目标测距方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种目标测距方法，用于调频连续波雷达，其中，所述方法包括：驱使雷达的发射天线在连续两帧时间区间内分别发射第一脉冲序列和第二脉冲序列，其中，两个脉冲序列的中心频率不同；接收由同一目标反馈的回波信号并获取第一脉冲序列对应的第一回波信号的第一实测相位和第二脉冲序列对应的第二回波信号的第二实测相位；根据第一实测相位和第二实测相位计算实测相位差；根据第一脉冲序列的波长、第二脉冲序列的波长和实测相位差计算目标的当前距离。本发明专利技术所提供的技术方案能够解决现有技术中调频连续波雷达输出的测距结果为目标所在的距离单元，由于距离分辨率受带宽及采样率限制，导致不能得到目标高精准位置的技术问题。术问题。术问题。

Target ranging method, device and storage medium

【技术实现步骤摘要】
目标测距方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及雷达测距
，尤其涉及一种目标测距方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]目前的调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)雷达系统进行信号处理时，待处理信号为经过下变频混频后的中频信号，因为雷达的距离单元受限于ADC采样率和带宽，所以经过信号处理后雷达系统输出的检测结果为目标所在的距离单元相关的数据，而不能得到目标的精度较高的位置信息。
[0003]雷达系统可用于探测各种目标，有些测量目标为车辆等物体，有时雷达系统被用于一些特殊场景中，测量对象为固定不动的目标。当雷达系统对桥梁、隧道、滑坡区等特殊目标进行实时监测时，需要准确检测到桥梁、隧道或滑坡区的微小形变，如果雷达系统只输出检测距离值则达不到应用场景所需的测量精度。通常情况下，当77G毫米波雷达在带宽为300M时，测量的高精度距离一般为0.5m，测量误差较大。有些特殊场景监测需要雷达的测量精度达到毫米甚至亚毫米级别才能满足测量需求，而调频连续波雷达输出的测距结果为目标所在的距离单元，不能得到目标的高精准位置。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种目标测距方法、装置及存储介质，旨在有效解决现有技术中FMCW雷达输出的测距结果为目标所在的距离单元，由于距离分辨率受带宽及采样率限制，导致不能得到目标的高精度准确位置的技术问题。
[0005]驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列，其中，所述第一脉冲序列和所述第二脉冲序列具有相同的带宽和脉冲重复频率，所述第一脉冲序列的中心频率和所述第二脉冲序列的中心频率不同；接收由同一目标反馈的回波信号并获取所述第一脉冲序列对应的第一回波信号的第一实测相位和所述第二脉冲序列对应的第二回波信号的第二实测相位；根据所述第一实测相位和所述第二实测相位计算实测相位差；根据所述第一脉冲序列的波长、所述第二脉冲序列的波长和所述实测相位差计算所述目标的当前距离。
[0006]进一步地，所述驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列包括：生成具有第一中心频率的所述第一脉冲序列并驱使所述发射天线在所述一帧时间区间内发射所述第一脉冲序列；在所述第一脉冲序列发射完成后实施变频操作以生成具有第二中心频率的所述第二脉冲序列并驱使所述发射天线在所述后一帧时间区间内发射所述第二脉冲序列。
[0007]进一步地，所述接收由同一目标反馈的回波信号并获取所述第一脉冲序列对应的
回波信号的第一实测相位和所述第二脉冲序列对应的回波信号的第二实测相位包括：在接收到所述目标返回的所述第一脉冲序列对应的所述第一回波信号后，对所述第一回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第一实测相位，以及在接收到所述目标返回的所述第二脉冲序列对应的所述第二回波信号后，对所述第二回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第二实测相位。
[0008]进一步地，所述对所述第一回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第一实测相位包括：针对所述变换后的信号进行距离
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多普勒成像处理，得到对应于所述第一回波信号的距离多普勒图像并从所述距离多普勒图像中确定所述目标对应的第一距离单元值并提取出所述第一实测相位；所述对所述第二回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第二实测相位包括：针对所述变换后的信号进行距离
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多普勒成像处理，得到对应于所述第二回波信号的距离多普勒图像并从所述距离多普勒图像中确定所述目标对应的第二距离单元值并提取出所述第二实测相位。
[0009]进一步地，所述根据所述第一实测相位和所述第二实测相位计算实测相位差包括：根据下式计算所述实测相位差：ΔPhase = mod（phase1
‑ꢀ
phase2,360），其中，ΔPhase表示所述实测相位差，Phase1表示所述第一实测相位，Phase2表示所述第二实测相位，mod函数表示对给定数值求余。
[0010]进一步地，所述根据所述第一脉冲序列的波长、所述第二脉冲序列的波长和所述实测相位差计算所述目标的当前距离包括：根据所述第一脉冲序列的波长和所述第二脉冲序列的波长确定高精度不模糊范围；根据所述高精度不模糊范围和所述实测相位差确定高精度模糊距离；将所述第一距离单元值、或者所述第二距离单元值、或者两者的均值作为目标距离单元值，并根据所述目标距离单元值以及所述距离多普勒图像的距离分辨率确定低精度不模糊距离；根据所述低精度不模糊距离、所述高精度不模糊范围和所述高精度模糊距离确定所述目标的当前距离。
