CN105629234A - 汽车变道辅助系统信号处理方法 - Google Patents

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田雨农
王鑫照
周秀田
史文虎
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Dalian Roiland Technology Co Ltd
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Abstract

汽车变道辅助系统信号处理方法，是通过以下步骤实现的：对通道Ⅰ和通道Ⅱ的混频信号进行A/D采样处理；将一个周期的N点IQ采样处理数据进行N点快速傅里叶变换FFT；快速傅里叶变换FFT后的复数模值做自适应门限检测，输出过门限点位置；根据过门限点位置计算通道Ⅱ与通道Ⅰ之间的相位差，进而计算目标车辆相对于行驶车辆的方位角度；计算目标车辆多普勒频率，进而计算相对于行驶车辆的相对速度并给出速度的方向。本发明可以有效地获取汽车行驶过程中，后方或相邻车道对于汽车在进行变道过程中存在的危险目标的相关信息。

Description

汽车变道辅助系统信号处理方法
技术领域
本发明属于汽车变道辅助领域，具体说是一种汽车变道辅助系统信号处理方法。
背景技术
汽车变道辅助系统，主要是车辆在行驶时对车辆两侧的盲区进行探测，在汽车变换道路有危险时给与警戒，主动检测到潜在的危险目标的距离、速度以及角度信息，根据所设定的预警门限进行危险预警，提醒驾驶员注意，从而告知司机何时是并线的最好时机，大幅度降低了因变道而发生的交通事故。故汽车变道辅助系统的精准性尤为重要。
发明内容
本发明提供了一种汽车变道辅助系统信号处理方法,可以有效地获取汽车行驶过程中，后方或相邻车道对于汽车在进行变道过程中存在的危险目标的相关信息。
为实现上述目的，本发明的技术方案是，汽车变道辅助系统信号处理方法，是通过以下步骤实现的：
S1：对通道Ⅰ和通道Ⅱ的混频信号进行A/D采样处理；
S2：将一个周期的N点IQ采样处理数据进行N点快速傅里叶变换FFT；
S3：快速傅里叶变换FFT后的复数模值做自适应门限检测，输出过门限点位置；
S4：根据过门限点位置计算通道Ⅱ与通道Ⅰ之间的相位差，进而计算目标车辆相对于行驶车辆的方位角度；
S5：计算目标车辆多普勒频率，进而计算相对于行驶车辆的相对速度并给出速度的方向。
进一步的，步骤S4中通道Ⅱ与通道Ⅰ之间的相位差，是采用如下公式进行计算的：
其中，imag(Yn|y1)和real(Yn|y1)分别表示第Ⅰ通道过门限点位置数据的虚部和实部，imag(Yn|y2)和real(Yn|y2)分别表示第Ⅱ通道过门限点位置数据的虚部和实部，n为过门限点位置。
进一步的，步骤S4中的方位角度为：
其中，d为天线之间的距离，λ为工作频率的对应的波长。
进一步的，通道Ⅰ和通道Ⅱ中输出的过门限点位置值分别为n1，n2，若n1及n2的值小于p或大于q，则认为其是直流分量，不作为目标判定。
进一步的，步骤S5中目标车辆多普勒频率fd为：
f d = n 1 f s N ,
fs为采样频率，若n1＜N/2，则目标车辆在靠近，否则目标车辆在远离。
进一步的，步骤S5中的相对速度为：v＝0.00625fd。
更进一步的，N的值为512。
更进一步的，p的值为5，q的值为507。
更进一步的，汽车变道辅助系统为毫米波雷达。
本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：该发明方法可以有效地获取汽车行驶过程中，后方或相邻车道对于汽车在进行变道过程中存在的危险目标的相关信息，如目标车辆和本车辆的相对速度，相对方位角度以及目标车辆的靠近以及远离信息等信息。
该发明方法的信号处理流程，对于今后研究汽车变道辅助系统的人员提供了一种新的研发思路和途径，由于采用本发明的信号处理方法，可提高汽车变道辅助系统的精准性。
附图说明
本发明共有附图1幅：
图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
汽车变道辅助系统采用24GHz工作频率，波形采用恒频波(CW波形)的方式，本方案设计的汽车变道辅助系统的基本功能主要是测量汽车行驶道路两侧道路潜在危险目标的相对速度以及角度信息。
汽车变道辅助系统信号处理方法，是通过以下步骤实现的：
S1：对通道Ⅰ和通道Ⅱ的混频信号进行A/D采样处理；
S2：将一个周期的512点IQ采样处理数据进行512点快速傅里叶变换FFT；
S3：快速傅里叶变换FFT后的复数模值做自适应门限检测，输出过门限点位置；
S4：根据过门限点位置计算通道Ⅱ与通道Ⅰ之间的相位差，进而计算目标车辆相对于行驶车辆的方位角度；
通道Ⅱ与通道Ⅰ之间的相位差，是采用如下公式进行计算的：
其中，imag(Yn|y1)和real(Yn|y1)分别表示第Ⅰ通道过门限点位置数据的虚部和实部，imag(Yn|y2)和real(Yn|y2)分别表示第Ⅱ通道过门限点位置数据的虚部和实部，n为过门限点位置；
方位角度为：
其中，d＝6.2mm为天线之间的距离，λ＝12.5mm；
S5：计算目标车辆多普勒频率，进而计算相对于行驶车辆的相对速度并给出速度的方向：通道Ⅰ和通道Ⅱ中输出的过门限点位置值分别为n1，n2，若n1及n2的值小于5或大于507，则认为其是直流分量，不作为目标判定。
目标车辆多普勒频率fd为：fs为采样频率，若n1＜256，则目标车辆在靠近，否则目标车辆在远离；
相对速度为：v＝0.00625fd。
该实施例中汽车变道辅助系统为毫米波雷达，雷达是针对24GHZ波段的，也可以扩展到其他波段，但是都不是连续的波段，比如可以是77GHz。本发明根据目标车辆在频谱中的位置点，获得目标车辆的运行速度、靠近或是远离的状态，还有方位角度信息。将这些有用信息传输到主控制器中进行分析、决策，从而判断出目标车辆是否为危险车辆，从而给与驾驶人员是普通警告还是紧急危险提醒，进而帮助驾驶员进行汽车变道。
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 (9)

1.汽车变道辅助系统信号处理方法，其特征在于，是通过以下步骤实现的：
S1：对通道Ⅰ和通道Ⅱ的混频信号进行A/D采样处理；
S2：将一个周期的N点IQ采样处理数据进行N点快速傅里叶变换FFT；
S3：快速傅里叶变换FFT后的复数模值做自适应门限检测，输出过门限点位置；
S4：根据过门限点位置计算通道Ⅱ与通道Ⅰ之间的相位差，进而计算目标车辆相对于行驶车辆的方位角度；
S5：计算目标车辆多普勒频率，进而计算相对于行驶车辆的相对速度并给出速度的方向。
2.根据权利要求1所述的汽车变道辅助系统信号处理方法，其特征在于，步骤S4中通道Ⅱ与通道Ⅰ之间的相位差，是采用如下公式进行计算的：
其中，imag(Yn|y1)和real(Yn|y1)分别表示第Ⅰ通道过门限点位置数据的虚部和实部，imag(Yn|y2)和real(Yn|y2)分别表示第Ⅱ通道过门限点位置数据的虚部和实部，n为过门限点位置。
3.根据权利要求2所述的汽车变道辅助系统信号处理方法，其特征在于，步骤S4中的方位角度为：
其中，d为天线之间的距离，λ为工作频率的对应的波长。
4.根据权利要求2或3所述的汽车变道辅助系统信号处理方法，其特征在于，通道Ⅰ和通道Ⅱ中输出的过门限点位置值分别为n1，n2，若n1及n2的值小于p或大于q，则认为其是直流分量，不作为目标判定。
5.根据权利要求1所述的汽车变道辅助系统信号处理方法，其特征在于，步骤S5中目标车辆多普勒频率fd为：
f d = n 1 f s N ,
fs为采样频率，若n1＜N/2，则目标车辆在靠近，否则目标车辆在远离。
6.根据权利要求5所述的汽车变道辅助系统信号处理方法，其特征在于，步骤S5中的相对速度为：v＝0.00625fd。
7.根据权利要求1或5所述的汽车变道辅助系统信号处理方法，其特征在于，N的值为512。
8.根据权利要求4所述的汽车变道辅助系统信号处理方法，其特征在于，p的值为5，q的值为507。
9.根据权利要求1所述的汽车变道辅助系统信号处理方法，其特征在于，汽车变道辅助系统为毫米波雷达。
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