一种应用于复杂路面的雷达目标检测方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于复杂路面的雷达目标检测方法，属于车机雷达技术领域，应用于复杂路面的雷达目标检测方法，对目标信号进行中频信号采样、信号FFT运算处理、频谱泄露抑制、镜像抑制、目标查找等步骤处理，结合相位差、幅值比等特征值对原始目标进行筛选。本发明专利技术公开的应用于复杂路面的雷达目标检测方法，使雷达系统通过本方法可以有效抑制频谱泄露，通过对栅栏、高架、隧道等强反射体造成的干扰信号与目标信号作区分，减少伪目标的数量和误报警概率，从而使雷达系统对目标检测的识别度更高、可靠性更强、运算量更小，可应用于栅栏、高架、隧道等复杂路段。隧道等复杂路段。隧道等复杂路段。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于复杂路面的雷达目标检测方法


[0001]本专利技术涉及车机雷达
，尤其涉及一种应用于复杂路面的雷达目标检测方法。

技术介绍

[0002]随着人们生活水平的提高和科技的发展进步，汽车已经成为大家出行的代步工具，其给人们带来方便的同时也带来了一定的安全隐患。近年来，交通事故频发，很大程度都是由于司机的视线模糊或是反映速度缓慢造成的，如果可以研发一种汽车驾驶辅助系统，及时发现危险提醒司机，就可以避免很多生命财产损失。如今市面上出现了多种车载系统，它们各有优缺点，其中雷达系统相比于可视化车载系统，不受天气、温度、湿度等外在条件的影响，同时高精度、远距离的测量性能使车载雷达系统在很多方面都得到了应用和发展。
[0003]现有技术中，雷达会通过释放雷达信号并接收雷达反馈信号，来实现对车辆所在环境的目标检测。在雷达系统中，锁相环可以在一定程度上减小频谱泄露，但增大了硬件的难度与成本。在车机防撞雷达中，对栅栏、高架、隧道等大反射物与后方来车直接进行判断是个难点，并且这类物体会引起对称速度频谱的抬起。传统的方法是对通过二维FFT后筛选出来的目标做聚类、跟踪或点云处理，通过目标的相关性减少误报警，但该方法需要消化一定的算力与内存。
[0004]中国专利文献公开号CN111699404A公开的行驶辅助目标获取方法与装置、雷达、行驶系统与车辆，其中，该方法包括：获取车辆后方雷达的目标检测结果，得到所述车辆后方各检测目标的位置信息与速度信息，然后，根据各检测目标的所述位置信息、所述速度信息与对应的单侧栅栏信息，确定过滤目标，所述过滤目标包括：栅栏外侧产生的镜像目标，从而，在各检测目标中去除所述过滤目标，得到行驶辅助目标。但是，上述行驶辅助目标获取方法主要针对的是栅栏镜像与雷达成像中的“ghost image”相似，且主要从多径放射的角度考虑，主要针对雷达信号反射造成的多径效应导致的镜像目标进行过滤，难以针对逆向来车与栅栏、高架、隧道等大反射物在速度谱上带来的镜像干扰目标进行过滤抑制。且上述方法缺少对雷达系统中的直流信号导致的频谱泄露进行抑制，容易将直流干扰信号目标误判为原始目标，从而增大伪目标的采样数目，增大误判概率以及增大雷达系统的运算量。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题在于提出一种应用于复杂路面的雷达目标检测方法，可以有效抑制频谱泄露以及镜像信号干扰，减少伪目标的数量和误报警概率，从而使雷达系统对目标检测的识别度更高、可靠性更强、运算量更小，可应用于栅栏、高架、隧道等复杂路段。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术提供的一种应用于复杂路面的雷达目标检测方法，包含如下步骤：
[0008]通过雷达对目标发射并接收反射回的中频信号，对中频信号采样得到含有chirp信号的帧数据，对每一帧数据进行两次FFT运算处理，得到目标的距离索引以及速度索引；
[0009]在每个距离维的速度谱上确定直流泄露区域，在直流泄露区域的两侧分别设定Q根谱线，对Q根谱线区间内的直流信号进行加窗处理，抑制直流谱线泄露的分量；
[0010]对距离维的正速度谱上[2，M/2]区间内选出最大幅值A，找到最大幅值A在负速度谱上的对称点的幅值B，计算目标每一帧的最大幅值A和幅值B之比R，其中，上一帧幅值比为R1，当前帧幅值比为R2，通过判断上一帧幅值比R1和当前帧幅值比R2的情况，对谱线进行镜像抑制；
[0011]在距离维上找出P个幅值，若幅值超过预设阈值，则执行：记录该点目标的距离索引以及速度索引，分别计算该目标的实部相位与虚部相位之差、实部幅值与虚部幅值之比，若实部相位与虚部相位之差、实部幅值与虚部幅值之比均在预设阈值区间范围之内，则保存目标并定义为真实目标。
[0012]本专利技术优选的技术方案在于，对谱线进行镜像抑制，包括：
[0013]在每一帧中，通过正速度谱上最大幅值A的索引，找到A在负速度谱上的对称点幅值B，将B的索引记录为Idx并保留，其中，上一帧负速度方向的索引记为Idx1，当前帧负速度方向的索引记为Idx2；
[0014]将上一帧负速度方向的索引Idx1与当前帧负速度方向的索引Idx2进行或运算，得到抑制区域的对称点区域[minIdx，maxIdx]，其中，取{Idx1，Idx2}中的最小值记为minIdx，取{Idx1，Idx2}中的最大值记为maxIdx；
