CN110531348B - 雷达测距方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种雷达测距方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括:初始化雷达通路后发射超声波,并启动回波监测任务;利用回波监测任务获取超声波的第一回波信号和第二回波信号;对第一回波信号和第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征;将第一回波信号特征和第二回波信号特征进行特征匹配,确定第一回波信号是否被干扰;当确定第一回波信号未被干扰时,根据第一回波信号计算障碍物距离。采用本方法能够提高测距的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及雷达技术领域,特别是涉及一种雷达测距方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
雷达是无线电探测和定位的缩写。雷达系统使用调制的波形和定向天线向空间中的特定空域发射电磁波以搜索目标物体,一旦搜索到空域内存在目标物体,则把入射能量的一部分向雷达方向发射。雷达接收机处理这些回波以从中提取目标物体的距离、速度、角度位置等等目标物体信息。
超声波雷达属于雷达的一种,超声波雷达同样通过发射器向外某一个方向发射超声波信号,在发射超声波的同时开始进行计时。超声波通过空气进行传播,若传播途中遇到障碍物就会立即反射传播回来,超声波接收器在收到反射波的时刻就立即停止计时。通过空气中超声波的传播速度和计时器记录的时间,就可以测算出从出发点到障碍物之间的距离长度。然而,如果在外界环境比较嘈杂,干扰源较多的情况下,超声波在发射后如果接收端受到外界环境中同样频率段的干扰信号的干扰,就会导致接收端对回波的误判,从而出现测量偏差或者测量错误,导致测量的准确率下降。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高准确率的雷达测距方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种雷达测距方法,所述方法包括:
初始化雷达通路后发射超声波,并启动回波监测任务;
利用所述回波监测任务获取所述超声波的第一回波信号和第二回波信号;
对所述第一回波信号和所述第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征;
将所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征进行匹配,确定第一回波信号是否被干扰;
当确定所述第一回波信号未被干扰时,根据所述第一回波信号计算障碍物距离。
在其中一个实施例中,所述利用所述回波监测任务获取所述超声波的第一回波信号和第二回波信号,包括:
所述回波监测任务启动第一次计时;
当所述第一次计时时间到达检测时间时,接收所述超声波的第一回波信号;
重新初始化所述雷达通路,并启动第二次计时;
当所述第二次计时时间到达检测时间时,接收所述超声波的第二回波信号。
在其中一个实施例中,所述对所述第一回波信号和所述第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征,包括:
分别去除所述第一回波信号和所述第二回波信号的叠加信号;
将去除叠加信号的第一回波信号与阈值线进行比对,得到第一信号分布,以及将去除叠加信号的第二回波信号与阈值线进行比对,得到第二信号分布;
分割所述第一信号分布和所述第二信号分布,得到至少一个第一信号块和至少一个第二信号块;
从所述第一信号块中获取第一回波信号特征,以及从所述第二信号块中获取第二回波信号特征。
在其中一个实施例中,所述将所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征进行匹配,确定第一回波信号是否被干扰,包括:
当所述第二回波信号特征对应的第二信号块的数量不大于第一预设值时,判断所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征是否满足预设第一条件;
在所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征满足预设第一条件时,确定所述第一回波信号未被干扰。
在其中一个实施例中,所述将所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征进行匹配,确定第一回波信号是否被干扰,包括:
当所述第二回波信号特征对应的第二信号块的数量大于第一预设值时,判断所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征是否满足预设第一条件和预设第二条件;
在所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征满足预设第一条件且满足预设第二条件时,确定所述第一回波信号未被干扰。
在其中一个实施例中,所述判断所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征的是否满足预设第一条件,包括:
根据预设第一条件从所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征中分别获取第一匹配特征和第二匹配特征;
将所述第一匹配特征与所述第二匹配特征进行比较,若得到的比较结果满足预设第一条件,则确定所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征满足预设第一条件。
在其中一个实施例中,所述第一匹配特征包括宽度最大的第一信号块宽度、幅值最大的第一最强信号幅值以及第一超阈值点数;所述第二匹配特征包括宽度最大的第二信号块宽度、幅值最大的第二最强信号幅值以及第二超阈值点数;
