值；

将配准后的直角坐标系中的坐标值转换至极坐标系中，以得到配准后的高分辨全景图像。

6.根据权利要求1-5任一项所述的感知雷达信号成像方法，其特征在于，当所述旋转扫描合成孔径雷达的前端与旋转轴心之间的长度缩短时，高分辨全景图像相邻像素之间的角度间隔应满足：

在上式中，Δθ_pnow表示为雷达的前端与旋转轴心之间的长度调整后的高分辨全景图像相邻像素之间的角度间隔，L₀表示雷达的前端与旋转轴心之间的长度的基准长度，L_now表示调整后雷达的前端与旋转轴心之间的长度，Δθ_p0表示雷达的前端与旋转轴心之间的长度为基准长度时，高分辨全景图像相邻像素之间的角度间隔大小。

7.根据权利要求6所述的感知雷达信号成像方法，其特征在于，当雷达的前端与旋转轴心之间的长度为基准长度时，高分辨全景图像相邻像素之间的角度间隔大小应满足：

在上式中，λ表示雷达系统工作中心频率的电磁波长度，θ_B表示雷达波束宽度。