CN105182341A - 基于lfm三角波与恒频波组合波形的车辆防撞雷达多目标频率匹配方法 - Google Patents

基于lfm三角波与恒频波组合波形的车辆防撞雷达多目标频率匹配方法 Download PDF

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Abstract

基于LFM三角波与恒频波组合波形的车辆防撞雷达多目标频率匹配方法，属于车辆防撞雷达多目标频率匹配领域，解决多目标频率匹配的技术问题，并去除恒虚警。技术要点是：对三角波的上、下扫频段和恒频波分别进行过门限检测；将得到的三角波的上、下扫频的差频频率两两组合，生成两个矩阵；针对恒频波检测出的第一个多普勒频率值，求得矩阵与其差值矩阵；找到矩阵中的最小值；输出矩阵和中对应的多普勒频率值和差频频率和值；效果是：解决了多目标频率匹配的技术问题，并去除了虚警。

Description

基于LFM三角波与恒频波组合波形的车辆防撞雷达多目标频率匹配方法
技术领域
本发明属于车辆防撞雷达多目标频率匹配领域，涉及一种基于LFM三角波与恒频波组合波形的车辆防撞雷达多目标频率匹配方法。
背景技术
汽车防撞雷达是一种车辆主动安全产品，具有碰撞预警功能，目前已实际应用于一些车辆。车辆防撞雷达可以很好地完成单目标的检测判决，但其对于多目标的检测判决结果并不理想，虚警和漏检现象常有发生。
LFM(线性频率调制)，是一种频率调制技术。车辆防撞雷达需较为精确地输出车辆前方目标的距离和相对速度信息，根据其功能特点，目前多采用三角波线性调频连续波体制，该波形分为上扫频和下扫频两段，对于单目标的检测判决而言，不存在上下扫频之间的频率匹配问题，而对于多目标的检测，则需考虑上下扫频之间的频率配对问题，只有频率匹配正确，才能正确输出雷达威力范围内的多个目标，否则极易发生虚警和漏检现象。
发明内容
本发明提供了一种基于LFM三角波与恒频波组合波形的车辆防撞雷达多目标频率匹配方法，旨在解决多目标频率匹配的技术问题，并去除虚警。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于LFM三角波与恒频波组合波形的车辆防撞雷达多目标频率匹配方法，包括如下步骤：
S1.对三角波的上、下扫频段和恒频波分别进行过门限检测，检测后恒频波的过门限点数为p，其所对应的多普勒频率分别为fc1,fc2...fcp，三角波上扫频的过门限点数为m，其所对应的差频频率分别为fup1,fup2...fupm，下扫频的过门限点数为n，其所对应的差频频率分别为fdown1,fdown2...fdownn；
S2.将p值置为m和n的最小值；
S3.将得到的三角波的上、下扫频的差频频率两两组合，生成两个n×m矩阵和其中，fsumnm＝fdownn+fupm；其中：矩阵A1表示三角波的上、下扫频的差频频率两两组合后得到的多普勒频率，B1表示三角波的上、下扫频的差频频率两两组合后得到的差频频率和值；
S4.针对恒频波检测出的第一个多普勒频率值fc1，求得A1矩阵与其的差值矩阵C1，即其中fdifnm＝fdnm-fc1；
S5.找到C1矩阵中的最小值fdifnm，并输出其行号n与列号m，若行列号为多值，则只取第一个值输出；
S6.根据步骤S5得到的行号n与列号m，输出矩阵A1和B1中对应的多普勒频率值fdnm和差频频率和值fsumnm；
S7.将C1矩阵中的第n行数据和第m列数据删除，并与恒频波检测结果中的第二个多普勒频率fc2做差生成C2矩阵，并将A1和B1中的第n行和第m列数据删除得到矩阵A2和B2；
S8.基于矩阵C2、A2和B2，循环使用步骤S4—S7，直到检测后恒频波的过门限点数p所对应的多普勒频率值全部匹配完毕，得到p＝min(m,n)对数据，对每对数据求得一个目标的距离和目标的速度信息。
作为技术方案的补充，求得一个目标的距离和目标的速度的方法为：目标的距离R＝c*T*fsumnm/(8*B)；目标的速度V＝fdmn*c/(2*f)；其中c＝3.0*108为电磁波速，T为LFM三角波扫频周期，B为LFM三角波发射波形带宽，f为LFM三角波中心频率。
作为技术方案的补充，所述方法还包括以下步骤：S9.在p个目标的距离和速度信息对中，将距离小于等于距离分辨率的各个目标认为是同一个目标，最终得到真实的目标个数。
有益效果：1.本发明解决多目标频率匹配的技术问题，并可去除恒虚警，且其匹配精度更佳。
具体实施方式
实施例1：一种基于LFM三角波与恒频波组合波形的车辆防撞雷达多目标频率匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.对三角波的上、下扫频段和恒频波分别进行过门限检测，检测后恒频波的过门限点数为p，其所对应的多普勒频率分别为fc1,fc2...fcp，三角波上扫频的过门限点数为m，其所对应的差频频率分别为fup1,fup2...fupm，下扫频的过门限点数为n，其所对应的差频频率分别为fdown1,fdown2...fdownn；
S2.将p值置为m和n的最小值；
S3.将得到的三角波的上、下扫频的差频频率两两组合，生成两个n×m矩阵和其中，fsumnm＝fdownn+fupm；其中：矩阵A1表示三角波的上、下扫频的差频频率两两组合后得到的多普勒频率，B1表示三角波的上、下扫频的差频频率两两组合后得到的差频频率和值；
S4.针对恒频波检测出的第一个多普勒频率值fc1，求得A1矩阵与其的差值矩阵C1，即其中fdifnm＝fdnm-fc1；
S5.找到C1矩阵中的最小值fdifnm，并输出其行号n与列号m，若行列号为多值，则只取第一个值输出；
S6.根据步骤S5得到的行号n与列号m，输出矩阵A1和B1中对应的多普勒频率值fdnm和差频频率和值fsumnm；
S7.将C1矩阵中的第n行数据和第m列数据删除，并与恒频波检测结果中的第二个多普勒频率fc2做差生成C2矩阵，并将A1和B1中的第n行和第m列数据删除得到矩阵A2和B2；
S8.基于矩阵C2、A2和B2，循环使用步骤S4—S7，直到检测后恒频波的过门限点数p所对应的多普勒频率值全部匹配完毕，得到p＝min(m,n)对数据，对每对数据求得一个目标的距离和目标的速度信息。
求得一个目标的距离和目标的速度的方法为：目标的距离R＝c*T*fsumnm/(8*B)；目标的速度V＝fdmn*c/(2*f)；其中c＝3.0*108为电磁波速，T为LFM三角波扫频周期，B为LFM三角波发射波形带宽，f为LFM三角波中心频率。
实施例2：
与实施例1的差别在于：还包括有在p个目标的距离和速度信息对中，将距离小于等于距离分辨率的各个目标认为是同一个目标，最终得到真实的目标个数的步骤。
实施例3：
表为根据目标真值和测量值，使用实施例1的方法，得到的一种数据。表中，目标的真值测量值输出结果和精度等，是雷达多目标检测得到的目标的距离和速度，R为距离，v为速度，是通过上文中上下扫频计算最后得到的差频频率计算得到的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于LFM三角波与恒频波组合波形的车辆防撞雷达多目标频率匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.对三角波的上、下扫频段和恒频波分别进行过门限检测，检测后恒频波的过门限点数为p，其所对应的多普勒频率分别为fc1,fc2...fcp，三角波上扫频的过门限点数为m，其所对应的差频频率分别为fup1,fup2...fupm，下扫频的过门限点数为n，其所对应的差频频率分别为fdown1,fdown2...fdownn；
S2.将p值置为m和n的最小值；
S3.将得到的三角波的上、下扫频的差频频率两两组合，生成两个n×m矩阵和其中，fsumnm＝fdownn+fupm；其中：矩阵A1表示三角波的上、下扫频的差频频率两两组合后得到的多普勒频率，B1表示三角波的上、下扫频的差频频率两两组合后得到的差频频率和值；
S4.针对恒频波检测出的第一个多普勒频率值fc1，求得A1矩阵与其的差值矩阵C1，即其中fdifnm＝fdnm-fc1；
S5.找到C1矩阵中的最小值fdifnm，并输出其行号n与列号m，若行列号为多值，则只取第一个值输出；
S6.根据步骤S5得到的行号n与列号m，输出矩阵A1和B1中对应的多普勒频率值fdnm和差频频率和值fsumnm；
S7.将C1矩阵中的第n行数据和第m列数据删除，并与恒频波检测结果中的第二个多普勒频率fc2做差生成C2矩阵，并将A1和B1中的第n行和第m列数据删除得到矩阵A2和B2；
S8.基于矩阵C2、A2和B2，循环使用步骤S4—S7，直到检测后恒频波的过门限点数p所对应的多普勒频率值全部匹配完毕，得到p＝min(m,n)对数据，对每对数据求得一个目标的距离和目标的速度信息。
2.如权利要求1所述的基于LFM三角波与恒频波组合波形的车辆防撞雷达多目标频率匹配方法，其特征在于，求得一个目标的距离和目标的速度的方法为：目标的距离R＝c*T*fsumnm/(8*B)；目标的速度V＝fdmn*c/(2*f)；其中c＝3.0*108为电磁波速，T为LFM三角波扫频周期，B为LFM三角波发射波形带宽，f为LFM三角波中心频率。
3.如权利要求1所述的基于LFM三角波与恒频波组合波形的车辆防撞雷达多目标频率匹配方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S9.在p个目标的距离和速度信息对中，将距离小于等于距离分辨率的各个目标认为是同一个目标，最终得到真实的目标个数。
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