CN106249214B - 雷达信号处理设备及其信号处理方法 - Google Patents

雷达信号处理设备及其信号处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106249214B
CN106249214B CN201610405005.1A CN201610405005A CN106249214B CN 106249214 B CN106249214 B CN 106249214B CN 201610405005 A CN201610405005 A CN 201610405005A CN 106249214 B CN106249214 B CN 106249214B
Authority
CN
China
Prior art keywords
target
angle
signal processing
signal
clutter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610405005.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106249214A (zh
Inventor
任海升
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Halla Creedong Electronics Co ltd
Original Assignee
Mando Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mando Corp filed Critical Mando Corp
Publication of CN106249214A publication Critical patent/CN106249214A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106249214B publication Critical patent/CN106249214B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/411—Identification of targets based on measurements of radar reflectivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/34—Gain of receiver varied automatically during pulse-recurrence period, e.g. anti-clutter gain control
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G01S13/426—Scanning radar, e.g. 3D radar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
    • G01S7/2923—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods
    • G01S7/2925—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods by using shape of radiation pattern
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
    • G01S7/2923—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods
    • G01S7/2926—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods by integration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/414—Discriminating targets with respect to background clutter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S2013/0236—Special technical features
    • G01S2013/0245—Radar with phased array antenna
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93271—Sensor installation details in the front of the vehicles

Abstract

本实施例涉及雷达信号处理设备及其信号处理方法，其中通过反射在车辆的前方定位的目标的角度或反射其周围的杂波情况执行附加波束成形，从而改善检测车辆前方的目标的性能。雷达信号处理设备可包括：传输单元，其被配置成用于向前传输来自车辆的雷达信号；接收单元，其被配置成用于接收由传输单元传输的雷达信号中反射回来的信号；信号处理单元，其被配置成基于由接收单元接收到的信号提取车辆前方的目标，接收单元使用包括多个接收天线的天线阵接收雷达信号；信号处理单元整合由多个接收天线接收的信号以执行波束成形用于获得期望的增益，如果在成形的波束中不存在目标，则确定在车辆前方的目标的角度从而执行附加波束成形以匹配确定的目标角度。

