用于自动车辆的雷达信号处理制造技术

公开了用于自动车辆的雷达信号处理。一种雷达系统(10)包括控制器(30)，所述控制器可操作地从第一天线(26A)接收第一信号(28A)，并且从第二天线(26B)接收第二信号(28B)，所述第一信号和第二信号源自位于雷达视场内的物体(20)对第一脉冲(16A)的反射。控制器(30)还可操作地在物体(20)对第二脉冲(16B)的反射的接收结束之前计算第一信号(28A)和第二信号(28B)的第一变换(34)，以基于第一脉冲(16A)的反射来确定距离‑数据(36)。所述距离‑数据(36)包括相位成分和幅度成分。接着第一变换(34)的是计算相位成分和幅度成分的复合非相干累积(38)以确定包括多普勒相位和多普勒幅度的平均的距离数据(40)。

【技术实现步骤摘要】

本公开总体上涉及一种适合在自动车辆上使用的雷达系统，并且更特别地涉及信号处理技术，其处理来自在前的雷达脉冲反射的数据，同时从后续的雷达脉冲反射捕获数据。
技术介绍
雷达传感器作为控制自动车辆的自动化驾驶系统的信息源广泛地用于车载传感器系统中。系统包括有源安全特征，诸如智能巡航控制(IntelligentCruiseControl)、碰撞警报和缓解(CollisionWarningandMitigation)，以及周围检测系统。发射的雷达信号传播到雷达视场内的物体，并且被系统接收的反射信号通过信号调节装置链在其传播期间被转换为离散的基带信号。对于一系列波形脉冲，在数字信号处理(DSP)装置中将基带信号从时域转换为距离-多普勒频域，其中来自所有的接收天线阵列元件的距离或距离-多普勒谱被非相干地累积。通常地，自动雷达使用该非相干地累积(non-coherentlyintegrated，NCI)的频谱分布作为目标检测图解或NCI检测图解的基础。这些已知的系统针对待测物体的位置和多普勒参数估计评估NCI频谱的幅度，所述待测物体具有比估计的检测阈值更高的频谱幅度。该幅度NCI-检测技术抑制系统噪声变化，并且保持噪声引起的误警报率为最小值。在理想的系统(即天线阵列元件之间最小耦合)中，因为与来自物体的反射信号相比，系统噪声跨天线阵列元件是更小相关的，所以这导致净信噪比增益。通过此检测识别的物体将接着受到追踪。追踪器采用多种追踪算法来评估和衡量检测的物体参数的时间相关定量行为并对于物体识别和分类作出可靠的决定。由Alland等于2009年12月29日提交的、名称为“RadarSystemAndMethodofDigitalBeamForming”的美国专利7,639,171描述了一种系统，其在从对于测量周期的所有连续啁啾(chirp)(或脉冲)的时域A/D采样数据中累积距离频率谱数据时具有显著的处理空闲时间(idletime)量。接着该系统在储存在雷达存储器中的大量距离频谱数据上后处理多普勒频率变换(即，多普勒FFT)以及跨接受天线阵列元件的幅度NCI。NCI频谱被用于执行距离-多普勒(RD)检测和进行检测参数估计(包括角度位置的计算)。这些后处理所需要的时间是相对多的，同时在采样数据收集和距离频率变换(距离-FFT)期间损失处理时间。即，现有系统具有不期望的效率低的信号处理或不期望的缓慢的测量更新速率。
技术实现思路
根据一个实施方式，提供了一种雷达系统。该系统包括发射器，多个天线和控制器。所述发射器可操作地发射由一系列脉冲表征的雷达-信号。所述雷达-信号包括第一脉冲和第二脉冲。多个天线可操作地检测表示雷达-信号被物体反射的反射-信号。多个天线包括可操作地输出第一信号的第一天线和可操作地输出第二信号的第二天线。在第一脉冲的反射的接收期间，控制器可操作地接收第一信号和第二信号。在第二脉冲的反射的接收结束之前，控制器还可操作地计算第一信号和第二信号的第一变换以基于第一脉冲的反射来确定距离-数据。距离-数据包括相位成分和幅度成分。第一变换之后接着计算相位成分和幅度成分的复合非相干累积以确定包括多普勒相位和多普勒幅度的平均的距离-数据。在另一实施方式中，控制器进一步可操作为在计算相位成分和幅度成分的复合非相干累积之前，将相位成分标准化。在另一实施方式中，控制器进一步可操作为在系列脉冲被发射之后，计算第一阶段多普勒FFT，接着进行距离-多普勒检测，接着进行第二阶段多普勒FFT。进一步的特征和优势将在阅读优选实施方式的以下详细描述之后更加清楚，其仅作为非限定性示例并参考附图给出。附图说明现将参考附图借助示例描述本专利技术，其中：图1是根据一个实施方式的系统的示意图；图2是根据一个实施方式的现有系统的时序图；图3是根据一个实施方式的图1的系统的时序图；图4是根据一个实施方式的图1的系统所执行的方法的流程图。具体实施方式图1示出雷达系统10的非限定性示例，下文称其为系统10。虽然本文描述的系统10被开发为汽车应用，诸如自主车辆、或完全或部分地自动化车辆，构想的是，本文呈现的教导将对非自动化应用来说是有用的。系统10包括可操作地发射由一系列脉冲16表征的雷达信号14的发射器12。雷达信号包括第一脉冲16A和第二脉冲16B。构想到的是，每个脉冲将引起雷达信号14扫过频率范围或在频率范围内变化，所述频率如由每个脉冲的形状所暗示；然而使用固定频率的信号不是必需的。