处理从目标反射的接收辐射制造技术

一种用于处理从目标(101)反射的接收辐射(例如，RADAR辐射)的方法和装置，该方法包括生成(200)预测目标的集合，预测目标的集合包括至少一个成员，每个成员表示目标(101)的状态；依赖于目标(101)的状态为每个成员生成(201)对于辐射的预测波形，以及将每个预测波形与接收辐射的波形进行比较(202)，以确定由为其生成预测波形的成员表示的目标(101)的状态匹配目标(101)的实际状态的准确度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】处理从目标反射的接收辐射本专利技术涉及处理从目标反射的接收辐射的方法，以及相关联的装置。使用从目标反射的辐射集合的技术是众所周知的；这种技术的示例包括RADAR(使用无线电波)、LIDAR(使用光波)和SONAR(使用声波)。一般而言，对接收辐射执行一些自动处理，以便估计与目标的位置相关的数据——例如距离(range)和/或方位(bearing)。以车载雷达系统为例，其可以用于例如检测主车辆周围的其它车辆，如在作为WO2004/053521公开的PCT专利申请中所描述的，通常使用发射频率调制信号的频率调制连续波(FMCW)雷达。在调制是简单锯齿斜坡的示例中，可以使用所发射的输出与接收到反射信号时反射信号之间的频率差来估计物体的距离。通常，这将通过将输出和输入信号混频并且检测差拍信号来完成。物体的速度可以使用混频信号中的另一个频率分量(多普勒分量)来估计。迄今为止，特别是在FMCW雷达系统中，对这种信号的分析已经涉及对反射信号的频谱分析。这意味着接收到的反射辐射(通常在与输出信号混频之后)在进行进一步的分析之前被转换到频域。然后可以通过在确定的频谱中查找峰来确定目标的位置和速度。用于计算这些频谱的典型数学方法是快速傅立叶变换(FFT)。由于所使用的算法需要以非顺序的方式访问大范围的存储器，因此FFT的执行是处理器密集型的并且使用大量的存储器带宽。此外，可以从这种频谱分析中返回的数据实际上仅限于位置和速度、加速度和加加速度(加速度的变化率)，从而造成频率区间(bin)之间的信号“模糊”。为了执行FFT算法，需要将数据批量化为长的顺序的块。这也意味着FFT将提供频谱在块的时间段内的时间平均测量。根据本专利技术的第一方面，我们提供了一种处理从目标反射的接收辐射的方法，该方法包括：生成预测目标的集合，该预测目标的集合包括至少一个成员，每个成员表示目标的状态；依赖于目标的状态为每个成员生成对于辐射的预测波形；以及将每个预测波形与接收辐射的波形进行比较，以确定由为其生成预测波形的成员表示的目标的状态匹配目标的实际状态的准确度。因此，我们已经认识到，可以基于波形而不是像以前那样基于频谱来进行比较。这去除了执行频谱分析(快速傅立叶变换(FFT)等)的需要，并且关于表示目标的状态的参数可以更灵活。通常，目标的状态可以包括参数集，该参数集包括目标的至少一个参数。参数集可以包括目标的位置数据；实际上，参数集可以包括目标的位置，通常是相对于辐射接收器的位置。参数集还可以包括速度、加速度和加加速度(加速度的变化率)中的至少一个。参数集还可以包括目标的距离的测量结果，例如目标的宽度或尺寸。通常，该方法将包括从发射器发射辐射，并且在至少一个接收器处对接收辐射进行接收。可以有多个接收器；因此，生成预测波形的步骤可以包括对于在每个接收器处接收到的接收辐射生成预测波形，并且比较每个预测波形的步骤将包括比较对于每个接收器的预测波形与在该接收器处接收到的辐射。同样，可以有多个发射器。因此，本专利技术很好地适应于多个发射器和接收器，预测在每个接收器处的来自每个发射器的接收波形。该方法可以包括将在每个接收器处接收到的辐射与由发射器发射的辐射混频，并且可选地对信号进行低通滤波，并且执行对被混频(并且可选地被滤波)的接收辐射与发射辐射的比较。将预测波形与接收辐射的波形进行比较的步骤可以包括确定预测波形与接收辐射的波形之间的相关性。该方法可以包括通过确定预测波形与接收辐射的波形的相关程度来确定每个预测波形与接收辐射的波形的契合(fit)程度。生成目标的集合的步骤可以包括生成分散在由参数集限定的参数空间中的成员的集合。成员可以随机地或伪随机地分散在整个参数空间中。但是，对于更有可能找到目标的区域，该分散可以被加权。例如，在参数集包括目标的位置并且接收器被安装在车辆上的情况下，车辆正前方的区域可以被较高地加权并且因此被较频繁地填充成员，而正前方的任一侧的区域可以被较不高地加权并且因此被不太频繁地填充成员，或者通常在第一分散成员均匀分布在位置空间中的情况下，随后的(或初始分散)可以围绕位置空间的周界加权，该周界等同于(一个或多个)接收器的视场的边缘，这是新的目标有可能出现的地方。在预测波形与接收波形之间的比较之后，该方法可以包括用参数空间中的成员重新填充目标的集合，使得成员随着相关程度增加而优先地分散在该集合的在重新填充之前的成员周围。在具有较低相关程度的成员周围可以分散较少成员或不分散成员；实际上，具有小于阈值的相关程度的成员或者具有最低相关程度的成员可以从目标的集合中移除。在重新填充目标的集合之后，该方法可以重复比较每个预测波形的步骤，通常是将其与在用于先前比较步骤的接收辐射之后接收到的接收辐射的波形进行比较。重新填充和比较的步骤可以无限重复；因此，这种方法可以限定粒子滤波器，使用蒙特卡洛(MonteCarlo)方法来预测并检测接收辐射中的目标。这种方法比例如先前在采用频谱分析的方法中使用的FFT计算更方便地进行编程。特别地，上述方法可以更方便地在并行处理系统中实现(因为更容易限定每个处理器要执行的任务集合)，并且存储器访问更可预测，而FFT一般需要极其非顺序地访问大面积的存储器。重新填充目标的集合的步骤可以包括基于原始接收辐射的接收与随后接收到的反射辐射的接收之间所经过的时间来更新每个目标的参数。例如，在参数包括位置、速度(以及潜在地加速度和/或加加速度)和运动方向的情况下，可以使用依赖于这些参数的运动方程来更新每个目标的位置。类似地，将使用加速度和/或加加速度来更新速度，并且可以使用加加速度来更新加速度。通常，至少一些成员及其相关联的相关程度将由该方法作为潜在目标输出。在一个实施例中，可以仅输出其相关程度满足至少一个标准的那些成员；标准可以是相关性超过阈值。另一个优点是可以在接收到辐射时立即进行比较，而不需要等待按时间的数据块。通常，该方法还将包括生成并发射要从每个目标反射的发射辐射，以形成反射辐射。生成预测波形的步骤可以包括估计发射辐射的波形并且对发射辐射的波形应用至少一个变换从而得到预测波形。至少一个变换将依赖于参数集中的每一个。通过从发射辐射开始，可以允许发射器发射发射辐射的操作；这种系统容忍不准确的或非线性的调制，而现有技术的频谱分析的频率调制连续波(FMCW)雷达对所使用的调制是敏感的。实际上，可以使用任何方便的调制方案，诸如频率调制连续波(FMCW)。在参数集包括目标的位置的情况下，至少一个变换可以包括依赖于目标距接收器的距离来修改波形的频率和相位。在使用多个接收器的情况下，这可能会导致目标的正确位置很快显现，因为位置将由具有高相关性的距离重叠处的点给出。在参数集包括目标的位置的情况下，至少一个变换可以包括依赖于目标的位置来变换波形的幅度。这会导致对参数的更准确的估计，因为一般而言采用频谱分析的方法仅使用幅度来确定返回的强度(以及因此确定这种系统在推定的目标中所具有的置信度)。可以依赖于位置来变换幅度，从而不仅考虑到目标的尺寸和/或位置(特别是考虑到信号幅度随着目标的距离而减小)，还考虑到在距离和/或方位方面有差异的发射器和接收器行为。值得注意的是，许多雷达和其它此类系统天线基于角位置而具有显著的增益变化(例如，旁瓣)；这一方法可以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理从目标反射的接收辐射的方法，该方法包括：生成预测目标的集合，该预测目标的集合包括至少一个成员，每个成员表示目标的状态；依赖于目标的状态为每个成员生成对于辐射的预测波形；以及将每个预测波形与接收辐射的波形进行比较，以确定由为其生成预测波形的成员所表示的目标的状态匹配目标的实际状态的准确度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.12 GB 1514249.01.一种处理从目标反射的接收辐射的方法，该方法包括：生成预测目标的集合，该预测目标的集合包括至少一个成员，每个成员表示目标的状态；依赖于目标的状态为每个成员生成对于辐射的预测波形；以及将每个预测波形与接收辐射的波形进行比较，以确定由为其生成预测波形的成员所表示的目标的状态匹配目标的实际状态的准确度。2.如权利要求1所述的方法，其中不对接收辐射进行频谱分析，并且特别是通常不对接收辐射进行快速傅立叶变换。3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中目标的状态包括参数集，该参数集包括目标的至少一个参数。4.如权利要求3所述的方法，其中参数集包括目标的位置数据，诸如目标的位置。5.如权利要求3或权利要求4所述的方法，其中参数包括速度、加速度和加加速度中的至少一个。6.如权利要求3至5中任一项所述的方法，其中参数包括目标的距离的测量结果，例如目标的宽度或尺寸。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，包括从至少一个发射器发射辐射，并且在至少一个接收器处对接收辐射进行接收。8.如权利要求7所述的方法，其中有多个接收器，其中生成预测波形的步骤包括对于在每个接收器处接收到的接收辐射生成预测波形，并且比较每个预测波形的步骤包括比较对于每个接收器的预测波形与在该接收器处接收到的辐射。9.如权利要求7或权利要求8所述的方法，包括将在每个接收器处接收到的辐射与由发射器发射的辐射混频，并且可选地对信号进行低通滤波，并且对进行了混频并且可选地被滤波的接收辐射与发射辐射执行比较。10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中将预测波形与接收辐射的波形进行比较的步骤包括确定预测波形与接收辐射的波形之间的相关性。11.如前述权利要求中任一项所述的方法，其中生成目标的集合的步骤包括生成分散在由参数集...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·J·汤普森，A·J·希南，E·C·里路，
申请(专利权)人：TRW有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB