主被动协同感知方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种主被动协同感知方法及装置，所述方法包括：根据回波信号的频段确定主动感知的第一回波信号和被动感知的第二回波信号，消除回波信号中的发送信号信息获得主被动感知的目标感知信息，对主被动感知的目标感知信息进行相关处理，消除第二回波信号中携带的时频误差，获得被动感知中用于对目标物体进行测距测速的感知信息。以实现消除被动感知中的TO和CFO，提升感知性能。提升感知性能。提升感知性能。

【技术实现步骤摘要】
主被动协同感知方法及装置


[0001]本专利技术涉及感知
，特别是涉及主被动协同感知方法及装置。

技术介绍

[0002]在感知
，感知节点可以通过接收目标反射的回波信号，采用信号处理算法，从回波信号中提取出包含目标距离和速度信息的相位变化信息，根据相位变化信息估计出目标的距离和速度信息，实现对于目标的感知。
[0003]根据回波信号的不同来源，感知具体可以分为主动感知和被动感知。其中，主动感知是指感知节点通过接收经过目标反射的自身回波信号，实现对目标距离、速度等参数估计的感知方式。被动感知是指感知节点通过接收经过目标反射的其它节点发射的回波信号，进而实现目标探测的感知方式。
[0004]但在被动感知中，发送信号与接收信号的感知节点，即收发端之间在空间上相互分离，难以保证严格的时频同步，导致被动感知中存在TO(Time Offsets，时间偏差)和CFO(Carrier Frequency Offsets，载频偏差)。TO和CFO会导致回波信号产生随机的相位变化，影响接收端根据回波信号的相位变化信息估计目标参数信息，进而产生严重的目标参数估计误差，降低感知性能。
[0005]在通信系统中，通信双方也存在TO和CFO的问题。对于基站与用户或者基站与基站之间的时频异步问题，在条件允许的情况下，优先采用GPS(Global Positioning System，全球定位系统)或北斗系统实现时钟同步。在GPS拒止的情况下，收发端可以基于IEEE 1588.v2协议，通过信息交互的方式实现时间上的同步。但上述同步方式虽然能够满足通信系统对同步的需求，但同步精度不足以满足感知对同步的需求。
[0006]在传统雷达感知领域，感知目标较大，对精度要求没那么高。因此，大多也是基于GPS同步实现较粗精度的感知，对于GPS拒止场景下的收发端同步问题大多采用通信交互的方式实现粗精度的同步，难以实现高精度的感知。
[0007]在感知通信一体化领域，采用通信信号实现短距离、小目标的感知，对被动感知的同步要求更高。现有主被动协同感知技术方案大多没有考虑感知节点收发分离、时频异步的情况，直接假设感知节点收发之间能够实现精准同步，难以满足实际应用场景的需求。
[0008]因此，针对收发端分离、时频异步的被动感知场景，急需提出一种提高感知性能的感知方法。