Description

雷达信号处理设备及其信号处理方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年6月9日提交的申请号为10-2015-0081233的韩国专利申请的优先权，其通过引用并入于此，如同在此完全阐述用于所有目的。
技术领域
本实施例涉及一种雷达信号处理设备及其信号处理方法，更具体地说，涉及一种雷达信号处理设备及其信号处理方法，在其中执行波束成形，如果在成形的波束中不存在目标则通过反射被定位在车辆前方的目标的角度度或通过反射其周围的杂波情况执行附加波束成形，从而提高检测车辆前方的目标的性能。
背景技术
相控阵天线型雷达传感器通过使用信号的强度及其相位差来检测目标，信号由在预定方向布置的多个天线接收。此时，为了提高由多个接收天线接收的信号的信噪比(SNR)，执行用于数字波束成形的整合，波束发散角可通过附加恒定相移确定。
包括韩国专利第0,750,967号的一些文件已经公开使用数字波束成形技术的车辆用雷达系统。
包括上述专利的相控阵天线型雷达传感器中的波束发散角的确定显著地影响与信号和杂波信号的强度相关的雷达检测的确定。如果目标的位置匹配波束发散角，则目标信号的强度变得足够强。否则，接收的目标信号的强度相对下降使得目标检测性能可能会降低。
为了提高目标检测性能，应该对信杂比(signal-to-clutter ratio)最大化的各种角度执行数字波束成形。然而，这限于计算量。
因此，需要一种增强的雷达信号处理设备，其执行数字波束成形以匹配在除恒定相移之外的薄弱角度内定位的目标，从而改善目标检测性能。
[参考文献]
专利号为0750967(2007年8月14日登记)的、标题为“使用虚拟阵列天线系统的高分辨率短程雷达系统”(High resolution short range radar system using virtualarray antenna system)的韩国专利。
发明内容
本实施例的目的是提供一种雷达信号处理设备及其信号处理方法，在其中执行波束成形，当在成形的波束中不存在目标时，目标角度被确定，并且附加波束成形被执行以匹配确定的目标角度从而改善检测在薄弱区域中定位的目标的性能。
本实施例的另一目的是提供一种雷达信号处理设备及其信号处理方法，在其中执行波束成形，当在成形的波束中不存在目标同时在车辆附近存在杂波时，通过获得目标和杂波的增益并且通过调节波束发散角执行附加波束成形使得获得增益的SCR最大化，从而清楚地区分目标和杂波的信号强度以实现目标的距离、速度和方位的提取。
根据本发明的实施例，雷达信号处理设备可包括：传输单元，其被配置成向前传输来自车辆的雷达信号；接收单元，被配置成接收由传输单元传输的雷达信号中反射回来的信号；信号处理单元，其被配置成基于由接收单元接收的信号提取在车辆前方的目标，其中接收单元通过使用包括多个接收天线的天线阵列接收雷达信号中反射回来的接收信号；信号处理单元整合由多个接收天线接收的信号，并且执行具有不同波束发散角的两个或多个波束成形用于获得期望的增益；并且波束成形被执行使得基于车辆的行驶方向和目标之间的目标角度信息确定一个或多个波束发散角。
信号处理单元可基于前面目标的轨迹信息确定目标角度信息。
一个或多个波束发散角可被确定使得接收的信号的增益在目标角度中最大化。
当存在产生杂波信号的杂波结构时，信号处理单元可通过进一步使用在车辆的行驶方向和杂波结构的之间的杂波角信息确定一个或多个波束发散角。
信号处理单元可确定一个或多个波束发散角使得通过目标的目标增益和通过杂波结构的杂波增益之间的差被最大化。
信号处理单元可确定一个或多个波束发散角使得通过目标的目标增益与通过杂波结构的杂波增益的比被最小化。
信号处理单元可确定一个或多个波束发散角使得通过杂波结构的杂波增益与通过目标的目标增益的比被最大化。
