基于频率调制连续波(FMCW)的系统及用于FMCW范围估计的方法技术方案

一种基于频率调制连续波(FMCW)的系统包括：发射器，其向场景发射至少一个线性调制的辐射波；以及接收器，其接收发送波的来自场景中位于不同位置的一个或更多个对象的反射。该系统用接收器接收的发送波的反射来干扰发射器输出的波的副本，以产生具有与来自场景的不同位置的反射相对应的谱峰的差拍信号。差拍信号由于调制的非线性而失真。该系统包括处理器，其检测失真差拍信号中的谱峰的数量，并且仅响应于检测到多个谱峰而联合确定近似调制的非线性的基函数的系数和距场景中的具有引起反射而导致失真差拍信号中的谱峰的对象的不同位置的距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于频率调制连续波(FMCW)的系统及用于FMCW范围估计的方法
本专利技术总体上涉及感测频率调制，并且尤其涉及使用频率调制信号的范围和/或速度估计。
技术介绍
声波、无线电和光频率范围内的线性扫掠源已经被用于以高分辨率、低硬件成本和轻量信号处理来估计反射器的范围(距离)。频率调制连续波(FMCW)雷达、光频域反射仪(OFDR)和扫掠源光学相干断层扫描(SS-OCT)是线性扫掠源的典型应用。结合多次扫掠，基于FMCW的感测系统能够同时估计反射器的范围和(径向)速度。如果使用基于FMCW的传感器的阵列，则除了范围和速度估计之外，还能够估计反射器的方位角方向。例如，FMCW雷达发送其频率模式相对于时间遵循锯齿或三角模式的线性频率调制连续波。来自各种感兴趣对象的反射信号与用于生成发送信号的本地振荡器信号混合，以产生模拟差拍信号并经由模数转换器(ADC)输出数字差拍信号。由于差拍信号的频率与对象的距离成正比，因此差拍信号的标准快速傅立叶变换(FFT)能够用于识别峰并估算距离。在移动对象的情况下，差拍信号的频率还取决于FMCW雷达与对象之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于频率调制连续波FMCW的系统，该系统包括：/n至少一个发射器，所述至少一个发射器向场景发送至少一个辐射波，其中，发送波在频域中被线性调制，其中，所述调制受到损害而导致所述发送波在频域中的调制的非线性；/n至少一个接收器，所述至少一个接收器接收所述发送波的来自所述场景中位于不同位置处的一个或多个对象的反射；/n混频器，该混频器能操作地连接到所述发射器和所述接收器，以用所述接收器接收的所述发送波的反射来干扰由所述发射器输出的所述波的副本，以产生具有与来自所述场景的所述不同位置的反射相对应的谱峰的差拍信号，其中，所述差拍信号由于所述调制的所述非线性而失真；以及/n处理器，该处理器检测失真...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180501 US 15/967,7001.一种基于频率调制连续波FMCW的系统，该系统包括：
至少一个发射器，所述至少一个发射器向场景发送至少一个辐射波，其中，发送波在频域中被线性调制，其中，所述调制受到损害而导致所述发送波在频域中的调制的非线性；
至少一个接收器，所述至少一个接收器接收所述发送波的来自所述场景中位于不同位置处的一个或多个对象的反射；
混频器，该混频器能操作地连接到所述发射器和所述接收器，以用所述接收器接收的所述发送波的反射来干扰由所述发射器输出的所述波的副本，以产生具有与来自所述场景的所述不同位置的反射相对应的谱峰的差拍信号，其中，所述差拍信号由于所述调制的所述非线性而失真；以及
处理器，该处理器检测失真差拍信号中的谱峰的数量，并且仅响应于检测到多个谱峰而联合确定近似所述调制的所述非线性的基函数的系数和距所述场景的具有引起所述反射而导致所述失真差拍信号中的所述谱峰的对象的所述不同位置的距离。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器选择所述基函数的系数的值和距所述场景中的所述位置的距离的值，使得用所述基函数的所述系数的所选值和频率与距所述场景中的所述位置的距离的所选值对应的频率分量重构的差拍信号近似所述失真差拍信号。


3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述处理器测试所述基函数的所述系数的不同值和距所述场景中的所述位置的距离的不同值的组合集，以产生重新创建的差拍信号的集合，并且选择得到最接近所述失真差拍信号的重新创建的差拍信号的所述系数和所述距离。


4.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述处理器形成代表复正弦信号的未知参数的函数，其中，所述未知参数包括所述基函数的所述系数和所述谱峰的频率，其中，所述系数的数量由所述基函数的阶数定义，其中所述频率的数量由所述处理器计数的所述失真差拍信号中的谱峰的数量定义，
其中，所述处理器确定包括所述系数和所述频率的所述未知参数，以用所述复正弦信号来重构所述失真差拍信号，并且
其中，所述处理器根据所确定的频率来确定距所述场景中的所述不同位置的距离。


5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述处理器使用相位展开来确定所述未知参数。


6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述处理器对所接收的失真差拍信号的相位进行展开，并且使用最小二乘法将所展开的相位拟合在所述复正弦信号的模型上。


7.根据权利要求4所述的系统，其中，所述处理器使用时频分析来确定所述未知参数。


8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述处理器确定所接收的失真差拍信号的相位的频率，并且使用最小二乘法将所确定的频率相位拟合在所述复正弦信号的模型上。


9.根据权利要求4所述的系统，其中，所述基函数是多项式相位基函数，其使得未知参数的函数为系数包括所述基函数的所述系数以及所述距离的未知参数的多项式函数。


10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述处理器
使用高阶模糊函数HAF、高阶相位函数HPF和基于时频的方法的变型中的一种或组合，从所述失真差拍信号确定所述未知参数的多项式函数的所述系数；以及
从所述未知参数的多项式函数...

【专利技术属性】
技术研发人员：王璞，D·米勒，林重维，K·帕森斯，菲利普·奥尔利克，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP