一种车载毫米波雷达装置及目标探测方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种车载毫米波雷达装置及目标探测方法，包括射频前端模块、电源模块和信号处理模块，所述电源模块为射频前端模块和信号处理模块进行供电，所述射频前端模块，用于发射毫米波信号，接收目标的回波信号，并对目标的回波信号进行预处理，所述信号处理模块包括：距离和速度获取单元，用于根据预处理后的信号获取目标的速度信息和距离信息；位置获取单元，用于根据预处理后的信号获取目标的位置信息；目标检测单元，用于根据得到的目标的速度信息、距离信息和位置信息滤除轨道两边的栅栏，并提取栅栏内的目标作为有效目标。本发明专利技术能够有效滤除轨道交通两边的栅栏，便于用户进行决策。

A Vehicle-borne Millimeter Wave Radar Device and Target Detection Method

【技术实现步骤摘要】
一种车载毫米波雷达装置及目标探测方法
本专利技术涉及毫米波雷达探测
，特别是涉及一种车载毫米波雷达装置及目标探测方法。
技术介绍
雷达是利用无线电的方法发现目标并检测目标的空间位置。雷达按照信号形式可分为脉冲雷达、连续波雷达、脉冲压缩雷达和频率捷变雷达。而调频连续波(FMCW)雷达因结构简单、容易调制、成本低、信号处理简单等特点在汽车雷达领域得到了应用。调频连续被雷达通过任意时刻的回波信号频率与发射信号的频率差来得到目标的信息。毫米波雷达是指雷达工装在毫米波波段的探测雷达，毫米波的波长介于厘米波和微波之间，波长为1～10mm。随着智慧交通和无人驾驶的发展，推动了主动探测类传感器的发展。而毫米波雷达是汽车主动探测器的重要一部分，其具有天线口径小、带宽大，抗干扰能力强、不受光线影响，具有全天候工作的特点，故得到了各个国家政府部门、研究所、高校及企业等单位的高度重视。但是，当今毫米波雷达技术不够成熟，大都停留在测距、测速和测角的功能上，其精度也不够高，还不能满足自适应巡航控制(AdaptiveCruiseControl,ACC)、前车防撞预警系统(ForwardCollisionWarningSystem，FCWS)以及高级驾驶辅助系统(AdvancedDriverAssistanceSystems,ADAS)的应用。近些年来，毫米波雷达在有轨电车、火车、云轨等领域得到一定的应用。但是，因为该车辆行驶轨道的特殊性，毫米波雷达检测到轨道两边的栅栏目标时会导致决策终端误判。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种车载毫米波雷达装置及目标探测方法，能够有效滤除轨道交通两边的栅栏，便于用户进行决策。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种车载毫米波雷达装置，包括射频前端模块、电源模块和信号处理模块，所述电源模块为射频前端模块和信号处理模块进行供电，所述射频前端模块，用于发射毫米波信号，接收目标的回波信号，并对目标的回波信号进行预处理，所述信号处理模块包括：距离和速度获取单元，用于根据预处理后的信号获取目标的速度信息和距离信息；位置获取单元，用于根据预处理后的信号获取目标的位置信息；目标检测单元，用于根据得到的目标的速度信息、距离信息和位置信息确定是弯道还是直道，并滤除轨道两边的栅栏，提取栅栏内的目标作为有效目标。所述位置获取单元后设置有数据关联单元，所述数据关联单元通过目标距离不能突变的原理来解决速度模糊的问题。所述目标检测单元将检测到的目标的速度信息与整车的速度信息进行对比，判断得出检测到的目标是否为静止目标，如果是静止目标，通过RANSAC算法确定当前轨道是直线轨道还是弯道轨道，并确定栅栏位置。如果不是静止目标，则判断目标的横坐标值是否小于1/2的栅栏间的固定值，如果是则为有效目标，否则为无效目标。在确定当前轨道后，根据目标的位置信息的横坐标值等于1/2的栅栏间的固定值确定栅栏位置，如果目标的横坐标值小于1/2的栅栏间的固定值，则为有效目标。所述RANSAC算法处理流程为：任意找出两点构建直线方程，遍历所有的静止目标，设置门限值，如果找到的直线上的静止目标的数目大于门限值时，确定此时的轨道为直线轨道，否则为弯道轨道，并将一条覆盖最多静止目标的直线作为栅栏。根据得到的所述栅栏，若目标显示位于栅栏内，则该目标为有效目标，若目标显示位于栅栏外，则视为无效目标。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种车载毫米波雷达装置的目标探测方法，包括以下步骤：(1)雷达发射电磁信号，并接收目标的回波信号，并对目标的回波信号进行预处理；(2)根据预处理后的信号获取目标的速度信息、距离信息和位置信息；(3)根据得到的目标的速度信息、距离信息和位置信息确定是弯道还是直道，并滤除轨道两边的栅栏，提取栅栏内的目标作为有效目标。其中目标探测的具体步骤为：(3.1)将步骤(3)中将检测到的目标的速度信息与整车的速度信息进行对比，判断得出检测到的目标是否为静止目标；(3.2)如果是静止目标，则通过RANSAC算法确定当前轨道是直线轨道还是弯道轨道，并确定栅栏位置；在确定当前轨道后根据目标位置信息的横坐标值等于1/2的栅栏间的固定值确定栅栏位置，如果目标的横坐标值小于1/2的栅栏间的固定值，则为有效目标；(3.2.1)RANSAC算法处理流程为：任意找出两点构建直线方程，遍历所有的静止目标，设置门限值，如果找到的直线上的静止目标的数目大于门限值时，确定此时的轨道为直线轨道，否则为弯道轨道，并将一条覆盖最多静止目标的直线作为栅栏；(3.3)如果不是静止目标，则判断目标的横坐标值是否小于1/2的栅栏间的固定值，如果是则为有效非静止目标，否则为无效目标。有益效果由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本专利技术不仅具有测速、测距、测角的功能，还具有目标跟踪、目标分类和数据后处理的功能，本专利技术通过判断轨道的类型，根据轨道类型采用不同的方法判断目标是否在轨道内，同时增加了滤除轨道两边的栅栏功能，从而能够准确的确定目标的位置、类别及运动状态，并与整车通信，进而实现主动预警的功能、供整车感知系统进行决策。附图说明图1是本专利技术实施方式的系统框图；图2是本专利技术实施方式中的信号处理流程图；图3是本专利技术实施方式中显示模块示意图；图4是本专利技术实施方式中数据管理模块示意图；图5是本专利技术实施方式中报警模块示意图；图6是本专利技术实施方式中直线轨道数据处理流程图；图7是本专利技术实施方式中目标检测处理流程图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本专利技术的实施方式涉及一种车载毫米波雷达装置，如图1所示，包含电源模块、射频前端、信号处理模块、通信模块、数据管理模块、故障报警模块和显示模块。其中，电源模块主要是为信号处理模块、射频前端、显示模块、通信模块及数据管理等模块提供相应的工作电源；射频前端主要是发射一定频率的电磁波，该电磁波与目标表面接触时产生回波信号，接收天线接收该回波信号进而通过信号调理电路转换为中频信号，中频信号通过低通滤波电路(滤除雷达探测最大距离以外的目标中频信号)进入模数转换器ADC中；最大测距范围阈与中频信号的频率有关，为了避免距离模糊现象的发生，本装置对中频信号进行了低通滤波器的处理，使其输出信号的频率在ADC采样频率的一半以内。信号处理模块主要是对ADC采集到的数据依次进行快速傅里叶变换(FFT)、恒虚警检测(CFAR)、数字波束形成(DBF)、目标跟踪、目标检测(RANSAC)和目标分类(clustering)。显示模块包括目标距离显示、目标速度显示、目标角度显示、目标类别显示、目标状态显示、显示设置选项；故障报警模块包括声音报警、灯光报警、消声按钮和复位按钮；数据管理包括数据存储、数据打印、数据分析和数据清除。信号处理模块如图2所示，该模块中的FFT单元主要是对ADC数据进行处理，FFT单元实现时域到频域的转换，通过一维快速傅里叶变换得到目标的距离信息，再通过二维快速傅里叶变换得到目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载毫米波雷达装置，包括射频前端模块、电源模块和信号处理模块，所述电源模块为射频前端模块和信号处理模块进行供电，其特征在于，所述射频前端模块，用于发射毫米波信号，接收目标的回波信号，并对目标的回波信号进行预处理，所述信号处理模块包括：距离和速度获取单元，用于根据预处理后的信号获取目标的速度信息和距离信息；位置获取单元，用于根据预处理后的信号获取目标的位置信息；目标检测单元，用于根据得到的目标的速度信息、距离信息和位置信息确定是弯道还是直道，并滤除轨道两边的栅栏，提取栅栏内的目标作为有效目标。

【技术特征摘要】
1.一种车载毫米波雷达装置，包括射频前端模块、电源模块和信号处理模块，所述电源模块为射频前端模块和信号处理模块进行供电，其特征在于，所述射频前端模块，用于发射毫米波信号，接收目标的回波信号，并对目标的回波信号进行预处理，所述信号处理模块包括：距离和速度获取单元，用于根据预处理后的信号获取目标的速度信息和距离信息；位置获取单元，用于根据预处理后的信号获取目标的位置信息；目标检测单元，用于根据得到的目标的速度信息、距离信息和位置信息确定是弯道还是直道，并滤除轨道两边的栅栏，提取栅栏内的目标作为有效目标。2.根据权利要求1所述的车载毫米波雷达装置，其特征在于，所述位置获取单元后设置有数据关联单元，所述数据关联单元通过目标距离不能突变的原理来解决速度模糊的问题。3.根据权利要求1所述的车载毫米波雷达装置，其特征在于，所述目标检测单元将检测到的目标的速度信息与整车的速度信息进行对比，判断得出检测到的目标是否为静止目标，如果是静止目标，通过RANSAC算法确定当前轨道是直线轨道还是弯道轨道，并确定栅栏位置。4.根据权利要求3所述的车载毫米波雷达装置，其特征在于，如果不是静止目标，则判断目标的横坐标值是否小于1/2的栅栏间的固定值，如果是则为有效目标，否则为无效目标。5.根据权利要求3所述的车载毫米波雷达装置，其特征在于，在确定当前轨道后，根据目标的位置信息的横坐标值等于1/2的栅栏间的固定值确定栅栏位置，如果目标的横坐标值小于1/2的栅栏间的固定值，则为有效目标。6.根据权利要求3所述的车载毫米波雷达装置，其特征在于，所述RANSAC算法处理流程为：任意找出两点构建直线方程，遍历所有的静止目标，设置门...

【专利技术属性】
技术研发人员：李威，房冠平，
申请(专利权)人：上海保隆汽车科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31