技术实现思路

[0009]本专利技术实施例的目的在于提供一种主被动协同感知方法，以实现消除被动感知中的TO和CFO，提升感知性能。具体技术方案如下：
[0010]第一方面，本专利技术实施例提供了一种主被动协同感知方法，应用于第一感知节点，该方法包括：
[0011]接收由目标物体反射的回波信号；
[0012]根据所述回波信号的频段，从所述回波信号中分离出第一回波信号和第二回波信号；其中，所述第一回波信号是第一感知信号的回波信号，所述第二回波信号是第二感知信号的回波信号；所述第一感知信号由所述第一感知节点发出，所述第二感知信号由第二感知节点发出；
[0013]根据第一回波调制符号和第一发送调制符号，确定主动感知的第一目标感知信息；其中，所述第一回波调制符号是基于所述第一回波信号确定的，所述第一发送调制符号是基于所述第一感知信号确定的；
[0014]根据第二回波调制符号和第二发送调制符号，确定被动感知的第二目标感知信息；其中，所述第二回波调制符号是基于所述第二回波信号确定的，所述第二发送调制符号是基于所述第二感知信号确定的；
[0015]从所述第一目标感知信息中分离出第一时延感知信息和第一频移感知信息；
[0016]从所述第二目标感知信息中分离出第二时延感知信息和第二频移感知信息；所述第二时延感知信息中包括时间偏差TO；所述第二频移信息中包括载频偏差CFO；
[0017]对所述第一时延感知信息和所述第二时延感知信息进行相关处理，获得时延误差感知信息；
[0018]根据所述第一时延感知信息与所述时延误差感知信息构建时延误差感知向量，对所述第二时延感知信息与所述时延误差感知向量进行相关处理，获得第三时延感知信息；所述第三时延感知信息和所述第一时延感知信息均用于获取所述目标物体的距离信息；
[0019]对所述第一频移感知信息和所述第二频移感知信息进行相关处理，获得频移误差感知信息；
[0020]根据所述第一频移感知信息与所述频移误差感知信息构建频移误差感知向量，对所述第二频移感知信息与所述频移误差感知向量进行相关处理，获得第三频移感知信息；所述第三频移感知信息和所述第一频移感知信息均用于获取所述目标物体的速度信息。
[0021]第二方面，本专利技术实施例提供了一种主被动协同感知装置，应用于第一感知节点，包括：
[0022]接收模块，用于接收由目标物体反射的回波信号；
[0023]第一分离模块，用于根据所述回波信号的频段，从所述回波信号中分离出第一回波信号和第二回波信号；其中，所述第一回波信号是第一感知信号的回波信号，所述第二回波信号是第二感知信号的回波信号；所述第一感知信号由所述第一感知节点发出，所述第二感知信号由第二感知节点发出；
[0024]第一确定模块，用于根据第一回波调制符号和第一发送调制符号，确定主动感知的第一目标感知信息；其中，所述第一回波调制符号是基于所述第一回波信号确定的，所述第一发送调制符号是基于所述第一感知信号确定的；
[0025]第二确定模块，用于根据第二回波调制符号和第二发送调制符号，确定被动感知的第二目标感知信息；其中，所述第二回波调制符号是基于所述第二回波信号确定的，所述第二发送调制符号是基于所述第二感知信号确定的；
[0026]第二分离模块，用于从所述第一目标感知信息中分离出第一时延感知信息和第一频移感知信息；
[0027]第三分离模块，用于从所述第二目标感知信息中分离出第二时延感知信息和第二
频移感知信息；所述第二时延感知信息中包括时间偏差TO；所述第二频移信息中包括载频偏差CFO；
[0028]第一处理模块，用于对所述第一时延感知信息和所述第二时延感知信息进行相关处理，获得时延误差感知信息；
[0029]第二处理模块，用于根据所述第一时延感知信息与所述时延误差感知信息构建时延误差感知向量，对所述第二时延感知信息与所述时延误差感知向量进行相关处理，获得第三时延感知信息；所述第三时延感知信息和所述第一时延感知信息均用于获取所述目标物体的距离信息；
[0030]第三处理模块，用于对所述第一频移感知信息和所述第二频移感知信息进行相关处理，获得频移误差感知信息；
[0031]第四处理模块，用于根据所述第一频移感知信息与所述频移误差感知信息构建频移误差感知向量，对所述第二频移感知信息与所述频移误差感知向量进行相关处理，获得第三频移感知信息；所述第三频移感知信息和所述第一频移感知信息均用于获取所述目标物体的速度信息。
[0032]第三方面，本专利技术实施例提供了一种电子设备，包括处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主被动协同感知方法，其特征在于，应用于第一感知节点，所述方法包括：接收由目标物体反射的回波信号；根据所述回波信号的频段，从所述回波信号中分离出第一回波信号和第二回波信号；其中，所述第一回波信号是第一感知信号的回波信号，所述第二回波信号是第二感知信号的回波信号；所述第一感知信号由所述第一感知节点发出，所述第二感知信号由第二感知节点发出；根据第一回波调制符号和第一发送调制符号，确定主动感知的第一目标感知信息；其中，所述第一回波调制符号是基于所述第一回波信号确定的，所述第一发送调制符号是基于所述第一感知信号确定的；根据第二回波调制符号和第二发送调制符号，确定被动感知的第二目标感知信息；其中，所述第二回波调制符号是基于所述第二回波信号确定的，所述第二发送调制符号是基于所述第二感知信号确定的；从所述第一目标感知信息中分离出第一时延感知信息和第一频移感知信息；从所述第二目标感知信息中分离出第二时延感知信息和第二频移感知信息；所述第二时延感知信息中包括时间偏差TO；所述第二频移信息中包括载频偏差CFO；对所述第一时延感知信息和所述第二时延感知信息进行相关处理，获得时延误差感知信息；根据所述第一时延感知信息与所述时延误差感知信息构建时延误差感知向量，对所述第二时延感知信息与所述时延误差感知向量进行相关处理，获得第三时延感知信息；所述第三时延感知信息和所述第一时延感知信息均用于获取所述目标物体的距离信息；对所述第一频移感知信息和所述第二频移感知信息进行相关处理，获得频移误差感知信息；根据所述第一频移感知信息与所述频移误差感知信息构建频移误差感知向量，对所述第二频移感知信息与所述频移误差感知向量进行相关处理，获得第三频移感知信息；所述第三频移感知信息和所述第一频移感知信息均用于获取所述目标物体的速度信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标物体的数量为多个；所述对所述第一时延感知信息和所述第二时延感知信息进行相关处理，获得时延误差感知信息之后，所述方法还包括：对所述时延误差感知信息进行离散傅里叶反变换IDFT操作，获得时延误差相位信息序列；对所述第一时延感知信息进行IDFT操作，获得主动感知的第一时延相位信息序列；每个第一时延相位信息对应一个所述目标物体；对所述第二时延感知信息进行IDFT操作，获得被动感知的第二时延相位信息序列；每个第二时延相位信息对应一个所述目标物体；针对所述目标物体中的第一物体，根据第一预设匹配条件，确定所述第一物体对应的时延误差相位信息、第一时延相位信息和第二时延相位信息；所述第一预设匹配条件为：所述时延误差相位信息与所述第一时延相位信息之和等于所述第二时延相位信息；所述第一物体对应的时延误差相位信息、第一时延相位信息和第二时延相位信息用于获取所述第一物体的距离信息；
所述对所述第一频移感知信息和所述第二频移感知信息进行相关处理，获得频移误差感知信息之后，所述方法还包括：对所述频移误差感知信息进行离散傅里叶变换DFT操作，获得频移误差相位信息序列；对所述第一频移感知信息进行DFT操作，获得主动感知的第一频移相位信息序列；每个第一频移相位信息对应一个所述目标物体；对所述第二频移感知信息进行DFT操作，获得被动感知的第一频移相位信息序列；每个第二频移相位信息对应一个所述目标物体；针对所述目标物体中的第一物体，根据第二预设匹配条件，确定所述第一物体对应的频移误差相位信息、第一频移相位信息和第二频移相位信息；所述第二预设匹配条件为：所述频移误差相位信息与所述第一频移相位信息之和等于所述第二频移相位信息；所述第一物体对应的频移误差相位信息、第一频移相位信息和第二频移相位信息用于获取所述第一物体的速度信息。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述时延误差感知信息包括单目标时延误差感知信息和干扰项；所述单目标时延误差感知信息中的相位信息在任意两根天线上相同；所述频移误差感知信息包括单目标频移误差感知信息和干扰项；所述单目标频移误差感知信息中的相位信息在任意两根天线上相同；所述对所述时延误差信息进行IDFT操作，获得时延误差相位信息序列的步骤，包括：对所述时延误差感知信息进行IDFT操作，获取IDFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰时延误差相位信息序列；从所述含干扰时延误差相位信息序列中提取所述单目标时延误差感知信息对应的时延误差相位信息序列；所述对所述频移误差感知信息进行DFT操作，获得频移误差相位信息序列的步骤，包括：对所述频移误差感知信息进行DFT操作，获取DFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰频移误差相位信息序列；从所述含干扰频移误差相位信息序列中提取所述单目标频移误差感知信息对应的频移误差相位信息序列。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一感知节点上包括第一天线和一个或多个第二天线；所述对所述时延误差感知信息进行IDFT操作，获取IDFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰时延误差相位信息序列之后，还包括：获取各含干扰时延误差相位信息对应的IDFT操作结果的实部，获得时延IDFT结果序列；所述从所述含干扰时延误差相位信息序列中提取所述目标时延误差感知信息对应的单目标时延误差相位信息序列的步骤，包括：针对所述第一天线上每一时延IDFT结果，依次与各所述第二天线上对应时延IDFT结果计算第一差值；若所述第一差值大于预设阈值，将所述时延IDFT结果对应的含干扰时延误差相位信息从所述第一天线的含干扰时延误差相位信息序列中删除，获得所述时延误差相位信息序
列；所述对所述频移误差感知信息进行DFT操作，获取DFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰频移误差相位信息序列之后，还包括：获取各含干扰频移误差相位信息对应的DFT操作结果的实部，获得频移DFT结果序列；所述从所述含干扰频移误差相位信息序列中提取所述单...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯志勇，尉志青，姜旺俊，张平，马丁友，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：