[0011]进一步地，所述根据所述第一脉冲序列的波长和所述第二脉冲序列的波长确定高精度不模糊范围包括：根据下式计算所述高精度不模糊范围：UnambigR = min(λ1, λ2)/abs(λ1
ꢀ‑
λ2)*max(λ1, λ2)，其中，UnambigR表示所述高精度不模糊范围，λ1表示所述第一脉冲序列的波长,λ2表示所述第二脉冲序列的波长，min函数表示返回给定数值中的最小值，max函数表示返回给定数值中的最大值，abs函数表示求给定数值的绝对值。
[0012]进一步地，所述根据所述高精度不模糊范围和所述实测相位差确定高精度模糊距
离包括：根据下式计算所述高精度模糊距离：AmbigHighResR= UnambigR*ΔPhase，其中，AmbigHighResR表示所述高精度模糊距离，所述UnambigR表示所述高精度不模糊范围，ΔPhase表示所述实测相位差。
[0013]进一步地，所述根据所述目标距离单元值以及所述距离多普勒图像的距离分辨率确定低精度不模糊距离包括：根据下式计算所述低精度不模糊距离：Range1 = Nr*ΔR，其中，Range1表示所述低精度不模糊距离，Nr表示所述目标距离单元值，ΔR表示所述距离多普勒图像的距离分辨率。
[0014]进一步地，所述根据所述低精度不模糊距离、所述高精度不模糊范围和所述高精度模糊距离确定所述目标的当前距离包括：根据下式计算所述目标的当前距离：Range2 = round（Range1/ UnambigR）+ AmbigHighResR，其中，Range2表示所述目标的当前距离，Range1表示所述低精度不模糊距离，UnambigR表示所述高精度不模糊范围，AmbigHighResR表示所述高精度模糊距离，round函数表示对给定数值进行四舍五入计算。
[0015]根据本专利技术的一方面，本专利技术还提供了一种目标测距方法，用于调频连续波雷达，所述装置包括：脉冲发射模块，用于驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列，其中，所述第一脉冲序列的中心频率和所述第二脉冲序列的中心频率不同；相位获取模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种目标测距方法，用于调频连续波雷达，其特征在于，所述方法包括：驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列，其中，所述第一脉冲序列和所述第二脉冲序列具有相同的带宽和脉冲重复频率，所述第一脉冲序列的中心频率和所述第二脉冲序列的中心频率不同；接收由同一目标反馈的回波信号并获取所述第一脉冲序列对应的第一回波信号的第一实测相位和所述第二脉冲序列对应的第二回波信号的第二实测相位；根据所述第一实测相位和所述第二实测相位计算实测相位差；根据所述第一脉冲序列的波长、所述第二脉冲序列的波长和所述实测相位差计算所述目标的当前距离。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列包括：生成具有第一中心频率的所述第一脉冲序列并驱使所述发射天线在所述一帧时间区间内发射所述第一脉冲序列；在所述第一脉冲序列发射完成后实施变频操作以生成具有第二中心频率的所述第二脉冲序列并驱使所述发射天线在所述后一帧时间区间内发射所述第二脉冲序列。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收由同一目标反馈的回波信号并获取所述第一脉冲序列对应的回波信号的第一实测相位和所述第二脉冲序列对应的回波信号的第二实测相位包括：在接收到所述目标返回的所述第一脉冲序列对应的所述第一回波信号后，对所述第一回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第一实测相位，以及在接收到所述目标返回的所述第二脉冲序列对应的所述第二回波信号后，对所述第二回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第二实测相位。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述第一回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第一实测相位包括：针对所述变换后的信号进行距离
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多普勒成像处理，得到对应于所述第一回波信号的距离多普勒图像并从所述距离多普勒图像中确定所述目标对应的第一距离单元值并提取出所述第一实测相位；所述对所述第二回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第二实测相位包括：针对所述变换后的信号进行距离
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多普勒成像处理，得到对应于所述第二回波信号的距离多普勒图像并从所述距离多普勒图像中确定所述目标对应的第二距离单元值并提取出所述第二实测相位。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一实测相位和所述第二实测相位计算实测相位差包括：根据下式计算所述实测相位差：ΔPhase = mod（phase1
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phase2,360），其中，ΔPhase表示所述实测相位差，Phase1表示所述第一实测相位，Phase2表示所述第二实测相位，mod函数表示对给定数值求余。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一脉冲序列的波长、所述第二脉冲序列的波长和所述实测相位差计算所述目标的当前距离包括：根据所述第一脉冲序列的波长和所述第二脉冲序列的波长确定高精度不模糊范围；根据所述高精度不模糊范围和...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭坤鹏，吴祖忠，陈祥，张燎，
申请(专利权)人：南京隼眼电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：