所述将所述第一匹配特征与所述第二匹配特征进行比较,若得到的比较结果满足预设第一条件,则确定所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征满足预设第一条件,包括:
将所述第一信号块宽度、第一最强信号幅值以及第一超阈值点数与所述第二信号块宽度、第二最强信号幅值以及第二超阈值点数进行比较;
若所述第一信号块宽度大于所述第二信号块宽度、且所述第一最强信号幅值大于所述第二最强信号幅值、且所述第一超阈值点数大于所述第二超阈值点数的3倍,则确定所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征满足预设第一条件。
在其中一个实施例中,所述判断所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征的是否满足预设第二条件,包括:
根据预设第二条件从所述第一回波信号特征中获取幅值最大的第一最强信号幅值以及对应的时间轴点;
当所述第一最强信号幅值以及对应的时间轴点满足第二预设值,以及所述第二回波信号特征成等比例分布,则确定所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征满足所述预设第二条件。
在其中一个实施例中,所述方法还包括:
当所述第二回波信号为空时,确定所述第一回波信号未被干扰,根据所述第一回波信号计算障碍物距离。
一种雷达测距装置,所述装置包括:
发射模块,用于初始化雷达通路后发射超声波,并启动回波监测任务;
接收模块,用于利用所述回波监测任务获取所述超声波的第一回波信号和第二回波信号;
分析模块,用于对所述第一回波信号和所述第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征;
匹配模块,用于将所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征进行特征匹配,确定第一回波信号是否被干扰;
计算模块,用于当确定所述第一回波信号未被干扰时,根据所述第一回波信号计算障碍物距离。
一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述雷达测距方法的步骤。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述雷达测距方法的步骤。
上述雷达测距方法、装置、计算机设备和存储介质,初始化雷达通路后发射超声波,并启动回波监测任务,利用回波监测任务获取超声波的第一回波信号和第二回波信号,从而确保能够接收到超声波对应的回波。对第一回波信号和第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征,从而确保得到超声波回波的特征点。然后,将第一回波信号特征和第二回波信号特征进行匹配,确定第一回波信号是否被干扰,当未被干扰时,根据第一回波信号进行障碍物距离的计算。上述方法通过接收两次回波,根据匹配两次回波的特征点判断第一回波未被干扰时再用第一回波进行距离的计算,从而防止使用受到干扰的回波信号进行距离的测算而出现测量偏差等情况,提高了测量的准确率。
附图说明
图1为一个实施例中雷达测距方法的流程示意图;
图2为一个实施例中对第一回波信号和第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征步骤的流程示意图;
图3为一个实施例中将第一回波信号特征和第二回波信号特征进行匹配,确定第一回波信号是否被干扰步骤的流程示意图;
图4为另一个实施例中将第一回波信号特征和第二回波信号特征进行匹配,确定第一回波信号是否被干扰步骤的流程示意图;
图5为另一个实施例中雷达测距方法的流程示意图;
图6为一个实施例中回波信号处理流程示意图;
图7为一个实施例中回波的示意图;
图8为一个实施例中雷达测距装置的结构框图;
图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。为了便于解释说明,本申请各实施例以超声波雷达系统为应用对象,对本申请的技术方案进行解释说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在一个实施例中,如图1所示,提供了一种雷达测距方法,包括以下步骤:
步骤S102,初始化雷达通路后发射超声波,并启动回波监测任务。
其中,初始化雷达通路是指对雷达硬件的初始化,例如电子开关切换探头,用于给电路充电。初始化雷达通路还包括计算数据的初始化,可以理解为,为数据处理做准备。超声波则是超声波雷达发射的波形,超声波时一种频率高于20000赫兹的声波,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在水中的传播距离远,广泛应用于测距、测速、清洗、焊接等工作中,在医学、军事、工业以及农业上都有很多的应用。回波监测任务则是一种在超声波雷达发射超声波后,用于定时接收回波的机制。
具体地,向超声波雷达发送测距指令,当超声波雷达接收到测距指令后,响应测距指令选择雷达通路,其中,选择的雷达通路可以为一条或一条以上。在选定雷达通路之后,初始化选择的雷达通路。当雷达通路初始化完成后调制并发送超声波,超声波一旦发送同时启动回波监测任务。例如,在实际应用中,当有测距需求时,相关工作人员可以通过终端设备向超声波雷达发送测距指令,用于指示超声波雷达开始测距工作。
步骤S104,利用回波监测任务获取超声波的第一回波信号和第二回波信号。
其中,第一回波信号是指超声波雷达接收系统接收的第一次回波,而第二次回波则超声波雷达接收的第二次回波。可以理解为,由于回波监测任务即是用于计时接收回波所用,所以第一回波信号是根据回波监测任务接收到的第一次回波,第二回波信号则是根据回波监测任务接收到的第二次回波。
具体地,当启动回波监测任务之后,超声波雷达开始计时,当计时的时间到达预设的检测时间时,将接收到的回波信号作为第一回波信号。然后,重新开始计时,当计时的时间再次到达预设的检测时间后,将接收到的回波信号作为第二次回波。
在一个实施例中,利用回波监测任务获取超声的第一回波信号和第二回波信号,具体包括:回波监测任务启动第一次计时;当第一次计时时间到达检测时间时,接收超声波的第一回波信号;重新初始化雷达通路,并启动第二次计时;当第二次计时时间到达检测时间时,接收超声波的第二回波信号。
具体地,超声波雷达发送超声波之后,回波监测任务启动第一次计时,当计时时间到达预设的检测时间后,将接收到的超声波的回波信号,该信号为第一回波信号。然后,将该雷达通路重新进行初始化准备第二次计时,雷达通路重新初始化后,启动第二次计时,当第二次计时时间到达检测时间之后,将接收到的回波信号作为第二回波信号。其中,检测时间根据实际情况进行设定。例如,假设检测时间为8毫秒,则当启动第一次计时,计时达到8毫秒之后,将接收到的回波信号作为第一回波信号。重新初始化雷达通路,开启第二次计时,当第二次计时同样到8毫秒之后,将接收到的回波信号作为第二回波信号。因为本实施例中设定了检测时间,则在检测时间之前获取到回波信号不被纳入处理范围,只需要针对计时到达检测时间后所接收到的回波信号。
步骤S106,对第一回波信号和第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征。
其中,第一回波信号特征是指第一回波信号的特征点,用于表示第一回波信号的特征。第二回波信号特征则是指第二回波信号的特征点,用于标识第二回波信号的特征。
具体地,当接收到第一回波信号和第二回波信号后,分别对第一回波信号和第二回波信号进行信号分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征。即,对第一回波信号进行信号分析,得到对应的第一回波信号特征。对第二回波信号进行信号分析,得到对应的第二回波信号特征。
步骤S108,将第一回波信号特征和第二回波信号特征进行匹配,确定第一回波信号是否被干扰。
具体地,由于一次发波,两次时差监测回波,声波在介质中传播回因为散射、吸收等原因不断衰减。其表现在信号幅值会随时间轴承衰减的势态,因此,在无干扰时,第二次接收的第二回波信号的特征点和第一次接收的第一回波信号的特征点会满足一定的条件。因此通过信号分析得到第一回波信号特征和第二回波信号特征之后,将第一回波信号特征与第二回波信号特征进行匹配,当确定第一回波信号特征和第二回波信号特征相匹配时,确定第一回波信号未被干扰。反之,若确定第一回波信号特征和第二回波信号特征不匹配,则确定第一回波信号被干扰。其中,匹配是指将第一回波信号特征与第二回波信号特征进行特征的匹配,可以理解为,根据预设的条件将第一回波信号特征与第二回波信号特征进行比较,或者第一回波信号特征和第二回波信号特征是否满足预设要求等。
步骤S110,当确定第一回波信号未被干扰时,根据第一回波信号计算障碍物距离。
具体地,当确定第一回波信号被干扰时,则表示接收的第一回波信号的数据无效,则数据置零,丢弃该数据重新进行测距。而在确定第一回波信号未被干扰时,根据接收到的第一回波信号计算距离。由于雷达发射的超声波通过空气进行传播,若传播途中遇到障碍物就会立即反射传播回来,所以所测的距离为障碍物的距离。其中,障碍物距离根据超声波的传播速度进行计算,计算公式如下:
d=v*t/2+offest
其中,d表示障碍物距离,v表示超声波在空气中的传播速度,v=340m/s,t为障碍物回波信号的时间点,即接收到回波的时间点,offest表示距离偏移修正值。
在一个实施例中,当第二回波信号为空时,则表示没有接收到第二次的回波信号,即表示不可能存在干扰信号,则直接确定第一回波信号未被受到干扰。
上述雷达测距方法,初始化雷达通路后发射超声波,并启动回波监测任务,利用回波监测任务获取超声波的第一回波信号和第二回波信号,从而确保能够接收到超声波对应的回波。对第一回波信号和第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征,从而确保得到超声波回波的特征点。然后,将第一回波信号特征和第二回波信号特征进行匹配,确定第一回波信号是否被干扰,当未被干扰时,根据第一回波信号进行障碍物距离的计算。上述方法通过接收两次回波,根据匹配两次回波的特征点判断第一回波未被干扰时再用第一回波进行距离的计算,从而防止使用受到干扰的回波信号进行距离的测算而出现测量偏差等情况,提高了测量的准确率。
在一个实施例中,如图2所述,对第一回波信号和第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征,包括以下步骤:
步骤S202,分别去除第一回波信号和第二回波信号的叠加信号。
其中,叠加信号是指硬件的偏置电压,为了顺利发送超声波,即在超声波发送之前通常会检测硬件的偏移值,调制超声波时将偏置电压叠加至超声波信号上。因此,获取到超声波对应的回波信号,需要将叠加的偏置电压去除。
具体地,获取到第一回波信号和第二回波信号后,分别需要去除第一回波信号和第二回波信号上的叠加信号。即,将回波信号与偏置电压进行比较,高于偏置电压的部分直接减去偏置电压,而低于偏置电压的部分先进行翻转再减去偏置电压。
步骤S204,将去除叠加信号的第一回波信号与阈值线进行比对,得到第一信号分布,以及将去除叠加信号的第二回波信号与阈值线进行比对,得到第二信号分布。
其中,阈值线为预先根据硬件电路和雷达需检测的范围所设置包含阈值的参考线,阈值则是指不同距离位置,有效障碍物在检测电路上的表现幅值需要达到的最低值。可以理解为,超声波雷达所有可测范围内的最低值即组成阈值线。第一信号分布即是与阈值线进行比较之后剩余的第一回波信号,第二信号分布即是与阈值线进行比较之后剩余的第二回波信号。
具体地,当将第一回波信号和第二回波信号的叠加信号去除之后,将第一回波信号与预设的阈值线进行比对,高于阈值线的第一回波信号保留,被保留的第一回波信号即为第一信号分布。同样的,将第二回波信号阈值线进行比对,高于阈值线的第二回波信号保留,被保留的第二回波信号即为第二信号分布。
步骤S206,根据第一信号分布和第二信号分布,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征。
其中,回波信号特征包括最强信号幅值以及对应的时间点、信号块宽度和超阈值点数。具体地,当获取到第一信号分布和第二信号分布后,从第一信号分布中获取最强信号幅值以及对应的时间点,信号块宽度作为第一回波信号的第一回波信号特征。从第二信号分布中获取最强信号幅值以及对应的时间点,信号块宽度作为第二回波信号的第二回波信号特征。在本实施例中,将获取到的回波信号去除叠加信号并与阈值线进行比对得到信号分布,确保获取有效的回波信号。
在一个实施例中,根据第一信号分布和第二信号分布,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征,具体包括:分割第一信号分布和第二信号分布,得到至少一个第一信号块和至少一个第二信号块;从第一信号块中获取第一回波信号特征,以及从第二信号块中获取第二回波信号特征。
其中,信号块是指有效障碍物信号分布,即第一信号块是指第一回波信号中有效障碍物信号分布,第二信号块即为第二回波信号中有效障碍物信号分布。
具体地,确定信号分布之后,根据信号的波形峰值分割得到对应的信号块。即,依据信号分布上第一个超过阈值线上阈值点的点作为起始,到连续一个波长周期宽度不超过预设阈值的区域为一个有效的信号块。应当理解,信号块的数量为至少一个,即将第一信号分布进行分割后能够得到一个或一个以上的第一信号块,同理,将第二信号分布进行分割后能得到一个或一个以上的第二信号块。然后,从得到的信号块中获取对应的特征点,得到的特征点作为对应的回波信号的信号特征。即,第一信号块中的特征点为第一回波信号特征,第二信号块中的特征点为第二回波信号特征。其中,特征点包括信号块的信号块宽度、超阈值点数、最强信号幅值以及对应的时间轴点,也就是说,回波信号特征包括对应信号块的信号块宽度、超阈值点数、最强信号幅值以及对应的时间轴点。
在一个实施例中,如图3所示,将第一回波信号特征和第二回波信号特征进行匹配,确定第一回波信号是否被干扰,包括以下步骤:
步骤S302,当第二回波信号特征对应的第二信号块的数量不大于第一预设值时,判断第一回波信号特征和第二回波信号特征是否满足预设第一条件。
步骤S304,在第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件时,确定第一回波信号未被干扰。
其中,第一预设值为根据实际经验设定的值,可根据实际经验进行设定。在本实施例中,第一预设值优选3。而由于回波信号特征是对应的信号块中的特征点,因此回波信号特征有对应的信号块。即第一回波信号特征对应的信号块为第一信号块,第二回波信号特征对应的信号块为第二信号块。预设第一条件为预先设定的规则。
具体地,而当第二回波信号特征对应的第二信号块的数量不大于第一预设值时,获取第一预设条件,根据第一条件判断第一回波信号特征和第二回波信号特征是否满足预设的第一条件。其中,假设第一预设值为3,则当第二信号块的数量小于等于3时,获取预设第一条件。根据获取的预设第一条件判断第一回波信号特征和第二回波信号特征是否满足该第一条件,若满足,则表示第一回波信号特征和第二回波信号特征相匹配,第二回波信号不是干扰信号,所以确定第一回波信号无干扰。反之,第一回波信号特征和第二回波信号特征不满足预设第一条件,则表示第一回波信号特征和第二回波信号特征不匹配,第二回波信号可能为干扰信号,所以确定第一回波信号受到干扰。
在另一个实施例中,如图4所示,将第一回波信号特征和第二回波信号特征进行匹配,确定第一回波信号是否被干扰,包括以下步骤:
步骤S402,当第二回波信号特征对应的第二信号块的数量大于第一预设值时,判断第一回波信号特征和第二回波信号特征的是否满足预设第一条件和预设第二条件。
步骤S404,在第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件且满足预设第二条件时,确定第一回波信号未被干扰。
具体地,即当第二回波信号特征对应的第二信号块的数量大于第一预设值时,则获取预设的第一条件和第二条件,根据第一条件和第二条件判断第一回波信号特征和第二回波信号特征是否满足预设的第一条件和预设第二条件,只有同时满足第一条件和第二条件,则表示第一回波信号特征点和第二回波信号特征点相匹配,第二回波信号不是干扰信号,从而确定第一回波信号无干扰。反之,若不满足第一条件和第二条件中的至少一个时,则表示第二回波信号不是干扰信号,从而确定第一回波信号无干扰。
在一个实施例中,判断第一回波信号特征和第二回波信号特征的是否满足预设第一条件,具体包括:根据预设第一条件从第一回波信号特征和第二回波信号特征中分别获取第一匹配特征和第二匹配特征;将第一匹配特征与第二匹配特征进行比较,若得到的比较结果满足预设第一条件,则确定第一回波信号特征和所述第二回波信号特征满足预设第一条件。
其中,第一匹配特征是从第一回波信号特征中获取的部分特征点,第二匹配特征点是从第二回波信号中获取的部分特征点。部分特征点包括特征点中宽度最大的信号块宽度、幅值最大的最强信号幅值以及超阈值点数,超阈值点数可以理解为超过阈值线上阈值点的总数。即,从多个信号块对应的信号块宽度中选择信号块宽度最大的信号块宽度,从多个信号块对应的最强信号幅值中选择幅值最大的最强信号幅值,以及多个信号块超阈值点的总数。
具体地,从第一回波信号特征中获取宽度最大的信号块宽度为第一信号块宽度、幅值最大的最强信号幅值作为第一最强信号幅值、以及获取第一信号块的超阈值点数作为第一超阈值点数,即第一匹配特征包括第一信号块宽度、第一最强信号幅值和第一超阈值点数。从第二回波信号特征中获取宽度最大的信号块宽度作为第二信号块宽度、幅值最大的最强信号幅值作为第二最强信号幅值,以及获取第二信号块的超阈值点数作为第二超阈值点数,即第二匹配特征包括第二信号块宽度、第二最强信号幅值和第二超阈值点数。将第一匹配特征与第二匹配特征进行比较,根据得到比较结果确定是否满足预设第一条件。
在一个实施例中,将第一匹配特征与第二匹配特征进行比较,根据得到比较结果确定是否满足预设第一条件,具体包括:将第一信号块宽度、第一最强信号幅值以及第一超阈值点数与第二信号块宽度、第二最强信号幅值以及第二超阈值点数进行比较。即,将第一信号宽度与第二信号宽度比较,第一最强信号幅值与第二最强信号幅值进行比较,第一超阈值点数与第二超阈值点数进行比较。若第一信号块宽度大于第二信号块宽度、且第一最强信号幅值大于第二最强信号幅值、且第一超阈值点数大于第二超阈值点数的3倍,则确定第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件。其中,3倍为根据实际试验经验值设定。
在一个实施例中,判断第一回波信号特征和第二回波信号特征的是否满足预设第二条件,具体包括:根据预设第二条件从第一回波信号特征中获取幅值最大的第一最强信号幅值以及对应的时间轴点;当第一最强信号幅值以及对应的时间轴点满足第二预设值,以及第二回波信号特征成等比例分布,则确定第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第二条件。
具体地,从第一回波信号特征中获取幅值最大的第一最强信号幅值,以及幅值最大的第一最强信号幅值对应的时间轴点。将第一最强信号幅值以及对应的时间轴点与第二预设值比较,第二预设值包括预设的幅值阈值和距离阈值。在本实施例中,第二预设值中的幅值阈值为7.5V,距离阈值为0.5m。即,当第一最强信号幅值大于幅值阈值,以及由于时间轴点上的时间点和距离成正比关系,因此根据时间轴点可以得到对应的距离,即时间轴点对应的距离小于距离阈值时,则表示第一最强信号幅值以及对应的时间轴点满足第二预设值。并且,同时判断第二回波信号特征是否成等比例分布,即第二回波信号特征中的特征点,即各个第二信号块的最强信号幅值在时间轴上是否成等比例分布,成等比例分布即表示信号呈逐渐衰减的势态。也就是说,当第一最强信号幅值以及对应的时间轴点满足第二预设值以及第二回波信号特征中的特征点成等比例分布时,表示第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第二条件。
在一个实施例中,如图5所示,以一个具体的实施例对雷达测距方法进行说明,当超声波雷达接收到测距指令后,通过选择对应的雷达通路并对雷达通路进行初始化,并且对雷达硬件进行偏置检测得到硬件的偏置电压后,调制并发送超声波,同时启动回波监测任务开启第一次计时,当第一次计时达到检测时间后,接收第一回波信号分布。通过对第一回波信号进行信号分析,得到对应的第一回波信号特征。然后,重新初始化雷达通路,利用回波监测任务启动第二次计时,当第二次计时时间达到检测时间后,接收第二回波信号。同样的,对第二回波信号进行信号分析,得到第二回波信号的第二回波信号特征点。最后,获取到第一回波信号特征和第二回波信号特征之后,进入特征点校验处理,即将第一回波信号特征和第二回波信号特征进行匹配,确定第一回波信号是否被收到干扰。第一回波信号即为雷达测距的测距结果,即确定测距得到的数据是否有效。第一回波信号未被受到干扰,则确定测距结果有效后,根据距离计算公式计算测距得到的距离。其中,为保证数据的稳定,将测距得到数据进行滤波处理从而得到最终的结果。滤波方法包括但不限于中位值平均滤波法、递推平均滤波法、限幅滤波法或者组合使用中位值平均滤波法、递推平均滤波法、限幅滤波法。
进一步的,参考图6,第一回波信号表示为第一次回波接收到的信号,第二回波信号表示为第二次回波接收到的信号。当接收到第一回波信号和第二回波信号后,回波信号具体处理包括:首先,分别进行信号偏置预处理,即去除第一回波信号和第二回波信号中叠加的偏置电压。其次,分别进行回波阈值滤除,即与预设的阈值线进行比对,获取对应的第一信号分布和第二信号分布。然后,分别进行障碍物信号分割和特征点获取,即分别对第一信号分布和第二信号分布进行分割,得到多个对应的第一信号块和第二信号块。并且,从第一信号块中和第二信号块中获取对应的特征点,即第一回波信号特征和第二回波信号特征。最后,对特征点进行分析匹配,最终判断第一回波信号是否被干扰,即测距得到的数据是否有效。
在一个实施例中,参考图7,提供一种回波的示意图,回波示意图中包括阈值线、偏置电压。具体地,将得到的回波信号对应的波形与偏置电压和阈值线进行比对,去除叠加信号即将小于偏置电压的波形去除,以及去除偏置电压后与阈值线进行比对即将低于阈值线的波形部分去除,得到对应的信号分布。将得到信号分布进行分割,得到对应的信号块,每个信号块中的信号块波宽、最强信号幅值以及对应的时间轴点即为对应的回波信号的特征点。
应该理解的是,虽然图1-4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图1-4中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中,如图8所示,提供了一种雷达测距装置,包括:A模块、B模块和C模块,其中:
发射模块802,用于初始化雷达通路后发射超声波,并启动回波监测任务。
接收模块804,用于利用回波监测任务获取超声波的第一回波信号和第二回波信号。
分析模块806,用于对第一回波信号和第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征。
匹配模块808,用于将第一回波信号特征和第二回波信号特征进行特征匹配,确定第一回波信号是否被干扰。
计算模块810,用于当确定第一回波信号未被干扰时,根据第一回波信号计算障碍物距离。
在一个实施例中,接收模块804还用于回波监测任务启动第一次计时;当第一次计时时间到达检测时间时,接收超声波的第一回波信号;重新初始化雷达通路,并启动第二次计时;当第二次计时时间到达检测时间时,接收超声波的第二回波信号。
在一个实施例中,分析模块806还用于分别去除第一回波信号和第二回波信号的叠加信号;将去除叠加信号的第一回波信号与阈值线进行比对,得到第一信号分布,以及将去除叠加信号的第二回波信号与阈值线进行比对,得到第二信号分布;根据第一信号分布和所述第二信号分布,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征。
在一个实施例中,分析模块806还用于分割第一信号分布和第二信号分布,得到至少一个第一信号块和至少一个第二信号块;从第一信号块中获取第一回波信号特征,以及从第二信号块中获取第二回波信号特征。
在一个实施例中,匹配模块808还用于当第二回波信号特征对应的第二信号块的数量不大于第一预设值时,判断第一回波信号特征和第二回波信号特征是否满足预设第一条件;在第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件时,确定第一回波信号未被干扰。
在一个实施例中,匹配模块808还用于当第二回波信号特征对应的第二信号块的数量大于第一预设值时,判断第一回波信号特征和第二回波信号特征是否满足预设第一条件和预设第二条件;在第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件且满足预设第二条件时,确定第一回波信号未被干扰。
在一个实施例中,匹配模块808还用于根据预设第一条件从第一回波信号特征和第二回波信号特征中分别获取第一匹配特征和第二匹配特征;将第一匹配特征与第二匹配特征进行比较,若得到的比较结果满足预设第一条件,则确定第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件。
在一个实施例中,匹配模块808还用于将第一信号块宽度、第一最强信号幅值以及第一超阈值点数与第二信号块宽度、第二最强信号幅值以及第二超阈值点数进行比较;若第一信号块宽度大于第二信号块宽度、且第一最强信号幅值大于第二最强信号幅值、且第一超阈值点数大于第二超阈值点数的3倍,则确定第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件。
在一个实施例中,匹配模块808还用于根据预设第二条件从第一回波信号特征中获取幅值最大的第一最强信号幅值以及对应的时间轴点;当第一最强信号幅值以及对应的时间轴点满足第二预设值,以及第二回波信号特征成等比例分布,则确定第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第二条件。
关于雷达测距装置的具体限定可以参见上文中对于雷达测距方法的限定,在此不再赘述。上述雷达测距装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是服务器,其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种雷达测距方法。
本领域技术人员可以理解,图9中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现以下步骤:
初始化雷达通路后发射超声波,并启动回波监测任务;
利用回波监测任务获取超声波的第一回波信号和第二回波信号;
对第一回波信号和第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征;
将第一回波信号特征和第二回波信号特征进行特征匹配,确定第一回波信号是否被干扰;
当确定第一回波信号未被干扰时,根据第一回波信号计算障碍物距离。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
回波监测任务启动第一次计时;当第一次计时时间到达检测时间时,接收超声波的第一回波信号;重新初始化雷达通路,并启动第二次计时;当第二次计时时间到达检测时间时,接收超声波的第二回波信号。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
分别去除第一回波信号和第二回波信号的叠加信号;将去除叠加信号的第一回波信号与阈值线进行比对,得到第一信号分布,以及将去除叠加信号的第二回波信号与阈值线进行比对,得到第二信号分布;分割第一信号分布和第二信号分布,得到至少一个第一信号块和至少一个第二信号块;从第一信号块中获取第一回波信号特征,以及从第二信号块中获取第二回波信号特征。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
当第二回波信号特征对应的第二信号块的数量不大于第一预设值时,判断第一回波信号特征和第二回波信号特征是否满足预设第一条件;在第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件时,确定第一回波信号未被干扰。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
当第二回波信号特征对应的第二信号块的数量大于第一预设值时,判断第一回波信号特征和第二回波信号特征是否满足预设第一条件和预设第二条件;在第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件且满足预设第二条件时,确定第一回波信号未被干扰。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:
根据预设第一条件从第一回波信号特征和第二回波信号特征中分别获取第一匹配特征和第二匹配特征;将第一匹配特征与第二匹配特征进行比较,若得到的比较结果满足预设第一条件,则确定第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:将第一信号块宽度、第一最强信号幅值以及第一超阈值点数与第二信号块宽度、第二最强信号幅值以及第二超阈值点数进行比较;若第一信号块宽度大于第二信号块宽度、且第一最强信号幅值大于第二最强信号幅值、且第一超阈值点数大于第二超阈值点数的3倍,则确定第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:根据预设第二条件从第一回波信号特征中获取幅值最大的第一最强信号幅值以及对应的时间轴点;当第一最强信号幅值以及对应的时间轴点满足第二预设值,以及第二回波信号特征成等比例分布,则确定第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第二条件。
在一个实施例中,处理器执行计算机程序时还实现以下步骤:当第二回波信号为空时,确定第一回波信号未被干扰,根据第一回波信号计算障碍物距离。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
初始化雷达通路后发射超声波,并启动回波监测任务;
利用回波监测任务获取超声波的第一回波信号和第二回波信号;
对第一回波信号和第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征;
将第一回波信号特征和第二回波信号特征进行特征匹配,确定第一回波信号是否被干扰;
当确定第一回波信号未被干扰时,根据第一回波信号计算障碍物距离。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
回波监测任务启动第一次计时;当第一次计时时间到达检测时间时,接收超声波的第一回波信号;重新初始化雷达通路,并启动第二次计时;当第二次计时时间到达检测时间时,接收超声波的第二回波信号。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
分别去除第一回波信号和第二回波信号的叠加信号;将去除叠加信号的第一回波信号与阈值线进行比对,得到第一信号分布,以及将去除叠加信号的第二回波信号与阈值线进行比对,得到第二信号分布;分割第一信号分布和第二信号分布,得到至少一个第一信号块和至少一个第二信号块;从第一信号块中获取第一回波信号特征,以及从第二信号块中获取第二回波信号特征。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:当第二回波信号特征对应的第二信号块的数量不大于第一预设值时,判断第一回波信号特征和第二回波信号特征是否满足预设第一条件;在第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件时,确定第一回波信号未被干扰。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
当第二回波信号特征对应的第二信号块的数量大于第一预设值时,判断第一回波信号特征和第二回波信号特征是否满足预设第一条件和预设第二条件;在第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件且满足预设第二条件时,确定第一回波信号未被干扰。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
根据预设第一条件从第一回波信号特征和第二回波信号特征中分别获取第一匹配特征和第二匹配特征;将第一匹配特征与第二匹配特征进行比较,若得到的比较结果满足预设第一条件,则确定第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
将第一信号块宽度、第一最强信号幅值以及第一超阈值点数与第二信号块宽度、第二最强信号幅值以及第二超阈值点数进行比较;若第一信号块宽度大于第二信号块宽度、且第一最强信号幅值大于第二最强信号幅值、且第一超阈值点数大于第二超阈值点数的3倍,则确定第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第一条件。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
根据预设第二条件从第一回波信号特征中获取幅值最大的第一最强信号幅值以及对应的时间轴点;当第一最强信号幅值以及对应的时间轴点满足第二预设值,以及第二回波信号特征成等比例分布,则确定第一回波信号特征和第二回波信号特征满足预设第二条件。
在一个实施例中,计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤:
当第二回波信号为空时,确定第一回波信号未被干扰,根据第一回波信号计算障碍物距离。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种雷达测距方法,所述方法包括:
初始化雷达通路后发射超声波,并启动回波监测任务;
利用所述回波监测任务获取所述超声波的第一回波信号和第二回波信号;
对所述第一回波信号和所述第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征;
将所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征进行匹配,当所述第二回波信号特征对应的第二信号块的数量大于第一预设值时,根据所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征是否满足预设第一条件和预设第二条件,确定第一回波信号是否被干扰,所述第一预设第一条件为所述第一回波信号特征对应的宽度最大的第一信号块宽度、幅值最大的第一最强信号幅值以及第一超阈值点数,第二回波信号特征对应的宽度最大的第二信号块宽度、幅值最大的第二最强信号幅值以及第二超阈值点数需满足的条件;
所述预设第二条件为所述第一回波信号特征的第一最强信号幅值以及对应的时间轴点、所述第二回波信号特征中的特征点需满足的条件;
当确定所述第一回波信号未被干扰时,根据所述第一回波信号计算障碍物距离;
判断所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征是否满足预设第二条件,包括:
根据预设第二条件从所述第一回波信号特征中获取幅值最大的第一最强信号幅值以及对应的时间轴点;
当所述第一最强信号幅值以及对应的时间轴点满足第二预设值,以及所述第二回波信号特征成等比例分布,则确定所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征满足所述预设第二条件。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述回波监测任务获取所述超声波的第一回波信号和第二回波信号,包括:
所述回波监测任务启动第一次计时;
当所述第一次计时时间到达检测时间时,接收所述超声波的第一回波信号;
重新初始化所述雷达通路,并启动第二次计时;
当所述第二次计时时间到达检测时间时,接收所述超声波的第二回波信号。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述第一回波信号和所述第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征,包括:
分别去除所述第一回波信号和所述第二回波信号的叠加信号;
将去除叠加信号的第一回波信号与阈值线进行比对,得到第一信号分布,以及将去除叠加信号的第二回波信号与阈值线进行比对,得到第二信号分布;
分割所述第一信号分布和所述第二信号分布,得到至少一个第一信号块和至少一个第二信号块;
从所述第一信号块中获取第一回波信号特征,以及从所述第二信号块中获取第二回波信号特征。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征进行匹配,确定第一回波信号是否被干扰,包括:
当所述第二回波信号特征对应的第二信号块的数量不大于第一预设值时,判断所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征是否满足预设第一条件;
在所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征满足预设第一条件时,确定所述第一回波信号未被干扰。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征是否满足预设第一条件和预设第二条件,确定第一回波信号是否被干扰,包括:
在所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征满足预设第一条件且满足预设第二条件时,确定所述第一回波信号未被干扰。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述第一回波信号特征与所述第二回波信号特征进行比较,若得到的比较结果满足预设第一条件,则确定所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征满足预设第一条件,包括:
将所述第一信号块宽度、第一最强信号幅值以及第一超阈值点数与所述第二信号块宽度、第二最强信号幅值以及第二超阈值点数进行比较;
若所述第一信号块宽度大于所述第二信号块宽度、且所述第一最强信号幅值大于所述第二最强信号幅值、且所述第一超阈值点数大于所述第二超阈值点数的3倍,则确定所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征满足预设第一条件。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述初始化雷达通路之前,包括:
响应于雷达测距指令,选择至少一条雷达通路。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述第二回波信号为空时,确定所述第一回波信号未被干扰,根据所述第一回波信号计算障碍物距离。
9.一种雷达测距装置,其特征在于,所述装置包括:
发射模块,用于初始化雷达通路后发射超声波,并启动回波监测任务;
接收模块,用于利用所述回波监测任务获取所述超声波的第一回波信号和第二回波信号;
分析模块,用于对所述第一回波信号和所述第二回波信号进行分析,得到第一回波信号特征和第二回波信号特征;
匹配模块,用于将所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征进行特征匹配,当所述第二回波信号特征对应的第二信号块的数量大于第一预设值时,根据所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征是否满足预设第一条件和预设第二条件,确定第一回波信号是否被干扰,其中,当根据预设第二条件从所述第一回波信号特征中获取幅值最大的第一最强信号幅值以及对应的时间轴点;当所述第一最强信号幅值以及对应的时间轴点满足第二预设值,以及所述第二回波信号特征成等比例分布,则确定所述第一回波信号特征和所述第二回波信号特征满足所述预设第二条件,所述第一预设第一条件为所述第一回波信号特征对应的宽度最大的第一信号块宽度、幅值最大的第一最强信号幅值以及第一超阈值点数,第二回波信号特征对应的宽度最大的第二信号块宽度、幅值最大的第二最强信号幅值以及第二超阈值点数需满足的条件;所述预设第二条件为所述第一回波信号特征的第一最强信号幅值以及对应的时间轴点、所述第二回波信号特征中的特征点需满足的条件;
计算模块,用于当确定所述第一回波信号未被干扰时,根据所述第一回波信号计算障碍物距离。
10.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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