【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光雷达，具体涉及雷达数据处理方法及调频连续波雷达数据传输处理平台。
技术介绍
1、调频连续波(fmcw)雷达以其测距精度高、分辨率强、抗干扰能力强等优点，广泛应用于车载雷达、环境监测等领域。而彰显出这些优势的原因主要是因为该技术应用了相干探测技术，通过发送和接收调制信号，利用混频探测出接收与发送信号的频率差异，换算出目标物的距离。基于此原理，该技术已成功应用于硅光芯片级激光雷达系统，即fmcw激光雷达系统。
2、而fmcw激光雷达系统在实际应用中会实时不间断的采集距离、速度等信息数据，通常在雷达接收到回波信号后，进行快速傅里叶变换(fft)处理，以提取目标物体的信息，然而，由于环境复杂，信号中往往混杂着各种噪声，并且数据量极大，导致频谱图中目标信息不够明显，影响雷达的测量精度以及数据的稳定性。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种雷达数据处理方法及调频连续波雷达数据传输处理平台，以解决相关技术中存在的频谱噪声干扰问题，以及数据量大造成的测量数据不稳定、数据精度不高的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种雷达数据处理方法，应用于调频连续波雷达数据传输处理平台，调频连续波雷达数据传输处理平台包括片上自适应系统，片上自适应系统中的可编程逻辑端包括数字信号处理中心、adc原始数据缓存模块，以及数据缓存区，所述方法由所述数字信号处理中心执行，所述方法包括：
3、获取雷达数字信号，并将所述雷达数字信号缓存至所述adc原始数据缓
4、根据所述雷达数字信号进行时频分析，得到与所述雷达数字信号相应的初始频谱；
5、对所述初始频谱进行加窗处理和/或多次统计值评定，得到优化后的目标频谱；
6、将所述目标频谱传输至数据缓存区进行存储。
7、本专利技术实施例从fmcw激光雷达获取数字信号，并将其暂时存储在adc原始数据缓存模块中，确保雷达信号的连续接收和初步存储，为后续的信号处理提供基础。对缓存的雷达数字信号进行时频分析，将时间序列信号转换为频域信号，得到初始频谱，将信号从时间域转换到频域，从而为后续的频谱优化提供数据基础，通过加窗处理减少频谱泄露现象，提高频谱的分辨率；通过多次统计评定减少误差，提高数据的准确性，将优化后的目标频谱传输到数据缓存区进行存储，以备后续处理和分析，最终将优化后的频谱保存，便于后续的数据进一步分析。而相关技术中数字信号处理模块仅负责基本的信号处理任务，即信号混频和初步的频谱分析，本实施例中则是在数字信号处理模块中额外集成了对计算出的瞬时频率的信号做多次的统计值评定，以及加窗处理，不仅能够降低三角波调制后的fmcw解析信号在频谱上的频率转折点影响，还能有效提高数据精度，保证数据传输的稳定性。
8、在一种可选的实施方式中，所述初始频谱的横坐标用于指示周期点数，所述初始频谱的纵坐标用于指示与所述周期点数一一对应的瞬时频率；
9、其中，对所述初始频谱进行加窗处理，包括：
10、将初始频谱中每一个周期点数对应的每一个瞬时频率分别与每一个周期点数对应的目标窗函数输出的值相乘，得到优化后的瞬时频率，其中，所述目标窗函数用于根据周期点数计算与周期点数相应的值；
11、将优化后的瞬时频率更新到所述初始频谱中，得到所述优化后的目标频谱。
12、本专利技术实施例通过将初始频谱中每一个周期点数对应的每一个瞬时频率分别与每一个周期点数对应的目标窗函数输出的值相乘，得到优化后的瞬时频率，以更新初始频谱得到优化后的频谱，信号的边界效应和频谱泄漏现象得到有效抑制，即便在有噪声干扰的情况下，也无需担心频率不准的问题，提高频谱分析的精度。
13、在一种可选的实施方式中，所述初始频谱的横坐标用于指示周期点数，所述初始频谱的纵坐标用于指示与所述周期点数一一对应的瞬时频率；
14、其中，对所述初始频谱进行多次统计值评定，包括：
15、根据所述初始频谱中预设数量的周期内每一个周期点数对应的瞬时频率确定所述瞬时频率对应的目标雷达数字信号；
16、计算所述目标雷达数字信号的距离值；
17、根据预设数量周期内的所有瞬时频率分别对应的所述目标雷达数字信号对应的距离值进行均值计算，得到与每一个所述目标雷达数字信号对应的优化后的瞬时频率；
18、将所述优化后的瞬时频率按照每一个所述雷达数字信号的周期点数生成优化后的目标频谱。
19、本专利技术实施例中，确定每个周期点数对应的目标雷达数字信号，为后续计算提供明确的信号依据，从而得到距离值，来校准目标信号，减少误差，对多个周期内的瞬时频率进行均值计算，消除由于单一周期信号波动带来的误差，进一步再次提升瞬时频率的稳定性，将优化后的瞬时频率重新映射到频谱上，保证频谱整体的稳定性和准确性。
20、在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：
21、计算所述初始频谱的信噪比以及频谱展宽；
22、根据所述频谱展宽确定目标分辨率；
23、根据所述信噪比确定目标频谱泄露程度；
24、根据目标分辨率以及目标频谱泄露程度确定目标窗函数。
25、本专利技术实施例根据所述频谱展宽确定目标分辨率，根据所述信噪比确定目标频谱泄露程度，根据目标分辨率以及目标频谱泄露程度确定目标窗函数，结合目标分辨率和频谱泄露程度，选择最优的窗函数，以保证后续加窗处理的结果更加精确。
26、第二方面，本专利技术提供了一种雷达数据处理装置，应用于调频连续波雷达数据传输处理平台，调频连续波雷达数据传输处理平台包括片上自适应系统，片上自适应系统中的可编程逻辑端包括数字信号处理中心、adc原始数据缓存模块，以及数据缓存区，上述装置包括：
27、雷达数字信号获取模块，用于获取雷达数字信号，并将所述雷达数字信号缓存至所述adc原始数据缓存模块，其中，所述雷达数字信号表征已经与本地光混频之后的信号；
28、频谱生成模块，用于根据所述雷达数字信号进行时频分析，得到与所述雷达数字信号相应的初始频谱；
29、频谱优化模块，用于对所述初始频谱进行加窗处理和/或多次统计值评定，得到优化后的目标频谱；
30、存储模块，用于将所述目标频谱传输至数据缓存区进行存储。
31、第三方面，本专利技术提供了一种调频连续波雷达数据传输处理平台，包括：片上自适应系统，片上自适应系统中的可编程逻辑端包括数字信号处理中心、adc原始数据缓存模块，以及数据缓存区；
32、所述数字信号处理中心用以执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的雷达数据处理方法。
33、本专利技术实施例通过在片上自适应系统中集成可以优化频谱的数字信号处理中心、adc原始数据缓存模块和数据缓存区，有效实现对调频连续波雷达数据的高效处理，有助于提高调频连续波雷达数据传输处理平台的稳定性。
3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种雷达数据处理方法，其特征在于，应用于调频连续波雷达数据传输处理平台，调频连续波雷达数据传输处理平台包括片上自适应系统，片上自适应系统中的可编程逻辑端包括数字信号处理中心、ADC原始数据缓存模块，以及数据缓存区，所述方法由所述数字信号处理中心执行，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始频谱的横坐标用于指示周期点数，所述初始频谱的纵坐标用于指示与所述周期点数一一对应的瞬时频率；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始频谱的横坐标用于指示周期点数，所述初始频谱的纵坐标用于指示与所述周期点数一一对应的瞬时频率；
4.根据权利要求2或3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.一种雷达数据处理装置，其特征在于，应用于调频连续波雷达数据传输处理平台，调频连续波雷达数据传输处理平台包括片上自适应系统，片上自适应系统中的可编程逻辑端包括数字信号处理中心、ADC原始数据缓存模块，以及数据缓存区，所述装置包括：
6.一种调频连续波雷达数据传输处理平台，其特征在于，所述调频连续波雷达
7.根据权利要求6所述的调频连续波雷达数据传输处理平台，其特征在于，所述调频连续波雷达数据传输处理平台，还包括：调频连续波激光雷达信号采集模块、模数转换器以及上位机；
8.根据权利要求7所述的调频连续波雷达数据传输处理平台，其特征在于，所述预设采样率高于基准采样率，所述基准采样率表征由所述调频连续波激光雷达信号采集模块的最高距离探测频率根据采样定理所确定的数值。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的调频连续波雷达数据传输处理平台，其特征在于，所述雷达数字信号按照低压差分信号的传输形式，传输至所述片上自适应系统。
10.根据权利要求7至8中任一项所述的调频连续波雷达数据传输处理平台，其特征在于，所述调频连续波雷达数据传输处理平台还包括：DDR模块；
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1-4中任一项所述的雷达数据处理方法。
12.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至4中任一项所述的雷达数据处理方法。
...【技术特征摘要】
1.一种雷达数据处理方法，其特征在于，应用于调频连续波雷达数据传输处理平台，调频连续波雷达数据传输处理平台包括片上自适应系统，片上自适应系统中的可编程逻辑端包括数字信号处理中心、adc原始数据缓存模块，以及数据缓存区，所述方法由所述数字信号处理中心执行，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始频谱的横坐标用于指示周期点数，所述初始频谱的纵坐标用于指示与所述周期点数一一对应的瞬时频率；
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始频谱的横坐标用于指示周期点数，所述初始频谱的纵坐标用于指示与所述周期点数一一对应的瞬时频率；
4.根据权利要求2或3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
5.一种雷达数据处理装置，其特征在于，应用于调频连续波雷达数据传输处理平台，调频连续波雷达数据传输处理平台包括片上自适应系统，片上自适应系统中的可编程逻辑端包括数字信号处理中心、adc原始数据缓存模块，以及数据缓存区，所述装置包括：
6.一种调频连续波雷达数据传输处理平台，其特征在于，所述调频连续波雷达数据传输处理平台包括片上自适应系统，片上自适应系统中的可编程逻辑端包括数字信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍春桧，何苏，韩笑笑，方力，韩平，
申请(专利权)人：杭州洛微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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