雷达干扰的抑制方法、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雷达干扰的抑制方法、装置及存储介质，所述抑制方法包括：将雷达回波信号转换到时频域，根据雷达回波信号中的目标信号在时频域的低秩特性构建秩函数，根据雷达回波信号中的干扰信号在时域的稀疏特性，用范数函数约束所述干扰信号；基于秩函数和范数函数构建第一目标函数，并基于雷达回波信号构建第一约束函数，通过凸松弛优化方法将其转换为第二目标函数和第二约束函数并构建干扰抑制模型；通过交替方向乘子法对干扰抑制模型进行求解，以得到干扰抑制后的真实目标信号。本发明专利技术所提供的技术方案能够解决现有技术中对雷达干扰信号进行检测时存在的目标信号评估精度较低的技术问题。度较低的技术问题。度较低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
雷达干扰的抑制方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及雷达
，尤其涉及一种雷达干扰的抑制方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]车载毫米波雷达(automotivemillimeterwaveradar)是一种专用于感知外界环境、辅助高级驾驶辅助系统根据道路环境实时产生必要的驾驶指令的传感器。和其它相似传感器如照相机、激光雷达相比，车载毫米波雷达具有其全天时、全天候的工作特性，可以获得目标的距离、速度和角度等有用信息，且造价低廉，是一类重要的民用雷达系统。同时，因为芯片产业的发展，多输入多输出(MIMO)雷达系统成本显著降低且因为其具有角度估计的能力，对于解速度模糊具有重大意义。然而，因为车载毫米波雷达所用带宽被限制在77
‑
81GHz，所以车载毫米波雷达之间的相互干扰不可避免。因为干扰信号是直接到达雷达接受天线的，中间没有经过目标的反射，所以能量较有用信号往往高出20
‑
30dB，它会显著降低回波的信干噪比，淹没有用回波信号，导致整个图像呈现压制式污染，使RD图像纹理完全不可见。
[0003]目前干扰检测的方法主要依靠能量的变化，一般射频干扰的能量会比有用信号的能量高20至40dB，所以可以用能量门限检测的方法对干扰的存在与否进行检测。这种方法虽然计算量小且实现方法简单，但并不适用于干扰能量非标准和干扰持续时间较长等特殊情况，尤其不适用于对目标估计精度要求较高的情况。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种雷达干扰的抑制方法、装置及存储介质，旨在有效解决现有技术中对雷达干扰信号进行检测时，存在目标信号评估精度较低的技术问题，现有技术不适用于干扰能量非标准以及干扰持续时间较长的雷达信号。
[0005]根据本专利技术的一方面，本专利技术提供一种雷达干扰的抑制方法，所述抑制方法包括：
[0006]通过短傅里叶变换将雷达回波信号由时域转换到时频域，根据所述雷达回波信号中的目标信号在时频域的低秩特性构建所述目标信号的秩函数，根据雷达回波信号中的干扰信号在时域的稀疏特性，用范数函数约束所述干扰信号；
[0007]基于所述秩函数和所述范数函数构建第一目标函数，并基于所述雷达回波信号构建第一约束函数，通过凸松弛优化方法将所述第一目标函数和所述第一约束函数转换为第二目标函数和第二约束函数，根据所述第二目标函数和所述第二约束函数构建干扰抑制模型；
[0008]通过交替方向乘子法对所述干扰抑制模型进行求解，以得到干扰抑制后的真实目标信号。
[0009]进一步地，所述通过凸松弛优化方法将所述第一目标函数和所述第一约束函数转换为第二目标函数和第二约束函数包括：
[0010]用虚拟目标信号和矩阵字典表示所述目标信号；
[0011]将所述秩函数转换为基于所述虚拟目标信号生成的虚拟目标信号范数，将所述范数函数转换为干扰信号范数，根据所述虚拟目标信号范数和所述干扰信号范数生成所述第二目标函数；
[0012]基于所述雷达回波信号、所述干扰信号、所述虚拟目标信号和所述矩阵字典生成所述第二约束函数。
[0013]进一步地，所述基于所述秩函数和所述范数函数构建第一目标函数包括：
[0014]根据下式构建所述第一目标函数：
[0015][0016]其中，S表示所述目标信号，M表示所述干扰信号，rank()表示求秩函数，λ表示第一超参数，||||0表示l0范数，min()表示取最小值。
[0017]所述基于所述雷达回波信号构建第一约束函数包括：
[0018]根据下式构建所述约束函数：
[0019][0020]其中，Y表示所述雷达回波信号，S表示所述目标信号，M表示所述干扰信号，δ表示噪声容限，||||
F
表示张量的Frobenius范数。
[0021]进一步地，所述根据所述虚拟目标信号范数和所述干扰信号范数生成所述第二目标函数包括：
[0022]根据下式构建所述第二目标函数：
[0023][0024]其中，S
′
表示所述虚拟目标信号，M表示所述干扰信号，λ表示第一超参数，||||
l
表示l
2,1
范数或l1范数，||||1表示l1范数，min()表示取最小值。
[0025]所述基于所述雷达回波信号、所述干扰信号、所述虚拟目标信号和所述矩阵字典生成所述第二约束函数包括：
[0026]根据下式构建所述第二约束函数：
[0027][0028]其中，Y表示所述雷达回波信号，D
beat
表示所述矩阵字典，S
′
表示所述虚拟目标信号，M表示所述干扰信号，δ表示噪声容限，||||
F
表示张量的Frobenius范数。
[0029]进一步地，所述通过交替方向乘子法对所述干扰抑制模型进行求解包括：
[0030]根据所述第二目标函数和所述第二约束函数构建增广拉格朗日函数；
[0031]当所述虚拟目标信号范数为l
2,1
范数时，构建软阈值函数和范数阈值函数并通过交替方向乘子法对所述增广拉格朗日函数进行求解；
[0032]当所述虚拟目标信号范数为l1范数时，构建范数阈值函数并通过交替方向乘子法对所述增广拉格朗日函数进行求解。
[0033]进一步地，所述根据所述第二目标函数和所述第二约束函数构建增广拉格朗日函数包括：
[0034]以虚拟目标信号、干扰信号、拉格朗日变量和超参数为变量，根据所述第二目标函数和所述第二约束函数构建所述增广拉格朗日函数。
[0035]可选地，所述当所述虚拟目标信号范数为l
2,1
范数时，构建软阈值函数和范数阈值函数并通过交替方向乘子法对所述增广拉格朗日函数进行求解包括：
[0036]针对所述虚拟目标信号范数进行多次迭代，其中，在每次迭代时执行如下操作：
[0037]基于所述软阈值函数得到更新的虚拟目标信号闭式解；
[0038]根据所述虚拟目标信号闭式解和所述范数阈值函数得到干扰信号闭式解；
[0039]根据所述虚拟目标信号闭式解和所述干扰信号闭式解得到拉格朗日变量闭式解；
[0040]基于所述虚拟目标信号闭式解和所述干扰信号闭式解计算终止条件函数；
[0041]当迭代数量达到预设的迭代次数或所述终止条件函数的值小于预设的误差容忍度时，停止迭代。
[0042]可选地，所述当所述虚拟目标信号范数为l1范数时，构建范数阈值函数并通过交替方向乘子法对所述增广拉格朗日函数进行求解包括：
[0043]针对所述虚拟目标信号范数进行多次迭代，其中，在每次迭代时执行如下操作：
[0044]基于所述范数阈值函数得到更新的虚拟目标信号闭式解；
[0045]根据所述虚拟目标信号闭式解和所述范数阈值函数得到干扰信号闭式解；
[0046]根据所述虚拟目标信号闭式解和所述干扰信号闭式解得到拉格本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达干扰的抑制方法，其特征在于，所述抑制方法包括：通过短傅里叶变换将雷达回波信号由时域转换到时频域，根据所述雷达回波信号中的目标信号在时频域的低秩特性构建所述目标信号的秩函数，根据雷达回波信号中的干扰信号在时域的稀疏特性，用范数函数约束所述干扰信号；基于所述秩函数和所述范数函数构建第一目标函数，并基于所述雷达回波信号构建第一约束函数，通过凸松弛优化方法将所述第一目标函数和所述第一约束函数转换为第二目标函数和第二约束函数，根据所述第二目标函数和所述第二约束函数构建干扰抑制模型；通过交替方向乘子法对所述干扰抑制模型进行求解，以得到干扰抑制后的真实目标信号。2.如权利要求1所述的抑制方法，其特征在于，所述通过凸松弛优化方法将所述第一目标函数和所述第一约束函数转换为第二目标函数和第二约束函数包括：用虚拟目标信号和矩阵字典表示所述目标信号；将所述秩函数转换为基于所述虚拟目标信号生成的虚拟目标信号范数，将所述范数函数转换为干扰信号范数，根据所述虚拟目标信号范数和所述干扰信号范数生成所述第二目标函数；基于所述雷达回波信号、所述干扰信号、所述虚拟目标信号和所述矩阵字典生成所述第二约束函数。3.如权利要求2所述的抑制方法，其特征在于，所述基于所述秩函数和所述范数函数构建第一目标函数包括：根据下式构建所述第一目标函数：其中，S表示所述目标信号，M表示所述干扰信号，rank()表示求秩函数，λ表示第一超参数，||||0表示l0范数，min()表示取最小值；所述基于所述雷达回波信号构建第一约束函数包括：根据下式构建所述约束函数：其中，Y表示所述雷达回波信号，表示所述目标信号，M表示所述干扰信号，δ表示噪声容限，||||
F
表示张量的Frobenius范数。4.如权利要求3所述的抑制方法，其特征在于，所述根据所述虚拟目标信号范数和所述干扰信号范数生成所述第二目标函数包括：根据下式构建所述第二目标函数：其中，S
′
表示所述虚拟目标信号，M表示所述干扰信号，λ表示第一超参数，||||
l
表示l
2,1
范数或l1范数，||||1表示l1范数，min()表示取最小值；所述基于所述雷达回波信号、所述干扰信号、所述虚拟目标信号和所述矩阵字典生成所述第二约束函数包括：
根据下式构建所述第二约束函数：其中，Y表示所述雷达回波信号，D
beat
表示所述矩阵字典，S
′
表示所述虚拟目标信号，M表示所述干扰信号，δ表示噪声容限，||||
F
表示张量的Frobenius范数。5.如权利要求4所述的抑制方法，其特征在于，所述通过交替方向乘子法对所述干扰抑制模型进行求解包括：根据所述第二目标函数和所述第二约束函数构建增广拉格朗日函数；当所述虚拟目标信号范数为l
2,1
范数时，构建...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄岩，王韵旋，杨阳，毛源，刘江，徐刚，张慧，洪伟，冯友怀，郭坤鹏，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：