CN110596655B - 一种基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法 - Google Patents

一种基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110596655B
CN110596655B CN201910991705.7A CN201910991705A CN110596655B CN 110596655 B CN110596655 B CN 110596655B CN 201910991705 A CN201910991705 A CN 201910991705A CN 110596655 B CN110596655 B CN 110596655B
Authority
CN
China
Prior art keywords
target
velocity
carrier frequency
speed
radar
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
CN201910991705.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110596655A (zh
Inventor
刘吉祥
刘征东
农绍辉
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.)
Lisheng Intelligent Technology Chengdu Co ltd
Original Assignee
Lisheng Intelligent Technology Chengdu Co ltd
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 Lisheng Intelligent Technology Chengdu Co ltd filed Critical Lisheng Intelligent Technology Chengdu Co ltd
Priority to CN201910991705.7A priority Critical patent/CN110596655B/zh
Publication of CN110596655A publication Critical patent/CN110596655A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110596655B publication Critical patent/CN110596655B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • G01S7/36—Means for anti-jamming, e.g. ECCM, i.e. electronic counter-counter measures
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法，所述雷达的载频为f0，f1，脉冲重复周期为TPRF，chirp数目为N，每个chirp采样点数为M，相参处理间隔TCPI＝NTPRF，通过对多目标进行速度解模糊方法实现各目标真实速度计算。本方法采用多载频降低了雷达间的相互干扰，其次本方法不需要对所有回波信号进行恒虚警检测和配对步骤降低了计算复杂度并且提高了计算正确率。