[0015]对称点区域[minIdx，maxIdx]沿四周延展开的8个位置为抑制区域的延拓区域；
[0016]对谱线选择适配的抑制函数F(R)，抑制函数F(R)根据R的取值，对抑制区域上的谱线进行镜像抑制。
[0017]本专利技术优选的技术方案在于，对抑制区域上的谱线进行镜像抑制，包括：
[0018]设定目标每一帧的最大幅值A和幅值B之比R的区间为[R
min
，R
max
]；
[0019]1)若上一帧幅值比R1以及当前帧幅值比R2均大于0，则执行：
[0020]抑制函数F(R)根据当前帧的幅值比R2与R
max
的大小关系，对抑制区域上的谱线进行镜像抑制；
[0021]2)若上一帧幅值比R1不为0，当前帧幅值比R2为0，则执行：
[0022]抑制函数F(R)根据上一帧的幅值比R1与R
max
的大小关系，对抑制区域上的谱线进行镜像抑制；
[0023]3)若上一帧幅值比R1为0，当前帧幅值比R2不为0，则不执行镜像抑制。
[0024]本专利技术优选的技术方案在于，加窗处理包括：
[0025]寻找速度谱在[M
‑
Q+1，M]区间内的谱线与速度谱在[2，1+Q]区间内的谱线中数量级一致的谱线，并找出该谱线的索引位置，对[M
‑
Q+1，M]区间内以及[2，1+Q]内数量级一致的谱线通过窗函数进行抑制；
[0026]谱线的目标信号抑制程度随谱线与直流泄露区域距离的减少而递增。
[0027]本专利技术优选的技术方案在于，加窗处理选用的窗函数为(1
‑
高斯窗)，高斯窗点数为2Q。
[0028]本专利技术优选的技术方案在于，计算目标的实部相位与虚部相位之差、实部幅值与
虚部幅值之比，包括：
[0029]根据目标的距离索引以及速度索引，找到该点目标的FFT值，取目标信号的实部以及目标信号的虚部分别做FFT后，计算目标信号的实部相位与虚部相位之差、实部幅值与虚部幅值之比。
[0030]本专利技术优选的技术方案在于，相邻的距离维在同一速度上的幅值相加，得到真实目标的幅值。
[0031]本专利技术优选的技术方案在于，每一帧目标总数不大于K个。
[0032]本专利技术优选的技术方案在于，对中频信号采样，包括：
[0033]通过雷达发射电磁波并同时接收反射目标的回波信号，将回波信号与本振信号进行频差处理后得到中频信号；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于复杂路面的雷达目标检测方法，其特征在于，包含如下步骤：通过雷达对目标发射并接收反射回的中频信号，对所述中频信号采样得到含有chirp信号的帧数据，对每一所述帧数据进行两次FFT运算处理，得到所述目标的距离索引以及速度索引；在每个距离维的速度谱上确定直流泄露区域，在所述直流泄露区域的两侧分别设定Q根谱线，对Q根谱线区间内的直流信号进行加窗处理，抑制直流谱线泄露的分量；对所述距离维的正速度谱上[2，M/2]区间内选出最大幅值A，找到最大幅值A在负速度谱上的对称点的幅值B，计算目标每一所述帧的最大幅值A和幅值B之比R，其中，上一帧幅值比为R1，当前帧幅值比为R2，通过判断上一帧幅值比R1和当前帧幅值比R2的情况，对谱线进行镜像抑制；在所述距离维上找出P个幅值，若幅值超过预设阈值，则执行：记录该点目标的距离索引以及速度索引，分别计算该目标的实部相位与虚部相位之差、实部幅值与虚部幅值之比，若所述实部相位与虚部相位之差、所述实部幅值与虚部幅值之比均在预设阈值区间范围之内，则保存目标并定义为真实目标。2.根据权利要求1所述的应用于复杂路面的雷达目标检测方法，其特征在于：所述对谱线进行镜像抑制，包括：在每一所述帧中，通过正速度谱上最大幅值A的索引，找到A在负速度谱上的对称点幅值B，将B的索引记录为Idx并保留，其中，上一帧负速度方向的索引记为Idx1，当前帧负速度方向的索引记为Idx2；将上一帧负速度方向的索引Idx1与当前帧负速度方向的索引Idx2进行或运算，得到抑制区域的对称点区域[minIdx，maxIdx]，其中，取{Idx1，Idx2}中的最小值记为minIdx，取{Idx1，Idx2}中的最大值记为maxIdx；所述对称点区域[minIdx，maxIdx]沿四周延展开的8个位置为抑制区域的延拓区域；对谱线选择适配的抑制函数F(R)，所述抑制函数F(R)根据R的取值，对抑制区域上的谱线进行镜像抑制。3.根据权利要求2所述的应用于复杂路面的雷达目标检测方法，其特征在于：所述对抑制区域上的谱线进行镜像抑制，包括：设定目标每一所述帧的最大幅值A和幅值B之比R的区间为[R
min
，R
max
]；1)若上一帧幅值比R1以及当前帧幅值比R2均大于0，则执行：所述抑制函数F(R)根据当前帧的幅值比R2与R
max
的大小关系，对抑制区域上的谱线进行镜像抑制；2)若上一帧幅值比R1不为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴慧颖，请求不公布姓名，请求不公布姓名，张远燚，
申请(专利权)人：厦门精益远达智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：