目标障碍物方位探测方法、装置、车载雷达及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术适用于车载雷达技术领域，提出一种车载雷达探测目标障碍物的方法、装置、车载雷达及存储介质。通过基于构造的信号子空间和噪声子空间的空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定目标数量的准确性，并在目标数量准确时，基于特征值，利用实值求根MUSIC算法确定每个目标的角度，在目标数量不准确时，基于特征值和多项式的根更新目标数量，并重新构建信号子空间和噪声子空间的空间谱函数，进一步来确定目标的准确性。能够减少采样信号较少情况下目标数量误估计，而导致的虚警或者漏检问题。

Target Obstacle Azimuth Detection Method, Device, Vehicle Radar and Storage Media

【技术实现步骤摘要】
目标障碍物方位探测方法、装置、车载雷达及存储介质
本专利技术属于车载雷达
，尤其涉及一种目标障碍物方位探测方法、装置、车载雷达及存储介质。
技术介绍
随着智能驾驶技术的发展，车辆在行驶过程中对目标物体位置(障碍物)的探测精度要求越来越高。而常见的车载毫米波雷达由于具有环境适应性好，测量精度受雨、雪、雾等恶劣天气环境因素的影响较小，且成本相对较低的优点，而广泛应用于车辆对目标物体位置的探测中。目前，车载毫米波雷达对接收到的目标物体的反射信号，通过傅里叶变换、多重信号分类算法(MultipleSignalClassification，MUSIC)或者求根MUSIC(ROOT-MUSIC)算法等信号处理方式进行处理，根据信号处理结果估计出目标物体的角度值。而傅里叶变换的过程虽然简单高效，但是其分辨率受限于雷达天线的等效孔径大小，因此无法准确识别出目标物体的角度，MUSIC算法或者ROOT-MUSIC算法对目标物体角度估计的准确率依赖于对目标数量的估计，而在采样信号较少的情况下容易发生对目标数量误估的现象，从而导致出现虚警或者漏检的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了目标障碍物方位探测方法、装置、车载雷达及存储介质，以解决现有技术中在采样信号较少的情况下容易发生对目标数量误估的现象，从而导致出现虚警或者漏检的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种目标障碍物方位探测方法，包括：当接收到目标障碍物的回波信号时，从所述回波信号中提取包含所述目标障碍物的角度信息的矢量信号；计算所述矢量信号的协方差矩阵，基于所述协方差矩阵的特征值估计所述目标障碍物的目标数量；基于所述目标数量以及所述特征值，构造所述回波信号中的信号子空间和噪声子空间的空间谱函数；当基于所述空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定所述目标数量准确时，基于所述特征值确定每个所述目标障碍物的角度；当基于所述空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定所述目标数量不准确时，基于所述特征值的数量更新所述目标数量，并返回执行所述基于所述目标数量以及所述特征值，构造所述回波信号中的信号子空间和噪声子空间的空间谱函数。可选地，所述当接收到目标障碍物的回波信号时，从所述回波信号中提取包含所述目标障碍物的角度信息的矢量信号，包括：当接收到目标障碍物的回波信号时，对所述回波信号进行数字信号处理，得到包含所述目标障碍物的距离信息、速度信息以及角度信息的数字信号；对所述数字信号进行恒虚警检测和峰值检测，确定所述目标障碍物的距离门和多普勒门；根据所述距离门和所述多普勒门从所述数字信号中提取出所述目标障碍物的角度信息，生成所述角度信息的矢量信号。可选地，所述计算所述矢量信号的协方差矩阵，基于所述协方差矩阵的特征值估计所述目标障碍物的目标数量，包括：对所述矢量信号的协方差矩阵进行平滑处理，构建空间平滑协方差矩阵；对所述空间平滑协方差矩阵进行酉变换，将其从复矩阵变换为实数矩阵；对所述实数矩阵进行特征值分解，得到所述实数矩阵的特征值以及特征值对应的特征向量；基于所述特征值估计所述目标障碍物的目标数量。可选地，所述空间谱函数为复系数多项式函数，在所述当基于所述空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定所述目标数量准确时，基于所述特征值确定每个所述目标障碍物的角度之前，包括：根据预设的第一变换公式，将所述空间谱函数包含的复系数进行保角变换，得到实数多项式函数；构造所述实数多项式函数的系数矩阵，对所述实数多项式函数的系数矩阵进行求解，得到所述空间谱函数对应的特征值。可选地，所述当基于所述空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定所述目标数量准确时，基于所述特征值确定每个所述目标障碍物的角度，包括：若检测到所述特征值中包含有共轭值，则删除所述共轭值，得到目标特征值；从所述目标特征值中提取预设数量的目标特征值，根据预设的第二变换公式，将所述预设数量的目标特征值进行映射变换，得到复数特征值；若所述复数特征值与预设单位圆的距离均小于或者等于预设的门限值，则确定所述目标数量准确；若有所述复数特征值与预设单位圆的距离大于预设的距离门限值，则确定所述目标数量不准确。本专利技术实施例的第二方面提供了一种车载雷达探测目标障碍物方位的装置，包括：提取模块，用于在当接收到目标障碍物的回波信号时，从所述回波信号中提取包含所述目标障碍物的角度信息的矢量信号；估计模块，用于计算所述矢量信号的协方差矩阵，基于所述协方差矩阵的特征值估计所述目标障碍物的目标数量；构造模块，用于基于所述目标数量以及所述特征值，构造所述回波信号中的信号子空间和噪声子空间的空间谱函数；第一确定模块，用于当基于所述空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定所述目标数量准确时，基于所述特征值确定每个所述目标障碍物的角度；第二确定模块，用于当基于所述空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定所述目标数量不准确时，基于所述特征值更新所述目标数量，并返回所述构造模块。可选地，其特征在于，所述提取模块包括:得到子单元，用于在当接收到目标障碍物的回波信号时，对所述回波信号进行数字信号处理，得到包含所述目标障碍物的距离信息、速度信息以及角度信息的数字信号；确定子单元，用于对所述数字信号进行恒虚警检测和峰值检测，确定所述目标障碍物的距离门和多普勒门；提取子单元，用于根据所述距离门和所述多普勒门从所述数字信号中提取出所述目标障碍物的角度信息，生成所述角度信息的矢量信号。可选地，所述估计模块包括：构建子单元，用于对所述矢量信号的协方差矩阵进行平滑处理，构建空间平滑协方差矩阵；变换子单元，用于对所述空间平滑协方差矩阵进行酉变换，将其从复矩阵变换为实数矩阵；得到子单元，用于对所述实数矩阵进行特征值分解，得到所述实数矩阵的特征值以及特征值对应的特征向量；估计子单元，用于基于所述特征值估计所述目标障碍物的目标数量。本专利技术实施例的第三方面提供了一种车载雷达，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一实施例所述目标障碍物方位探测方法。本专利技术实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一实施例所述目标障碍物方位探测方法。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：当接收到目标障碍物的回波信号时，从所述回波信号中提取包含所述目标障碍物的角度信息的矢量信号；计算所述矢量信号的协方差矩阵，基于所述协方差矩阵的特征值估计所述目标障碍物的目标数量；基于所述目标数量以及所述特征值，构造所述回波信号中的信号子空间和噪声子空间的空间谱函数；当基于所述空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定所述目标数量准确时，基于所述特征值确定每个所述目标障碍物的角度；当基于所述空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定所述目标数量不准确时，基于所述特征值更新所述目标数量，并返回执行所述基于所述目标数量以及所述特征值，构造所述回波信号中的信号子空间和噪声子空间的空间谱函数。通过基于构造的信号子空间和噪声子空间的空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定目标数量的准确性，并在目标数量准确时，基于特征值确定每个目标的角度，在目标数量不准确时，基于特征值的数量更新目标数量，并重新构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种目标障碍物方位探测方法，其特征在于，包括：当接收到目标障碍物的回波信号时，从所述回波信号中提取包含所述目标障碍物的角度信息的矢量信号；计算所述矢量信号的协方差矩阵，基于所述协方差矩阵的特征值估计所述目标障碍物的目标数量；基于所述目标数量以及所述特征值，构造所述回波信号中的信号子空间和噪声子空间的空间谱函数；当基于所述空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定所述目标数量准确时，基于所述特征值确定每个所述目标障碍物的角度；当基于所述空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定所述目标数量不准确时，基于所述特征值的数量更新所述目标数量，并返回执行所述基于所述目标数量以及所述特征值，构造所述回波信号中的信号子空间和噪声子空间的空间谱函数。

【技术特征摘要】
1.一种目标障碍物方位探测方法，其特征在于，包括：当接收到目标障碍物的回波信号时，从所述回波信号中提取包含所述目标障碍物的角度信息的矢量信号；计算所述矢量信号的协方差矩阵，基于所述协方差矩阵的特征值估计所述目标障碍物的目标数量；基于所述目标数量以及所述特征值，构造所述回波信号中的信号子空间和噪声子空间的空间谱函数；当基于所述空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定所述目标数量准确时，基于所述特征值确定每个所述目标障碍物的角度；当基于所述空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定所述目标数量不准确时，基于所述特征值的数量更新所述目标数量，并返回执行所述基于所述目标数量以及所述特征值，构造所述回波信号中的信号子空间和噪声子空间的空间谱函数。2.如权利要求1所述的目标障碍物方位探测方法，其特征在于，所述当接收到目标障碍物的回波信号时，从所述回波信号中提取包含所述目标障碍物的角度信息的矢量信号，包括：当接收到目标障碍物的回波信号时，对所述回波信号进行数字信号处理，得到包含所述目标障碍物的距离信息、速度信息以及角度信息的数字信号；对所述数字信号进行恒虚警检测和峰值检测，确定所述目标障碍物的距离门和多普勒门；根据所述距离门和所述多普勒门从所述数字信号中提取出所述目标障碍物的角度信息，生成所述角度信息的矢量信号。3.如权利要求1所述的目标障碍物方位探测方法，其特征在于，所述计算所述矢量信号的协方差矩阵，基于所述协方差矩阵的特征值估计所述目标障碍物的目标数量，包括：对所述矢量信号的协方差矩阵进行平滑处理，构建空间平滑协方差矩阵；对所述空间平滑协方差矩阵进行酉变换，将其从复矩阵变换为实数矩阵；对所述实数矩阵进行特征值分解，得到所述实数矩阵的特征值以及特征值对应的特征向量；基于所述特征值估计所述目标障碍物的目标数量。4.如权利要求3所述的目标障碍物方位探测方法，其特征在于，所述空间谱函数为复系数多项式函数，在所述基于所述目标数量以及所述特征值，构造所述回波信号中的信号子空间和噪声子空间的空间谱函数与所述当基于所述空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定所述目标数量准确时，基于所述特征值确定每个所述目标障碍物的角度之间，包括：根据预设的第一变换公式，将所述空间谱函数包含的复系数进行保角变换，得到实数多项式函数；构造所述实数多项式函数的系数矩阵，对所述实数多项式函数的系数矩阵进行求解，得到所述空间谱函数对应的特征值。5.如权利要求1所述的目标障碍物方位探测方法，其特征在于，所述当基于所述空间谱函数的特征值与预设的门限值，确定所述目标数量准确时，基于所述特征值确定每个所述目标障碍物的角度，包括：若检测到...

【专利技术属性】
技术研发人员：高才才，蓝永海，丁庆，
申请(专利权)人：深圳市华讯方舟微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44