[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

说明书

本申请涉及一种适用于无人车的感知雷达成像方法及感知雷达系统。所述方法包括：通过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°范围内进行探测后获取中频回波信号，并对该中频回波信号进行一维距离成像以及一维方向成像后得到360°全景二维成像，再利用当前时刻的坐标系对前一时刻得到的360°全景二维成像进行图像配准得到高分辨全景图像。在本方法中提出了一种合成孔径为长摆线形状的成像方法，使得在进行全景成像时，只需要利用一台雷达，并且全景图像的分辨率不会随方位角变化。

技术领域

本申请涉及无人驾驶车环境感知技术领域，特别是涉及一种适用于无人车的感知雷达成像方法及感知雷达系统。

背景技术

无人驾驶是一种革新交通方式的新型技术，在智能出行、交通运输、物流、矿山、港口等民用和军事等众多领域具有广阔的应用前景，经过50多年的技术发展，无人驾驶已经距我们的实际生活非常临近。然而由于道路条件复杂性和高动态变化特性，环境感知依然是制约无人驾驶车有效应用的关键技术，一直未能完全解决。

环境感知是通过多种车载传感器，如摄像头、激光雷达、微波雷达、GPS、惯性传感器等，来识别车辆所处的周边环境和状态，是无人车自主分析、判断和决策的基础。虽然光学、红外和激光雷达等传感器在无人驾驶车环境感知中获得了广泛研究，并在结构化和有利气候气象环境下，已取得较好的障碍探测效果；但在非结构化道路特别是野外环境下，却无法有效探测树桩、土坡、坑洞等凸起和凹陷障碍物。而微波雷达由于具备分辨率高、视角广、扫描快、植被穿透、可测距等优点，正成为无人驾驶车环境感知研究的热点。

微波雷达是地面无人系统广泛采用的一种重要环境感知传感器，在发展过程中，其任务内涵从汽车防撞逐渐延伸至障碍探测、运动目标识别、地形测绘等，目前地面无人系统所采用的雷达主要有防撞雷达、一维成像雷达、二维成像雷达、三维成像雷达和四维雷达等。其中二维成像雷达的应用最为广泛，二维成像雷达通过测量目标的距离和方位信息，可以有效探测静止和运动目标。然而常规二维成像雷达存在以下应用局限性：

1.探测角度有限，为了实现360°全景成像，单台车需要安装多部雷达。二维成像雷达通常采用发射宽带信号实现沿距离方向的多目标分辨，采用阵列天线实现沿方位方向的多目标分辨。根据阵列信号原理，当目标偏离阵列法向时，雷达的方位分辨率下降，因此单部常规二维成像雷达的有效视角为120°，在实际应用中，为了保证测量精度，探测视角一般取60°，因此为了实现360°全景成像，单台无人驾驶车通常需要安装6～8部二维成像雷达。

2.常规二维成像雷达系统结构固定，适应高性能应用的需求。二维成像雷达的阵列长度和通道数量固定，为了在成本和性能方面取折中，阵列规模一般较小，难以获得较高方位分辨能力，特别是其分辨率随着视角偏离阵列法线方向恶化，因此难以满足远距离高分辨成像的需求，例如无人驾驶ACC自适应巡航功能对常用的角雷达提出了极高的要求。

3.多部雷达存在相互干扰，将造成性能下降和成本增加。多部雷达共用相同的工作频段，如果采用常规雷达信号体制，存在严重的相互干扰，为了抑制这种干扰，需要采用时分复用、频分复用、码分复用等复杂技术，从而会造成探测性能的降低和系统成本的显著增加

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在只用一台雷达的情况下进行全景成像的适用于无人车的感知雷达成像方法及感知雷达系统。

一种适用于无人车的感知雷达成像方法，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；