当车辆在弯路上行驶时，信号处理单元可确定一个或多个波束发散角并且执行波束成形。
根据本发明的另一实施例，雷达信号处理设备可包括：传输单元，其被配置成向前传输来自车辆的雷达信号；接收单元，其被配置成接收由传输单元传输的雷达信号中反射回来的信号；信号处理单元，其被配置成基于由接收单元接收的信号提取车辆前方的目标，其中接收单元通过使用包括多个接收天线的天线阵列接收雷达信号，信号处理单元整合通过多个接收天线接收的信号、执行波束成形用于获得期望的增益，当在成形的波束中不存在目标同时在车辆的附近出现杂波时，分别获得目标和杂波的增益，并且调节波束发散角使得获得的增益的比达到预定的最大参考比，以便从而执行附加波束成形。
另外，根据另一实施例，一种雷达信号处理设备的信号处理方法，其中雷达信号处理设备包括：传输单元，其被配置成向前传输来自车辆的雷达信号；接收单元，其被配置成接收由传输单元传输的雷达信号中反射回来的信号；信号处理单元，其被配置成基于由接收单元接收的信号提取车辆前方的目标，信号处理方法可包括：让信号处理单元对由包含在接收单元中的多个接收天线接收的信号整合以执行波束成形用于获得所期望的增益；如果在成形的波束中不存在目标，则让信号处理单元确定在车辆前方定位的目标的角度；以及让信号处理单元执行附加波束成形以匹配确定的目标角度。
在确定操作中，可基于前面目标的轨迹信息确定目标角度。
在确定操作中，可确定目标角度以匹配车辆的行驶方向。
另外，根据另一实施例，一种雷达信号处理设备的信号处理方法，其中雷达信号处理设备包括：传输单元，其被配置成向前传输来自车辆的雷达信号；接收单元，其被配置成接收由传输单元传输的雷达信号中反射回来的信号；信号处理单元，其被配置成基于由接收单元接收的信号提取车辆前方的目标；信号处理方法可包括：让信号处理单元对由包含在接收单元中的多个接收天线接收的信号整合以执行波束成形用于获得所期望的增益；如果在成形的波束中不存在目标同时在车辆的周围存在杂波，让信号处理单元分别获得目标和杂波的增益；让信号处理单元调节波束发散角使得获得的增益的比值达到预定的最大参考比从而执行附加波束成形。
另外，根据另一实施例，一种雷达信号处理设备的信号处理方法，其中雷达信号处理设备包括：传输单元，其被配置成用于向前传输来自车辆的雷达信号；接收单元，其被配置成用于接收由传输单元传输的雷达信号中反射回来的信号；信号处理单元，其被配置成基于由接收单元接收到的信号提取车辆前方的目标；信号处理方法可包括：让信号处理单元基于车辆的行驶方向和目标之间的目标角度信息确定一个或多个波束发散角；让信号处理单元分别基于一个或多个波束发散角和预定的波束发散角整合由在接收单元中包含的多个接收天线接收的信号，以便从而执行两个或多个波束成形以便确保期望的增益。
确定一个或多个波束发散角使得所接收的信号的增益在目标角度中最大化。
当存在产生杂波信号的杂波结构时，可通过进一步使用在车辆的行驶方向和杂波结构的之间的杂波角信息确定一个或多个波束发散角。
可确定一个或多个波束发散角使得通过目标的目标增益和通过杂波结构的杂波增益之间的差被最大化。
根据本发明的实施例，执行波束成形，当在成形的波束中不存在目标时，确定目标角度并且执行附加波束成形以匹配所确定的目标角度从而改善检测在薄弱区域中定位的目标的性能。
另外，根据本发明的实施例，执行波束成形，当在成形的波束中不存在目标同时在车辆附近存在杂波时，通过获得目标和杂波的增益，并且通过调节波束发散角执行附加波束成形使得获得的增益的SCR被最大化，使得清楚地区分目标和杂波的信号强度从而提取目标的距离、速度和方位。
附图说明
本发明的上述和其它目标、特征和优点将从下面结合附图的详细描述更明显，其中
图1是解释根据本实施例的雷达信号处理设备的框图；
图2是解释执行波束成形的过程的简图；
图3是示出基础波束的简图；
图4是说明根据本实施例的雷达信号处理设备的信号处理方法的流程图；
