【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信号处理，具体涉及一种数据级联的车载4d毫米波雷达信号处理方法及设备。
技术介绍
1、随着电子技术的发展，车载毫米波雷达的性能越来越强，技术方案也从单芯片方案进化出了级联方案。目前车载毫米波雷达级联方案通常指射频前端的级联，即多片射频芯片使用同一本振信号，将多组射频资源组合成一个更大的射频前端。例如，大陆公司的ars540，其将4片3发4收射频前端级联，组合成了一个12发16收的射频前端，拥有多达192虚拟通道，极大提升了测角性能。图1列出了一种常规的2级联方案，两个射频芯片进行级联，射频芯片采集的数据统一传入处理芯片进行处理，目前常用的毫米波雷达处理芯片已不能满足该方案的系统性需求，需要额外选型一颗高性能芯片。鉴于毫米波雷达前端数据的特殊性，信号处理通常需要专用的信号处理核（dsp等），目前符合需求的处理芯片较少。
2、并且，射频端的级联虽然理论上可以大幅提高测角性能，但是随着通道数的成倍增长，对信号处理算法和芯片的处理能力提出了更高的要求。发射通道数的大量增加导致常规时分复用（tdma）方法不再适用，多普勒频分多址（ddma）与码分复用（cdma）等方法在发射通道数较多时对通道分离算法提出极大挑战。射频端级联后，由于射频端为一个整体，与天线相关的前端数据通常也为一个整体，信号处理需要在一颗处理芯片上进行，对单芯片的处理能力提出了更高的要求，目前常规的车载雷达处理芯片的储存空间以及算力已不能满足雷达所需性能与刷新率等系统性要求。由于常规单芯片方案雷达俯仰角性能难以满足要求，4级联方案成本又偏高，2级联
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种数据级联的车载4d毫米波雷达信号处理方法及设备。
2、为实现上述目的，在第一方面，本专利技术提供了一种数据级联的车载4d毫米波雷达信号处理方法，包括：
3、步骤1、采用主雷达处理芯片和从雷达处理芯片分别采集主射频芯片和从射频芯片的原始数据，然后分别对主射频芯片和从射频芯片的原始数据进行距离维快速傅立叶变换；
4、步骤2、所述主雷达处理芯片和从雷达处理芯片分别对步骤1中经距离维快速傅立叶变换后的数据进行速度维快速傅立叶变换；
5、步骤3、所述主雷达处理芯片和从雷达处理芯片分别对步骤2中经速度维快速傅立叶变换后的数据进行非相参积累；
6、步骤4、所述主雷达处理芯片和从雷达处理芯片分别对步骤3中非相参积累后的数据进行恒虚警检测，以分别获得具有距离速度信息的点云列表；
7、步骤5、所述主雷达处理芯片和从雷达处理芯片分别根据其获得的点云列表中的点云数据从经速度维快速傅立叶变换后的数据中提取点云通道数据；
8、步骤6、所述主雷达处理芯片根据其提取的点云通道数据计算点云水平角，然后将具有距离、速度和点云水平角的3d点云数据发送给从雷达处理芯片；
9、步骤7、所述从雷达处理芯片接收主雷达处理芯片发送的3d点云数据，并根据所述3d点云数据中的点云水平角对其点云通道数据的水平俯仰信息进行解耦，并计算点云俯仰角，以获得具有距离、速度、水平角和俯仰角信息的4d点云数据。
10、进一步的，所述点云水平角的计算方式如下：
11、
12、其中，为计算出的点云水平角，为主射频芯片控制其天线发出的探波的波长，为主射频芯片和从射频芯片的接收天线的水平测角阵列的固定间隔，为目标的方位信息对应的频率。
13、进一步的，所述点云俯仰角的计算方式如下：
14、
15、其中，为计算出的点云仰俯角，为目标的仰俯角的相位信息对应的频率，为从雷达处理芯片的接收天线的水平固定间隔，为从雷达处理芯片的接收天线的仰俯固定间隔。
16、在第二方面，本专利技术提供了一种数据级联的车载4d毫米波雷达信号处理设备，包括主射频芯片、从射频芯片、主雷达处理芯片和从雷达处理芯片；
17、所述主射频芯片、从射频芯片分别用以获取原始数据；
18、所述主雷达处理芯片和从雷达处理芯片分别用以采集主射频芯片和从射频芯片获取的原始数据，然后分别对主射频芯片和从射频芯片的原始数据进行距离维快速傅立叶变换，然后对经距离维快速傅立叶变换后的数据进行速度维快速傅立叶变换，再对经速度维快速傅立叶变换后的数据进行非相参积累，所述主雷达处理芯片和从雷达处理芯片分别对非相参积累后的数据进行恒虚警检测，以分别获得具有距离速度信息的点云列表，然后分别根据其获得的点云列表中的点云数据从经速度维快速傅立叶变换后的数据中提取点云通道数据；
19、所述主雷达处理芯片根据其提取的点云通道数据计算点云水平角，然后将具有距离、速度和点云水平角的3d点云数据发送给从雷达处理芯片；
20、所述从雷达处理芯片接收主雷达处理芯片发送的3d点云数据，并根据所述3d点云数据中的水平角对其点云通道数据的水平俯仰信息进行解耦，并计算点云俯仰角，以获得具有距离、速度、水平角和俯仰角信息的4d点云数据。
21、进一步的，所述点云水平角的计算方式如下：
22、
23、其中，为计算出的点云水平角，为主射频芯片控制其天线发出的探波的波长，为主射频芯片和从射频芯片的接收天线的水平测角阵列的固定间隔，为目标的方位信息对应的频率。
24、进一步的，所述点云俯仰角的计算方式如下：
25、
26、其中，为计算出的点云仰俯角，为目标的仰俯角的相位信息对应的频率，为从雷达处理芯片的接收天线的水平固定间隔，为从雷达处理芯片的接收天线的仰俯固定间隔。
27、有益效果：本专利技术通过数据级联的方式实现4d能力，即主射频只进行水平角测量，从射频根据主射频的结果来解耦水平俯仰，最终获取完整水平俯仰信息，不需要射频芯片具备级联功能，不需要特别考虑同步问题，并且采用常规毫米波雷达处理芯片即可，降低芯片选型与开发难度；在信号处理层面，假设使用两颗3发4收芯片，在同样距离速度参数下，常规级联方法需要在一个处理芯片上处理8个通道数据，而本专利技术两颗处理芯片分别处理4个通道数据，降低了处理芯片算力需求，且现有的级联方案需要对6个发射通道进行分离处理，本专利技术每个芯片只需要分离3个发射通道，降低了通道分离难度。
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1.一种数据级联的车载4D毫米波雷达信号处理方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种数据级联的车载4D毫米波雷达信号处理方法，其特征在于，所述点云水平角的计算方式如下：
3.根据权利要求2所述的一种数据级联的车载4D毫米波雷达信号处理方法，其特征在于，所述点云俯仰角的计算方式如下：
4.一种数据级联的车载4D毫米波雷达信号处理设备，其特征在于，包括主射频芯片、从射频芯片、主雷达处理芯片和从雷达处理芯片；
5.根据权利要求4所述的一种数据级联的车载4D毫米波雷达信号处理设备，其特征在于，所述点云水平角的计算方式如下：
6.根据权利要求5所述的一种数据级联的车载4D毫米波雷达信号处理设备，其特征在于，所述点云俯仰角的计算方式如下：
【技术特征摘要】
1.一种数据级联的车载4d毫米波雷达信号处理方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种数据级联的车载4d毫米波雷达信号处理方法，其特征在于，所述点云水平角的计算方式如下：
3.根据权利要求2所述的一种数据级联的车载4d毫米波雷达信号处理方法，其特征在于，所述点云俯仰角的计算方式如下：
4.一种数据级联的车...
【专利技术属性】
技术研发人员：李从志，梁聪，张我弓，
申请(专利权)人：南京楚航科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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