Description

一种基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法
技术领域
本发明属于雷达测量领域，尤其涉及一种基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法。
背景技术
随着技术和经济的发展，智能安防系统和汽车辅助驾驶系统越来越成为人们的必需品。毫米波雷达在这两个领域中有着可测距，测速，测角，可全天候工作的突出优势，成为这两个领域中不可或缺的一部分。
但是如何在保证高测速精度，高测速分辨率的同时还能保持高测速范围成为了一个难题。
传统的基于中国余数定理的速度解模糊方法存在计算复杂度高，多目标计算正确率低的缺点。传统的基于多脉冲重复周期的速度解模糊方法存在雷达数目多的时候互相干扰强的缺点。
发明内容
本发明的目的在于，为了克服现有技术问题提出了一种基于多载频的速度解模糊方法。本方法采用多载频降低了雷达间的相互干扰，其次本方法不需要对所有回波信号进行恒虚警检测和配对步骤降低了计算复杂度并且提高了计算正确率。
本发明目的通过下述技术方案来实现：
一种基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法，所述雷达的载频为f0，f1，脉冲重复周期为TPRF，chirp数目为N，每个chirp采样点数为M，相参处理间隔TCPI＝NTPRF，其特征在于，所述多目标速度解模糊方法至少包括：S6：对各目标进行速度解模糊，包括：
S61：分别计算各目标的视在速度，任一目标的视在速度表示为：
Figure BDA0002238513260000011
其中，c为光速，DopplerIdx为恒虚警检测得到的速度Index；
S62：基于步骤S61获得的目标视在速度，预测得出该目标实际可能速度为：
Figure BDA0002238513260000021
S63：基于步骤S63获得的目标实际可能速度值，针对每个可能的速度值计算出在载频为f1对应的视在速度：
Figure BDA0002238513260000022
S64：在载频为f1的检测矩阵中找到速度V1(i)对应的信号幅度值Mag(V1(i))，其中，对应的
Figure BDA0002238513260000023
S65：从而基于表达式Vreal＝argmax(Mag(V1(i)))，计算出该目标真实速度值。
根据一个优选的实施方式，所述多目标速度解模糊方法还包括如下步骤：S1：对雷达发射的信号经过目标反射形成的回波下变频处理得到中频信号；S2：对每个chirp的M点的回波信号进行M点快速傅里叶变换处理；S3：对每个距离维进行N点快速傅里叶变换，并取模得到信号幅度值，得到二维的检测矩阵。
根据一个优选的实施方式，所述多目标速度解模糊方法还包括如下步骤：S4：对载频f0的检测矩阵进行恒虚警检测得到K个目标；S5：对步骤S4中得到的K各目标利用快速排序算法按照幅值降序距离升序的方法进行排序。
根据一个优选的实施方式，所述步骤S6还可以是，依次对步骤S5中排序完成的K个目标进行速度解模糊。
前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。
本发明的有益效果：本发明方法采用发射不同载频的线性调频连续波，降低雷达间的干扰；同时，对两种载频的回波信号都进行二维的快速傅里叶变换，但是只对其中一个载频的二维傅里叶变换的结果进行恒虚警检测，不对另一个进行恒虚警检测减小了计算量。
附图说明
图1是本发明雷达发射端发射的线性调频连续波波形示意图。
具体实施方式
下列非限制性实施例用于说明本发明。
实施例1：
本发明公开了一种基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法，如图1所示，所述雷达的载频为f0，f1。通过发射不同载频的线性调频连续波，实现了降低雷达间干扰的功能。
优选地，雷达信号脉冲重复周期为TPRF，chirp数目为N，每个chirp采样点数为M，相参处理间隔TCPI＝NTPRF。
优选地，所述基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法至少包括：
步骤S1：对雷达发射的信号经过目标反射形成的回波下变频处理得到中频信号。由于一般雷达信号处理器和数模转换模块难以对高频信号进行处理，所以对雷达发射的信号经过目标反射形成的回波下变频处理得到频率远低于原始信号和回波信号频率的中频信号，能够有效降低雷达信号处理器和数模转换模块成本。
步骤S2：对每个chirp的M点的回波信号进行M点快速傅里叶变换处理。得到雷达探测到的目标的距离信息。
优选地，采用快速傅里叶变换算法能使计算离散傅里叶变换所需要的乘法次数大为减少，特别是被变换的抽样点数M越多，FFT算法计算量的节省就越显著。
步骤S3：对每个距离维进行N点快速傅里叶变换，并取模得到信号幅度值，得到二维的检测矩阵。得到目标的距离和对应的速度信息。
优选地，采用快速傅里叶变换算法能使计算离散傅里叶变换所需要的乘法次数大为减少，特别是被变换的抽样点数N越多，FFT算法计算量的节省就越显著。
步骤S4：对载频f0的检测矩阵进行恒虚警检测得到K个目标。
优选地，恒虚警检测是指雷达系统在保持虚警概率恒定条件下对接收机输出的信号与噪声作判别以确定目标信号是否存在的技术。所述恒虚警检测技术包括恒虚警处理技术和目标检测技术两大部分。恒虚警处理技术包括快门限、慢门限处理技术。目标检测包括似然比检测、二进制检测、序贯检测和非参量检测。
通过步骤S1至步骤S4，完成了对两种载频的回波信号都进行二维的快速傅里叶变换，但是只对其中一个载频的二维傅里叶变换的结果进行恒虚警检测，不对另一个进行恒虚警检测减小了计算量。
步骤S5：对步骤S4中得到的K个目标利用快速排序算法按照幅值降序距离升序的方法进行排序。
优选地，所述快速排序算法包括：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。
步骤S6：对各目标进行速度解模糊。进一步地，所述步骤S6还可以是，依次对步骤S5中排序完成的K个目标进行速度解模糊。
优选地，所述步骤S6至少包括如下分步骤：
步骤S61：分别计算各目标的视在速度，任一目标的视在速度表示为：
Figure BDA0002238513260000041
其中，c为光速，DopplerIdx为恒虚警检测得到的速度Index；
步骤S62：基于步骤S61获得的目标视在速度，预测得出该目标实际可能速度为：
Figure BDA0002238513260000042
步骤S63：基于步骤S63获得的目标实际可能速度值，针对每个可能的速度值计算出在载频为f1对应的视在速度：
Figure BDA0002238513260000043
步骤S64：在载频为f1的检测矩阵中找到速度V1(i)对应的信号幅度值Mag(V1(i))，其中，对应的
Figure BDA0002238513260000044
步骤S65：从而基于表达式Vreal＝argmax(Mag(V1(i)))，计算出该目标真实速度值。从而通过在检测矩阵中找到可能的速度对应的信号幅度值，其中信号幅度值最大的对应的速度就是真实速度。
前述本发明基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本发明可采用并要求保护的实施例。本发明方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。本领域技术人员可知有众多组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法，其特征在于，所述雷达的载频为f0，f1，脉冲重复周期为TPRF，chirp数目为N，每个chirp采样点数为M，相参处理间隔TCPI＝NTPRF，所述多目标速度解模糊方法至少包括：
S1：对雷达发射的信号经过目标反射形成的回波下变频处理得到中频信号；
S2：对每个chirp的M点的回波信号进行M点快速傅里叶变换处理；
S3：对每个距离维进行N点快速傅里叶变换，并取模得到信号幅度值，得到二维的检测矩阵；
S4：对载频f0的检测矩阵进行恒虚警检测得到K个目标；
S5：对步骤S4中得到的K个目标利用快速排序算法按照幅值降序距离升序的方法进行排序；
S6：对各目标进行速度解模糊，包括：
S61：分别计算各目标的视在速度，任一目标的视在速度表示为：
Figure FDA0004000661520000011
其中，/>
Figure FDA0004000661520000012
其中，c为光速，DopplerIdx为恒虚警检测得到的速度Index；
S62：基于步骤S61获得的目标视在速度，预测得出该目标实际可能速度为：
Figure FDA0004000661520000013
其中，i＝0,±1,±2；
S63：基于步骤S63获得的目标实际可能速度值，针对每个可能的速度值计算出在载频为f1对应的视在速度：
Figure FDA0004000661520000014
S64：在载频为f1的检测矩阵中利用DopplerIdx1找到速度V1(i)对应的信号幅度值，其中，对应的
Figure FDA0004000661520000015
S65：从而信号幅度值最大时的DopplerIdx1(i)所对应的速度V1(i)即为真实速度值。
2.如权利要求1所述的一种基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法，其特征在于，作为替换地，所述步骤S6是依次对步骤S5中排序完成的K个目标进行速度解模糊。
CN201910991705.7A 2019-10-18 2019-10-18 一种基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法 Active CN110596655B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910991705.7A CN110596655B (zh) 2019-10-18 2019-10-18 一种基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910991705.7A CN110596655B (zh) 2019-10-18 2019-10-18 一种基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110596655A CN110596655A (zh) 2019-12-20
CN110596655B true CN110596655B (zh) 2023-03-28