借助示例而非限定，系统10可以在50微秒(50us)内从76千兆赫兹(76GHz)到77千兆赫兹(77.00GHz)线性地频率扫描雷达信号14。系统10可以被配置为发射一系列xx-脉冲(16A，16B，16C，……16xx)，例如64个脉冲，其被如以下详细描述的处理以基于估计的物体参数和反射信号24的不同特性来确定例如，到物体20的距离18，距离18的变化率，到物体20的方向或角度22，和/或物体20的分类(例如大/小，移动/静止)。系统10可以包括多个天线26以检测表示雷达-信号14被物体20反射的反射-信号24。虽然该非限定性示例示出三个天线，这仅是为了简化描述，因为构想到具有多于和少于三个接收天线以及多于一个发射天线的配置。能够在Alland等于2009年1月6日提交的美国专利7,474,262和Alland等于2009年12月29日提交的美国专利7,639,171中找到可能与本文描述的系统10有关的关于多天线雷达系统及其操作的附加信息，这两个申请的全部内容通过参考引入本文。多个天线26在此示例中包括可操作地输出第一信号28A的第一天线26A和可操作地输出第二信号28B的第二天线26B。系统10可以包括控制器30，所述控制器30可操作为在包括第一脉冲16A的一系列脉冲16的反射的接收期间接收第一信号28A和第二信号28B。控制器30可以包括开关矩阵32，其配置为时分-多路传输由多个天线26输出的信号。所述开关矩阵32可以操作为从多个天线26中选择仅一个天线或者可组合来自多个天线26中的两个或更多个的信号以形成多种子阵列，其将被本领域技术人员所识别。还构想到的是，多个天线26中的每一个可以被连接到等数量的多个专用接收器，这样开关矩阵32不是必需的。此外，虽然发射天线和多个接收天线26被示为分离的部分，这仅是为了简化描述，并且应该认识到相同的天线元件可以被用于发射雷达-信号14并且检测反射-信号24。图2示出先前限定的雷达系统(诸如Alland等于2009年12月29日提交的美国专利7,639,171中示出的系统)的时序图200。该现有系统执行从多个子阵列接收的源自一个脉冲(例如第一脉冲16A)的数据的第一傅里叶变换，同时发送后续脉冲(例如第二脉冲16B)并且收集源自该后续脉冲的数据。该接收的数据的第一傅里叶变换通常被称为测距快速傅里叶变换或“距离FFT”。考虑到脉冲-时间持续(τchirp)，脉冲个数(K)，每脉冲每接收天线阵列元件的采样数量(M)，接收天线阵列元件的个数(N)，以及选定的信号处理装置速度的特定配置，在现有系统内执行距离FFT例如花费约25％的用于发射脉冲并捕获源自其中(τchirp)的时域数据。如此，控制器30在75％的发射组成一系列脉冲的脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雷达系统(10)，包括：发射器(12)，所述发射器可操作地发射由一系列脉冲(16)表征的雷达信号(14)，其中所述雷达信号(14)包括第一脉冲(16A)和第二脉冲(16B)；多个天线(26)，所述多个天线可操作地检测指示雷达信号(14)被物体(20)反射的反射信号(24)，所述多个天线(26)包括可操作地输出第一信号(28A)的第一天线(26A)和可操作地输出第二信号(28B)的第二天线(26B)；以及控制器(30)，所述控制器可操作地在对所述第一脉冲(16A)的反射进行接收期间接收所述第一信号(28A)和所述第二信号(28B)，并且在对所述第二脉冲(16B)的反射进行接收结束之前，计算所述第一信号(28A)和所述第二信号(28B)的第一变换(34)以基于所述第一脉冲(16A)的反射确定距离数据(36)，其中所述距离数据(36)包括相位成分和幅度成分，接着所述第一变换(34)的是计算所述相位成分和所述幅度成分的复合非相干累积(38)以确定包括多普勒相位和多普勒幅度的平均的距离数据(40)。

【技术特征摘要】
2015.06.26 US 14/751,6011.一种雷达系统(10)，包括：发射器(12)，所述发射器可操作地发射由一系列脉冲(16)表征的雷达信号(14)，其中所述雷达信号(14)包括第一脉冲(16A)和第二脉冲(16B)；多个天线(26)，所述多个天线可操作地检测指示雷达信号(14)被物体(20)反射的反射信号(24)，所述多个天线(26)包括可操作地输出第一信号(28A)的第一天线(26A)和可操作地输出第二信号(28B)的第二天线(26B)；以及控制器(30)，所述控制器可操作地在对所述第一脉冲(16A)的反射进行接收期间接收所述第一信号(28A)和所述第二信号(28B)，并且在对所述第二脉冲(16B)的反射进行接收结束之前，计算所述第一信号(28A)和所述第二信号(28B)的第一变换(34)以基于所述第一脉冲(16A)的反射确定距...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·H·阿雷吉，
申请(专利权)人：德尔福技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US