图5(A)和图5(B)是解释用于执行附加波束成形以匹配目标角度的环境的示例性简图；
图6(A)和图6(B)是解释通过调节波束发散角执行附加波束成形的环境的示例性简图；以及
图7(A)和图7(B)是在车辆附近存在杂波的情况下示出目标信号和杂波信号的图表。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地描述本实施例。
图1是解释根据本实施例的雷达信号处理设备的框图，图2是解释执行波束成形的过程的简图。图3是示出基础波束的简图。
参照图1，根据本实施例的雷达信号处理设备包括：传输单元10，向前传输来自车辆的雷达信号；接收单元20，接收传输的雷达信号中反射回来的信号；信号处理单元30，其整合接收的信号并且执行波束成形用于获得期望的增益，从而提取关于目标的距离、速度和方位。
接收单元20通过使用包括多个接收天线的天线阵列接收由传输单元10传输的雷达信号中反射回来的信号。
参照图2，信号处理单元30可：通过ADC(模数转换器)将从多个接收天线接收的信号转换成数字信号；移动已经转换成数字信号的接收的信号的相位；以及执行数字波束成形以便确保通过将移动的相位求和获得的增益。
可执行两个或多个波束成形并且可通过将在目标和车辆的行驶方向之间的目标角度配置为波束发散角确定一个或多个波束成形。以下将对通过将在目标和车辆的行驶方向之间的目标角度配置为波束发散角执行的波束成形进行描述。
信号处理单元30确定在成形的波束(即基础波束)中是否存在目标。如果在基础波束中不存在目标，则信号处理单元30确定在车辆前方定位的目标的角度，并且执行附加波束成形以匹配确定的目标角度。可选地，信号处理单元30可执行在其中将目标角度配置为波束发散角的附加波束成形，而不管在基础波束中是否存在目标。
此处，因为通过包括传输单元10和接收单元20的雷达传感器实时检测，所以目标角度和目标的存在可通过由在在先前计算循环期间的信号处理引起的车辆的轨迹信息(距离、速度和角度信息)估计。轨迹是用于通过使用目标信息目标的最终位置的信号处理的最终结果，目标信息是测量的同时含有在信号处理中的错误。即使由于接收的信号处于恶劣环境中而没有检测到目标，在轨迹中的真实目标位置可通过使用前面循环的轨迹信息估计。目标的存在意味着前面车辆的存在。
图3示出基础波束，基础波束可分别由预定角度调节的三个波束组成。
信号处理单元30可提取并且确定在前面目标的轨迹信息中包含的目标角度或根据车辆的行驶方向确定目标角度。
另外，信号处理单元30通过附加波束成形检测前面目标以匹配所确定的目标角度从而提取目标的距离、速度和方位。即，在某一波束中测量被确定为目标的峰值频率，信号处理单元30可通过使用相应频率的信号信息提取目标的距离信息(目标的距离、速度和方位)。另外，信号处理单元可通过配置一个或多个波束发散角执行附加波束成形使得接收的信号的增益在目标角度中最大化。
提取的目标的距离、速度和方位可被应用至用于驾驶员的方便装置(例如自适应巡航控制装置)以实现自主行驶同时稳定地维持与前面车辆的距离。
另外，如果在车辆的附近存在杂波(例如防护轨)，信号处理单元30分别计算目标和杂波的增益，并且通过调节波束发散角执行附加波束成形使得计算得到的SCR(信杂比)达到配置的最大参考比。即，因为信号处理单元30调节用于最佳SCR的波束发散角，然后执行附加波束成形，可分离目标信号和杂波信号使得即使在车辆附近存在杂波的情况下，也能容易地提取目标。在本说明书中的波束发散角表示用于波束成形的参考角并且可被称为诸如方向角、波束中心角等各种术语，但是波束发散角不限于具体名称。
例如，如果存在产生杂波信号的杂波结构，则信号处理单元30可通过进一步使用行驶方向和杂波结构之间的杂波角信息确定用于附加波束成形的一个或多个波束发散角。例如，可确定附加波束成形的一个或多个波束发散角使得通过目标的目标增益和通过杂波结构的杂波增益之间的差最大化。如另一示例，可确定附加波束成形的一个或多个波束发散角使得通过目标的目标增益与通过杂波结构的杂波增益的比值最小化。如另一实施例，可确定用于附加波束成形的一个或多个波束发散角使得通过杂波结构的杂波增益与通过目标的目标增益的比值最大化。在下面的描述中，杂波结构将被称为杂波。
因为包括传输单元10和接收单元20的雷达传感器提供速度信息，所以信号处理单元30可将具有绝对速度‘0’的静止目标确定为杂波。与目标类似，因为杂波具有角度信息，如果具有绝对速度‘0’的静止目标被连续布置或形成具体组，则信号处理单元30可通过各种判定逻辑确定杂波被定位在相应角度处。虽然基于在本实施例的雷达中包含的速度信息确定杂波，但是杂波的存在可通过从摄像头获得的周围图像确定。
图4是说明根据本实施例的雷达信号处理设备的信号处理方法的流程图。
参照图4，信号处理单元30通过多个接收天线分别接收由传输单元10传输的雷达信号中反射回的信号(S11)。
信号处理单元30整合接收到的信号并且执行波束成形以获得期望的增益(S13)。此时，三个基础波束通过预成形的波束成形在预定角度处形成。
信号处理单元30确定在基础成形的波束中是否存在目标(S15)。
如果在基础成形的波束中存在目标作为操作S15中的确定结果，则信号处理单元30提取目标的距离、速度和方位(S23)。
如果在基础成形的波束中不存在目标作为操作S15中的确定结果，则信号处理单元30确定在车辆附近是否存在杂波(S17)。
如果在车辆附近不存在杂波作为操作S17中的确定结果，则信号处理单元30确定在车辆的前方定位的目标的角度(S19)。此时，目标角度可基于前面目标的轨迹信息确定或可基于车辆的行驶方向确定。
信号处理单元30执行附加波束成形以匹配确定的目标角度(S21)。
如果在车辆的附近存在杂波作为操作S17中的确定结果，则信号处理单元30分别得到目标和杂波的增益，并且通过调节波束发散角来执行附加波束成形使得获得的增益比达到预定的最大参考比(S22)。
如图3中的图示出，因为信号处理单元30通过使用轨迹具有目标和杂波的角度信息，考虑到每个角度的增益，信号处理单元30可将目标和杂波的角度信息应用至波束成形增益图的X轴从而获得每个增益。当波束成形的波束发散角变化时，目标角度和杂波夹角的增益也变化。相反，可获得波束成形的波束发散角，其中这种增益的比值最大化。
信号处理单元30通过附加波束成形提取目标的距离、角和方位(S23)。
在如图5(A)所示的车辆在弯路上跟随前面的车辆的情况下，即使目标在如图5(B)所示的三个基础波束中的薄弱角内存在，执行附加波束成形(VB)以匹配目标角度θt，从而提高目标的检测性能。此时，目标角度匹配波束发散角θBF。
此外，在如图6(A)所示的车辆在周围存在防护轨的环境中在弯道上跟随前面的车辆的情况下，即使目标存在三个基础波束中的薄弱角内，利用在其中目标和杂波的比值(SCR)最大化的波束发散角θBF’执行附加波束成形(VB)，以便提高目标的检测性能，如图6(B)所示。如另一示例，可确定根据附加波束成形(VB)的波束发散角θBF’，使得目标的增益和杂波的增益之间的差最大化。
图7(A)的图示出在图6(A)的图的行驶环境中关于三个基础波束测量的波形，图7(B)的图示出当通过调节波束发散角执行附加波束成形使得目标和除三个基础波束之外杂波的增益比最大化时测量的波形。如图7(B)中的图所示，如果在车辆的附近存在杂波，调节波束发散角使得目标信号(T)和杂波信号(C)之间的SCR最大化，使得可清楚分离目标信号(T)和杂波信号(C)并且可提取杂波信号(C)，从而容易地提取目标的距离、速度和方位。
上述实施例可应用于车辆在弯道上行驶的情况。即，当车辆在弯道上行驶时，可执行上述的附加波束成形。
本发明不限定于上述实施例，本领域技术人员可在不脱离本发明的权利要求书限定的精神和范围的情况下进行各种变型和改变。

Claims (12)

1.一种雷达信号处理设备，其包括：
传输单元，其被配置成向前传输来自车辆的雷达信号；
接收单元，其被配置成接收由所述传输单元传输的雷达信号中反射回来的信号；
信号处理单元，其被配置成基于由所述接收单元接收的信号提取车辆前方的目标，
其中所述接收单元通过使用包括多个接收天线的天线阵列接收所述雷达信号中反射回来的接收的信号；
所述信号处理单元整合由所述多个接收天线接收的信号，并且执行具有不同波束发散角的两个或多个波束成形用于获得期望的增益，并且所述波束成形被执行使得基于所述车辆的行驶方向与目标相对于所述车辆的方向之间的目标角度信息确定一个或多个波束发散角。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述信号处理单元基于前面目标的轨迹信息确定所述目标角度信息。
3.根据权利要求1所述的设备，其中一个或多个波束发散角被确定使得所接收的信号的增益在所述目标角度中被最大化。
4.根据权利要求1所述的设备，其中当存在产生杂波信号的杂波结构时，所述信号处理单元通过进一步使用在所述车辆的行驶方向和所述杂波结构之间的杂波角信息确定一个或多个波束发散角。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述信号处理单元确定一个或多个波束发散角使得通过所述目标的目标增益和通过所述杂波结构的杂波增益之间的差被最大化。
6.根据权利要求4所述的设备，其中所述信号处理单元确定一个或多个波束发散角使得通过所述目标的目标增益与通过所述杂波结构的杂波增益的比被最小化。
7.根据权利要求4所述的设备，其中所述信号处理单元确定一个或多个波束发散角使得通过所述杂波结构的杂波增益与通过所述目标的目标增益的比被最大化。
8.根据权利要求1所述的设备，其中当所述车辆在弯道上行驶时，所述信号处理单元确定一个或多个波束发散角并且执行波束成形。
9.一种雷达信号处理设备的信号处理方法，所述雷达信号处理设备包括：传输单元，其被配置成向前传输来自车辆的雷达信号；接收单元，其被配置成接收由所述传输单元传输的雷达信号中反射回来的信号；信号处理单元，其被配置成基于由接收单元接收的信号提取车辆前方的目标，所述方法包括：
让所述信号处理单元基于所述车辆的行驶方向与目标相对于所述车辆的方向之间的目标角度信息确定一个或多个波束发散角；
让所述信号处理单元分别基于一个或多个波束发散角和预定的波束发散角整合由在所述接收单元中包含的多个接收天线接收的信号，以便从而执行两个或多个波束成形以便确保期望的增益。
10.根据权利要求9所述的方法，其中确定一个或多个波束发散角使得所接收的信号的增益在所述目标角度中被最大化。
11.根据权利要求9所述的方法，其中当存在产生杂波信号的杂波结构时，通过进一步使用在所述车辆的行驶方向和所述杂波结构之间的杂波角信息确定一个或多个波束发散角。
12.根据权利要求11所述的方法，其中确定一个或多个波束发散角使得通过所述目标的目标增益和通过所述杂波结构的杂波增益之间的差被最大化。
CN201610405005.1A 2015-06-09 2016-06-08 雷达信号处理设备及其信号处理方法 Active CN106249214B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2015-0081233 2015-06-09
KR1020150081233A KR102435550B1 (ko) 2015-06-09 2015-06-09 레이더 신호처리 장치 및 그 신호처리방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106249214A CN106249214A (zh) 2016-12-21
CN106249214B true CN106249214B (zh) 2019-02-19

Family

ID=57395676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610405005.1A Active CN106249214B (zh) 2015-06-09 2016-06-08 雷达信号处理设备及其信号处理方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10613196B2 (zh)
KR (1) KR102435550B1 (zh)
CN (1) CN106249214B (zh)
DE (1) DE102016210043A1 (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6516645B2 (ja) * 2015-09-30 2019-05-22 三菱電機株式会社 レーダ装置
US10454553B2 (en) * 2017-03-01 2019-10-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Beam forming method for a transmitting antenna and a device thereof
US20190033439A1 (en) * 2017-07-27 2019-01-31 Richard Gu Artificial intelligence enabled adaptive digital beam
CN108983176A (zh) * 2018-05-25 2018-12-11 中国人民解放军国防科技大学 基于参考阵元的雷达运动目标相位修正方法
CN108983162A (zh) * 2018-05-25 2018-12-11 中国人民解放军国防科技大学 利用相位补偿矩阵进行运动目标相位补偿的方法
US10928507B2 (en) * 2018-06-13 2021-02-23 GM Global Technology Operations LLC Apparatus and method for improved radar beamforming
DE102018210155A1 (de) 2018-06-21 2019-12-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Auswertung von Radarsignalen
DE102018210114A1 (de) * 2018-06-21 2019-12-24 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Auswertung von Radarsignalen
CN108845301B (zh) * 2018-08-17 2020-09-11 中国人民解放军陆军工程大学 一种用于双基地isar的目标等效旋转中心估计方法
KR102656900B1 (ko) * 2019-08-29 2024-04-11 에스케이텔레콤 주식회사 C-v2x 통신 및 wave 통신을 지원하는 차량의 신호 간섭 방지 방법 및 상기 방법을 이용하는 차량 탑재 장치
CN113033586B (zh) * 2019-12-24 2024-04-16 大富科技(安徽)股份有限公司 目标识别方法及设备
US11614514B2 (en) * 2020-03-27 2023-03-28 Intel Corporation Apparatus, system and method of generating radar perception data
WO2022104666A1 (zh) * 2020-11-19 2022-05-27 深圳市大疆创新科技有限公司 雷达系统、可移动平台、控制方法、避障方法及存储介质
US11879968B2 (en) * 2021-03-30 2024-01-23 Texas Instruments Incorporated Simultaneous beamforming and multiple input-multiple output (MIMO) schemes in radar system
CN113537411B (zh) * 2021-09-15 2021-11-23 湖北工业大学 一种基于毫米波雷达的改进模糊聚类方法
CN114415123B (zh) * 2022-04-01 2022-07-19 北京海兰信数据科技股份有限公司 一种基于非相参邻域加权脉冲积累处理方法及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101076741A (zh) * 2004-12-13 2007-11-21 罗伯特·博世有限公司 具有适应性数字接收波束形成及可转换的用于覆盖近及远距离范围的发射方向图的雷达系统
US20070285305A1 (en) * 2006-06-13 2007-12-13 Denso Corporation Obstacle detection system for vehicle
CN101520507A (zh) * 2007-07-20 2009-09-02 通用汽车环球科技运作公司 低成本近程雷达
US7760134B2 (en) * 2007-12-14 2010-07-20 Hitachi, Ltd. Radar apparatus and method of measuring azimuth angle of target
CN102301527A (zh) * 2008-11-28 2011-12-28 日立化成工业株式会社 多波束天线装置
CN102369634A (zh) * 2009-01-29 2012-03-07 日立化成工业株式会社 多波束天线装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4077038A (en) * 1976-04-01 1978-02-28 Westinghouse Electric Corporation Digital radar control system and method
US5249157A (en) * 1990-08-22 1993-09-28 Kollmorgen Corporation Collision avoidance system
US5280457A (en) * 1992-07-31 1994-01-18 The Administrators Of The Tulane Educational Fund Position detecting system and method
JP3653862B2 (ja) * 1996-04-22 2005-06-02 日産自動車株式会社 車両用カーブ径推定装置および目標先行車検出装置
JP3420955B2 (ja) * 1998-12-17 2003-06-30 富士通テン株式会社 車載用スキャン式レーダのビーム走査方法
CN100359337C (zh) * 2001-03-15 2008-01-02 富士通天株式会社 扫描式雷达的信号处理方法
US6861972B2 (en) * 2003-07-28 2005-03-01 Ellistar Sensor Systems, Inc. Object detection apparatus and method
US7307575B2 (en) * 2004-09-14 2007-12-11 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Through-the-wall frequency stepped imaging system utilizing near field multiple antenna positions, clutter rejection and corrections for frequency dependent wall effects
KR100750967B1 (ko) 2006-05-02 2007-08-22 한국전기연구원 가상 배열형 안테나 시스템 기반의 근거리 고해상도 차량용레이더 시스템
US7623062B2 (en) * 2006-08-01 2009-11-24 Autoliv Asp, Inc. System and method for target detection with a radar antenna
GB0701869D0 (en) * 2007-01-31 2007-03-14 Cambridge Consultants Adaptive radar
US7728764B2 (en) * 2007-10-19 2010-06-01 Raytheon Company Sidelobe blanking characterizer system and method
JP2010071865A (ja) * 2008-09-19 2010-04-02 Fujitsu Ten Ltd 信号処理装置、及びレーダ装置。
US8179300B2 (en) * 2010-01-29 2012-05-15 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Method for suppressing clutter in space-time adaptive processing systems
DE102012102185A1 (de) * 2011-03-16 2012-09-27 Electronics And Telecommunications Research Institute Radarvorrichtung, die den kurz- und langreichweitigen Radarbetrieb unterstützt
KR101938898B1 (ko) * 2013-06-27 2019-04-10 주식회사 만도 레이더 배열 안테나 빔 감지 장치 및 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101076741A (zh) * 2004-12-13 2007-11-21 罗伯特·博世有限公司 具有适应性数字接收波束形成及可转换的用于覆盖近及远距离范围的发射方向图的雷达系统
US20070285305A1 (en) * 2006-06-13 2007-12-13 Denso Corporation Obstacle detection system for vehicle
CN101520507A (zh) * 2007-07-20 2009-09-02 通用汽车环球科技运作公司 低成本近程雷达
US7760134B2 (en) * 2007-12-14 2010-07-20 Hitachi, Ltd. Radar apparatus and method of measuring azimuth angle of target
CN102301527A (zh) * 2008-11-28 2011-12-28 日立化成工业株式会社 多波束天线装置
CN102369634A (zh) * 2009-01-29 2012-03-07 日立化成工业株式会社 多波束天线装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A Study of Frequency Diversity MIMO Radar Beamforming;Xiang-Ru Li等;《ICSP2010 Proceedings》;20101203;352-356
MIMO雷达发射波束成形技术研究;张宇 等;《南京理工大学学报（自然科学版）》;20080630;第32卷(第3期);356-359

Also Published As

Publication number Publication date
CN106249214A (zh) 2016-12-21
KR20160144729A (ko) 2016-12-19
KR102435550B1 (ko) 2022-08-24
US10613196B2 (en) 2020-04-07
US20160363651A1 (en) 2016-12-15
DE102016210043A1 (de) 2016-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106249214B (zh) 雷达信号处理设备及其信号处理方法
CN111656217B (zh) 用于虚拟孔径雷达跟踪的系统和方法
EP3252501B1 (en) Enhanced object detection and motion state estimation for a vehicle environment detection system
CN108845295B (zh) 用于确定对象位置的设备、方法和雷达系统
CN105093213B (zh) 具有改进的多目标区分的雷达系统
JP5874824B2 (ja) レーダ装置、角度検証方法
CN109477892B (zh) 用于环境检测的车辆雷达
US10613197B2 (en) Antenna specification estimation device and radar device
US10656248B2 (en) Radar post processing for sidelobe suppression
CN109407093A (zh) 解决宽孔径雷达到达角模糊度的多普勒测量
JP3821688B2 (ja) レーダ装置
KR102243363B1 (ko) 레이더 장치 및 그를 이용한 타겟 식별방법
KR102437345B1 (ko) 하나 이상의 표적의 반경방향 상대 가속도를 결정하기 위한 방법 및 레이더 장치
CN104380135B (zh) 相位单脉冲雷达系统和目标检测方法
US10983195B2 (en) Object detection apparatus
WO2007094064A1 (ja) レーダ装置
JP3865761B2 (ja) レーダ装置
KR101938898B1 (ko) 레이더 배열 안테나 빔 감지 장치 및 방법
EP3401699A1 (en) Vehicle environmental detection system for parking detection
US20210132210A1 (en) Radar device
JP2010237087A (ja) レーダ装置及びそれを用いた電波到来方向の計測方法
JP3614400B2 (ja) レーダ信号処理装置及びレーダ信号処理方法
JP2002131420A (ja) レーダの信号処理回路
TWI808874B (zh) 用於交通工具的雷達系統及偵測方法
US11614535B2 (en) Radar apparatus for vehicle and method for controlling the same

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20211210

Address after: Gyeonggi Do, South Korea

Patentee after: Wandu Mobile System Co.,Ltd.

Address before: Gyeonggi Do, South Korea

Patentee before: MANDO Corp.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220915

Address after: Inchon, Korea

Patentee after: Halla Creedong Electronics Co.,Ltd.

Address before: Gyeonggi Do, South Korea

Patentee before: Wandu Mobile System Co.,Ltd.