Family

ID=68850917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910991705.7A Active CN110596655B (zh) 2019-10-18 2019-10-18 一种基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110596655B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2501378A1 (fr) * 1981-03-06 1982-09-10 Dassault Electronique Procede et dispositif pour ameliorer la visibilite doppler d'un radar
EP0277772A2 (en) * 1987-02-05 1988-08-10 Lear Astronics Corporation Doppler radar method and apparatus for measuring a projectile muzzle velocity
EP0863409A1 (fr) * 1997-03-04 1998-09-09 Thomson-Csf Procédé et dispositif de détection radar à modulation de fréquence à onde continue présentant une levée d'ambiguité entre la distance et la vitesse
JP2012042214A (ja) * 2010-08-12 2012-03-01 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置
CN104239683A (zh) * 2014-07-23 2014-12-24 西安空间无线电技术研究所 一种基于改变信号调频率的解距离—速度模糊方法
CN107791887A (zh) * 2017-11-10 2018-03-13 成都富临精工新能源动力有限公司 一种电动汽车坡起辅助控制方法
CN107843892A (zh) * 2017-10-31 2018-03-27 西安电子科技大学 一种基于最小二乘法的高速目标多普勒测速方法
CN110161472A (zh) * 2019-04-29 2019-08-23 东南大学 一种基于信号复用的宽带车载毫米波雷达解速度模糊方法
CN110208786A (zh) * 2019-05-29 2019-09-06 西安空间无线电技术研究所 一种天基雷达二重频解模糊方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2501378A1 (fr) * 1981-03-06 1982-09-10 Dassault Electronique Procede et dispositif pour ameliorer la visibilite doppler d'un radar
EP0277772A2 (en) * 1987-02-05 1988-08-10 Lear Astronics Corporation Doppler radar method and apparatus for measuring a projectile muzzle velocity
EP0863409A1 (fr) * 1997-03-04 1998-09-09 Thomson-Csf Procédé et dispositif de détection radar à modulation de fréquence à onde continue présentant une levée d'ambiguité entre la distance et la vitesse
JP2012042214A (ja) * 2010-08-12 2012-03-01 Mitsubishi Electric Corp レーダ装置
CN104239683A (zh) * 2014-07-23 2014-12-24 西安空间无线电技术研究所 一种基于改变信号调频率的解距离—速度模糊方法
CN107843892A (zh) * 2017-10-31 2018-03-27 西安电子科技大学 一种基于最小二乘法的高速目标多普勒测速方法
CN107791887A (zh) * 2017-11-10 2018-03-13 成都富临精工新能源动力有限公司 一种电动汽车坡起辅助控制方法
CN110161472A (zh) * 2019-04-29 2019-08-23 东南大学 一种基于信号复用的宽带车载毫米波雷达解速度模糊方法
CN110208786A (zh) * 2019-05-29 2019-09-06 西安空间无线电技术研究所 一种天基雷达二重频解模糊方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Resolving Velocity Ambiguity Based on Robust Chinese Remainder Theorem for Multi-Frequency Pulse-to-Pulse Coherent Doppler Sonar";Cheng Chi 等;《OCEANS 2018 MTS/IEEE Charleston》;20181231;1-5 *
"RF LDMOS with excellent robustness for wideband application";Zhengdong Liu 等;《2015 Asia-Pacific Microwave Conference (APMC)》;20151231;1-2 *
"一种优化PD雷达速度模糊和距离模糊的方案";王耀华;《中国新技术新产品》;20180210;15-16 *
"机载雷达的三种脉冲重复频率";F.C.Williams 等;《电讯技术》;19840629;39-44 *
"雷达信号检测与解距离模糊技术的研究与实现";潘雪梅;《中国优秀硕士论文全文数据库》;20160315;全文 *
"雷达机动目标长时间积累信号处理算法研究";田静;《中国博士论文电子数据库》;20150715;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110596655A (zh) 2019-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111352102B (zh) 一种基于调频连续波雷达的多目标个数检测方法及装置
CN110646773B (zh) 一种基于汽车毫米波雷达的弱目标检测方法、跟踪方法及系统
WO2021134449A1 (zh) 一种强杂波下fmcw阵列雷达运动多目标弱信号检测方法、装置、计算机设备及存储介质
CN110907929B (zh) 一种基于双门限检测的车载雷达目标检测方法及装置
CN112731307B (zh) 基于距离-角度联合估计的ratm-cfar检测器及检测方法
CN106291516B (zh) 一种声呐应答式干扰的剔除方法
CN113504522B (zh) 一种基于发射天线随机切换的时空解耦与超分辨测角方法
CN109932695A (zh) 一种提高目标物识别速度的方法及装置
CN114609626A (zh) 一种车载毫米波雷达多目标检测方法
CN111273248B (zh) 一种基于相位补偿的解速度模糊方法
WO2023030556A2 (zh) 噪底估计值的确定方法、目标检测方法及装置、电子设备
KR20200071289A (ko) Fmcw 레이다의 신호를 활용하여 표적의 형상을 추정하는 장치 및 그 방법
CN115061113B (zh) 用于雷达的目标检测模型训练方法、装置及存储介质
CN113009441A (zh) 一种雷达运动反射面多径目标的识别方法及装置
Enggar et al. Performance comparison of various windowing On FMCW radar signal processing
CN113376611A (zh) 基于雷达天线阵元的微动目标运动参数检测方法
CN110632586B (zh) 一种基于快速fmcw雷达的道路车辆低运算量监测方法
CN110596655B (zh) 一种基于多载频的雷达多目标速度解模糊方法
TW202030496A (zh) 訊號處理方法
CN111638508B (zh) 一种用于高效速度解模糊的汽车毫米波雷达波形设计方法
CN110082748B (zh) 一种无源雷达目标检测方法及装置
CN110907930A (zh) 一种基于角度估计的车载雷达目标检测估计方法及装置
CN112083405A (zh) 一种基于混合波形的目标检测方法及相关装置
CN116699590B (zh) 一种基于5.8g微波雷达的fmcw多目标测距方法和系统
CN114460587B (zh) 一种主动声呐全景接触目标快速辨识方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 611730 No.9 Dayu East Road, Deyuan town (Jingrong town), Pidu District, Chengdu City, Sichuan Province

Applicant after: Fulin pusaixing (Chengdu) Technology Co.,Ltd.

Address before: 611730 No.9 Dayu East Road, Deyuan town (Jingrong town), Pidu District, Chengdu City, Sichuan Province

Applicant before: Fulin Seiko advanced sensor technology (Chengdu) Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210518

Address after: Room 409 and 410, 898 Baicao Road, high tech Zone, Chengdu, Sichuan 610000

Applicant after: Lisheng Intelligent Technology (Chengdu) Co.,Ltd.

Address before: 611730 No.9 Dayu East Road, Deyuan town (Jingrong town), Pidu District, Chengdu City, Sichuan Province

Applicant before: Fulin pusaixing (Chengdu) Technology Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant