CN111521975B - 一种目标物探测方法及对应的探测装置 - Google Patents

一种目标物探测方法及对应的探测装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及无线通信以及自动驾驶/智能驾驶领域，可解决现有技术中由于雷达，例如协同式雷达，之间的互干扰造成的目标物探测结果准确率低等问题。本申请的方案通过实现每一个探测装置在可以避免互干扰的频带内发射无线电信号来避免或者降低任一个探测装置的发射信号或相关信号对其他探测装置确定目标物造成的干扰。通过根据确定的阈值来划分频带或者频域栅格，允许各个频带或栅格间部分重叠，有效利用频率资源，以较低的频率资源实现较高的抗干扰性能，还可支持更多数目的雷达通信。进一步提升汽车的自动驾驶或高级驾驶辅助系统ADAS能力，可应用于车联网，例如车辆外联V2X、车间通信长期演进技术LTE‑V、车辆‑车辆V2V等。

Description

一种目标物探测方法及对应的探测装置
技术领域
本申请实施例涉及无线通信领域，尤其涉及一种利用无线电进行目标物探测方法及对应的探测装置。
背景技术
随着社会的发展，现代生活中越来越多的机器向自动化、智能化发展，移动出行用的汽车也不例外，智能汽车正在逐步进入人们的日常生活中。近些年，高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistant System，ADAS)在智能汽车中发挥着十分重要的作用，该系统利用安装在车上的各式各样传感器，在汽车行驶过程中感应周围的环境、收集数据，进行静止、移动物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航仪地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。
在无人驾驶架构中，传感层包括车载摄像头等视觉系传感器和车载毫米波雷达、车载激光雷达和车载超声波雷达等雷达系传感器。毫米波雷达由于成本较低、技术比较成熟率先成为无人驾驶系统主力传感器。目前ADAS已开发出十多项功能，其中自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC)、自动紧急制动(Autonomous Emergency Braking，AEB)、变道辅助(Lance Change Assist，LCA)、盲点监测(Blind Spot Monitoring，BSD)都离不开车载毫米波雷达。毫米波是指波长介于1-10mm的电磁波，所对应的频率范围为30-300GHz。在这个频段，毫米波相关的特性非常适合应用于车载领域。例如，带宽大，频域资源丰富，天线副瓣低，有利于实现成像或准成像；波长短，雷达设备体积和天线口径得以减小，重量减轻；波束窄，在相同天线尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄得多，雷达分辨率高；穿透强，相比于激光雷达和光学系统，更加具有穿透烟、灰尘和雾的能力，可全天候工作。
随着车载雷达的广泛使用，车载雷达所在的车辆之间的互干扰越来越严重。由于互干扰会降低车载雷达检测概率或提升其虚警(Ghost)概率，对车辆行驶安全或舒适性造成不可忽视的影响。在这种前提下，如何降低车载雷达之间的干扰是亟需解决的一个技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种探测方法，探测装置及系统，能够降低探测装置之间的干扰。
为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种利用无线电信号进行目标物探测方法，该方法应用于第一探测装置，该方法包括：确定第一频带，该第一频带为N个频带中的一个；和在该第一频带内发射无线电信号；其中，N个频带中的任一个频带与其它N-1个频带中的至少一个频带部分重叠。
本申请提供的方法提升了汽车的自动驾驶或高级驾驶辅助系统ADAS能力，可以应用于车联网，例如车辆外联(Vehicle to Everything，V2X)、车间通信长期演进技术(LongTerm Evolution-Vehicle，LTE-V)、车辆-车辆(Vehicle-to-Vehicle，V2V)等。
具体的，所述N个频带可以是预先设置或者定义的。例如通过设置或者定义N个频带的频域间隔、带宽等来设置或者定义所述N个频带。其中，所述频域间隔可以是通过N个频带中至少两个频带的最低频域位置、最高频域位置、中心频域位置的至少一个的频域间隔来指示的。具体不做限定，以能明确所述N个频带中的至少两个频带的频域间隔为准。
上述第一方面提供的技术方案，每一个探测装置通过在确定好的可以避免互干扰的频带内发射无线电信号来避免任一个探测装置的发射信号或相关信号对其他探测装置确定目标物造成的干扰。通过各个频带间的部分重叠，可以避免将多个探测装置的扫频频带完全在频域上分开而造成的频域资源浪费，可以有效利用频率资源，以较低的频率资源代价实现较高的抗干扰性能，同时又可以支持更多数目的雷达通信。
在一种可能的实现方式中，N个频带中任两个频带的最低频率的差值的绝对值不小于第一阈值F，其中，所述N为正整数。通过根据第一阈值F确定发射频带，可以支持多个探测装置在确定好的频带上互不干扰的发射无线电信号，且避免任一个探测装置的发射信号或相关信号对其他探测装置确定目标物造成干扰，实现各个目标物体的精准探测。。
在一种可能的实现方式中，N个频带中除第一频带之外的任一个频带的最低频率与该第一频带的最低频率之间的差值的绝对值为第一阈值F的正整数倍。通过这样的方式，可以支持多个探测装置在确定好的频带上互不干扰的发射无线电信号，且避免任一个探测装置的发射信号或相关信号对其他探测装置确定目标物造成干扰，实现各个目标物体的精准探测。
在一种可能的实现方式中，N个频带可以包括第二频带和第三频带，该第二频带与第三频带的最低频率的差值的绝对值不小于第一阈值F，该第二频带的带宽与该第三频带的带宽不同。通过根据第一阈值F进行频带的划分，使得每一个探测装置通过在确定好的频带内发射无线电信号来避免任一个探测装置的发射信号或相关信号对其他探测装置确定目标物造成的干扰。
在一种可能的实现方式中，该第二频带为第二频带子集中的频带，第三频带为第三频带子集中的频带，该第二频带子集中任一个频带的带宽为第二带宽，该第三频带子集中任一个频带的带宽为第三带宽，第二带宽不同于所述第三带宽，该第二频带子集和第三频带子集为所述N个频带的子集。通过这样的方式，可以实现在存在多种不同类型雷达的情况下，频带设置更加全面、兼容性更强，仍然支持互不干扰的目标物体探测。
在一种可能的实现方式中，所述第一阈值F的取值根据以下至少一项确定：第二探测装置为干扰源时，第一探测装置的最大干扰容忍距离；第一探测装置的无线电信号的扫频带宽；第一探测装置的最大测距距离；第一探测装置的无线电信号的发射周期；第一探测装置为干扰源时，第二探测装置的最大干扰容忍距离；第二探测装置的无线电信号的扫频带宽；第二探测装置的最大测距距离；第二探测装置的无线电信号的发射周期。通过根据第一探测装置和第二探测装置的发射信号属性确定第一阈值F，可以实现根据第一阈值F确定发射频带，来避免任一个探测装置的发射信号或相关信号对另一个探测装置确定目标物造成的干扰。
在一种可能的实现方式中，所述第一阈值F的取值满足以下公式：F＝max(|Δf1|,|Δf2|,|Δf|3,|Δf4|)+σ；其中，
Figure BDA0001966718190000021
Figure BDA0001966718190000022
Figure BDA0001966718190000023
其中，Bi为第一探测装置的无线电信号的扫频带宽，Bj为第二探测装置的无线电信号的扫频带宽，Bi＞Bj，
Figure BDA0001966718190000024
为以第二探测装置为干扰源时，第一探测装置的最大干扰容忍距离，Δτ为发射定时误差，
Figure BDA0001966718190000025
为第一探测装置的最大测距距离，
Figure BDA0001966718190000026
为以第一探测装置为干扰源时，第二探测装置的最大干扰容忍距离，
Figure BDA0001966718190000027
为第二探测装置的最大测距距离，c为光速，Tci为第一探测装置的无线电信号的发射周期，Tcj为第二探测装置的无线电信号的发射周期，σ为预定义常量或预配置常量。通过根据第一探测装置和第二探测装置的发射信号属性采用上述计算方法确定第一阈值F，可以实现根据第一阈值F确定发射频带，来避免任一个探测装置的发射信号或相关信号对另一个探测装置确定目标物造成的干扰。
在一种可能的实现方式中，该第一频带为第一频带子集中的频带，该第一频带子集为N个频带的子集，其中：该第一频带子集中任两个频带的最低频率之间的差值的绝对值为第二阈值F’的正整数倍；其中，该第一频带子集对应于第一探测装置，以及，该第一频带子集为第二频带子集和第三频带子集中的一个。通过这样的方式，可以实现对应于相同或不同类型雷达的扫频频带，在存在多种类型雷达的情况下，频带设置更加全面、兼容性更强。
在一种可能的实现方式中，所述第二阈值F’大于或等于所无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围F1；其中，所述F’和F1满足：F’＝F1+σ；σ为预定义常量或预配置常量，σ≥0。通过将误差因子考虑到第二阈值F’的计算结果中，可以避免一些可能存在的误差导致的干扰。
在一种可能的实现方式中，所述第一时间长度T1的值满足以下中的一个：
Figure BDA0001966718190000031
Figure BDA0001966718190000032
Figure BDA0001966718190000033
Figure BDA0001966718190000034
其中，
Figure BDA0001966718190000035
为第一探测装置的最大探测距离，Δτ为发射定时时刻误差，
Figure BDA0001966718190000036
为第一探测装置的最大干扰容忍距离，c为光速，M为大于或等于2的整数。根据探测装置本身的能力，例如是否能够区分正负中频、最大探测距离所带来的时延等，或其它可能引起较大干扰的时延，例如干扰最大容忍距离、发射定时时刻误差等来确定T1，进而依据T1可以确定F’。这里的最大干扰容忍距离是以与第一探测装置属性或参数相同的其它第一探测装置为干扰源时，所述第一探测装置的最大干扰容忍距离。由于无需考虑其它不同属性或参数的探测装置，为阐述方便，这里直接称为第一探测装置的最大干扰容忍距离。具体的，上述属性或参数具体可以包括以下中的至少一个：探测装置(作为干扰源的探测装置)无线电信号的发射功率，探测装置(当前探测装置)接收机的灵敏度。或者说，第一探测装置的最大干扰容忍距离考虑的是相同属性或参数的探测装置，所述作为干扰源的探测装置与当前探测装置的属性或参数相同。上述属性或参数还可以为与探测装置无线电信号的发射功率和/或探测装置接收机的灵敏度有关联或者存在映射关系的其它至少一个参数。
在一种可能的实现方式中，所述第一频带的带宽为无线电信号的扫频带宽。
第二方面，提供一种探测装置，该探测装置具有实现上述第一方面任一种可能的实现方式中的所述的方法和功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
第三方面，提供一种探测器，该探测器包括处理器、发射天线，该处理器用于确定第一频带，该第一频带为N个频带中的一个；该发射天线用于在该第一频带内发射无线电信号；其中，所述N个频带中的任一个频带与其它N-1个频带中的至少一个频带部分重叠。
上述第三方面提供的技术方案，每一个探测装置通过在确定好的可以避免互干扰的频带内发射无线电信号来避免任一个探测装置的发射信号或相关信号对其他探测装置确定目标物造成的干扰。通过频带间的部分重叠，可以避免将多个探测装置的扫频频带完全在频域上分开而造成的频域资源浪费，可以有效利用频率资源，以较低的频率资源代价实现较高的抗干扰性能，同时又可以支持更多数目的雷达通信。
在一种可能的实现方式中，该探测器还包括接收天线，用于接收无线电信号的反射信号，该反射信号为该无线电信号经由目标物反射的信号。通过接收无线电信号以及反射信号确定目标物的信息。
本申请实施例还提供了一种探测装置，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及通信接口，该通信接口、该至少一个存储器与该至少一个处理器耦合；终端通过该通信接口与其他设备通信，该至少一个存储器用于存储计算机程序，使得该计算机程序被该至少一个处理器执行时实现如第一方面及其各种可能的实现方式所述的利用无线电信号进行目标物探测方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，如计算机非瞬态的可读存储介质。其上储存有计算机程序，当该计算机程序在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面的任一种可能的方法。例如，该计算机可以是至少一个存储节点。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得第一方面提供的任一方法被执行。例如，该计算机可以是至少一个存储节点。
本申请实施例还提供了一种芯片，用于支持探测装置实现上述第一方面的任一种可能的方法所涉及的功能，例如生成或处理上述方法中所涉及的数据和/或信息。在一种可能的设计中，所述芯片还包括存储器，所述存储器，用于保存所述探测装置必要的程序指令和数据。
本申请实施例还提供了一种芯片，所述芯片包括处理模块与通信接口，所述处理模块用于控制所述通信接口与外部进行通信，所述处理模块还用于实现第一方面的任一种可能的方法。
可以理解的，上述提供的任一种终端或计算机存储介质、计算机程序产品或芯片等均用于执行上文所提供的对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考对应的方法中的有益效果，此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种可能的应用场景示意图；
图2为本申请实施例提供的一种车载毫米波雷达装置结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种可能的发射信号、反射信号与中频信号的频率变化示意图；
图4为本申请实施例提供的一种车载雷达互干扰示意图；
图5A和图5B为本申请实施例提供的一种可能的虚假中频信号的示意图；
图6A和图6B为本申请实施例提供的一种干扰信号淹没目标信号的结果示意图；
图7A和图7B为本申请实施例提供的一种可能的解决方案示意图；
图8A和图8B为本申请实施例提供的另一种可能的解决方案示意图；
图9为本申请实施例提供的一种利用无线电信号进行目标物探测方法的流程示意图；
图10为本申请实施例提供的一种频率切换(shift)方案示意图一；
图11为本申请实施例提供的一种频率切换(shift)方案示意图二；
图12为本申请实施例提供的一种频率切换(shift)方案示意图三；
图13为本申请实施例提供的一种频率切换(shift)方案示意图四；
图14为本申请实施例提供的一种频域上的频带分布示意图；
图15为本申请实施例提供的另一种频域上的频带分布示意图；
图16为本申请实施例提供的一种雷达信号的发射频率随时间变化的示意图；
图17为本申请实施例提供的雷达信号的发射频率/接收频率随时间变化的示意图一；
图18为本申请实施例提供的雷达信号的发射频率/接收频率随时间变化的示意图二；
图19为本申请实施例提供的雷达信号的发射频率/接收频率随时间变化的示意图三；
图20为本申请实施例提供的雷达信号的发射频率/接收频率随时间变化的示意图四；
图21A为本申请实施例提供的雷达信号的发射频率/接收频率随时间变化的示意图五；
图21B为本申请实施例提供的雷达信号的发射频率/接收频率随时间变化的示意图六；
图22为本申请实施例提供的雷达信号的发射频率/接收频率随时间变化的示意图七；
图23为本申请实施例提供的第一探测装置的一种可能的结构示意图；
图24为本申请实施例提供的第一探测装置的另一种可能的结构示意图；
图25为本申请实施例提供的第一探测装置的再一种可能的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例描述的网络架构以及业务场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着网络架构的演变和新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
如图1所示，为本申请实施例的一种可能的应用场景示意图。雷达可以安装在机动车辆、无人机、轨道车、自行车、信号灯、测速装置或网络设备(如各种系统中的基站、终端设备)等等。本申请既适用于车与车之间的雷达系统，也适用于车与无人机等其他装置的雷达系统，或其他装置之间的雷达系统。本申请对雷达安装的位置和功能不做限定。
以下，对本申请实施例可能出现的术语进行解释。
雷达(Radar)：或称为雷达装置，也可以称为探测器、探测装置或者无线电信号发送装置。其工作原理是通过发射信号(或者称为探测信号)，并接收经过目标物体反射的反射信号，来探测相应的目标物体。
初始频率：在一个发射周期的开始，雷达会以一个初始频率发射雷达信号，并且发射频率以所述初始频率为基础在所述发射周期内变化。
可用带宽：雷达信号所允许发射的频域范围，一般需要遵守法律法规的约定。
扫频带宽：雷达信号波形所占用的带宽。这里需要说明的是，“扫频带宽”是为了阐述方便而定义的，技术上为雷达信号波形所占用的带宽。进一步，雷达信号波形所占用的频带可以称为扫频频带。雷达信号的发射周期又称为扫频时间，即发射一个完整波形的时间。
调频连续波：频率随时间变化的电磁波。
线性调频连续波：频率随时间线性变化的电磁波。这里的线性变化一般是指在一个发射周期内线性变化。具体的，线性调频连续波的波形一般是锯齿波或者三角波，也可能存在其它可能的波形，例如脉冲。
噪声功率：雷达接收机的噪声功率，具体含义可以参考本领域的现有技术。本申请实施例中所提到的“造成干扰”，一般是指干扰信号的功率大于或等于噪声功率。
最大测距距离：或称最大探测距离，是与雷达自身配置有关的参数(出厂设置参数或与出厂设置参数相关)。例如，长距自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control，ACC)雷达的最大测距距离为250m，中距雷达的最大测距距离为70-100m。若最大测距距离为250m，具体的应用场景对雷达的距离分辨率要求不高。可选的，所述距离分辨率与扫频带宽有关。
干扰最大容忍距离：或称最大干扰容忍距离。距离当前雷达为干扰最大容忍距离的雷达所发出的信号会对当前雷达造成干扰。该干扰最大容忍距离或者最大干扰容忍距离可以从两个角度来说。第一、存在其它类型的雷达作为干扰源，所述当前雷达的最大干扰容忍距离与作为干扰源的雷达的类型有关，或者说与作为干扰源的雷达的属性或者参数有关，例如发射功率等。所述作为干扰源的雷达也可以称为干扰雷达。从第一角度来说，所述当前雷达的最大干扰容忍距离是以干扰雷达作为干扰源时的最大干扰容忍距离，即当前雷达的最大干扰容忍距离并非固定值，而是与作为干扰源的干扰雷达有关。第二、不考虑其它类型的雷达，对于相同类型的雷达来说，所述当前雷达的最大干扰容忍距离是根据当前雷达本身的属性或参数确定的。其中，详细来说，另一雷达信号经历一定的传输时延后会被当前雷达接收到，经过所述传输时延后，如果干扰信号的功率不小于接收机灵敏度，则所述干扰信号会对当前雷达产生干扰，如果干扰信号的功率小于接收机灵敏度，则所述干扰信号不会对当前雷达产生干扰，所述干扰信号会被处理为噪声。那么，经过传输时延后、干扰信号的功率若等于接收机灵敏度，则所述干扰信号的发射端雷达与当前雷达之间的距离，称为干扰最大容忍距离。也可以理解为多个雷达之间互相接收对方信号所需的空间传播时延所对应的距离。对于该干扰最大容忍距离，需要说明的是，还存在另外一种可能，干扰最大容忍距离可以为车道保持直线(车辆可以在车道保持直线行驶而不会改变行驶方向，这里的直线不是严格意义上的直线，以道路的具体设计为准，例如不会直接改变为拐弯或者掉头的车道，或者前方不存在障碍导致路线方向发生改变等)的最大距离。在车辆行驶过程中。本领域技术人员可知，只有前车雷达信号被后车雷达接收机接收才有可能对后车雷达产生干扰。假设距离2000米的另一雷达的发射信号的功率经过传输时延后到达当前雷达时等于接收机灵敏度或者被认为噪声功率，此时可以将2000m称为最大干扰容忍距离，但是如果雷达所在的马路的直线距离不够2000米，例如在1000米处就拐弯或者发生其他改变，这样在1000米以外的车对当前雷达并不会造成干扰(或者说，当前直线行驶方向上不存在1000m外的车辆)。所以根据具体的实现，可以将两种距离的最大值作为干扰最大容忍距离，也可以根据具体的应用或场景，将两者之一定义为干扰最大容忍距离，取决于最终的实现。
信号发射误差：或称发射定时时刻误差。当多个雷达需要同时发射时，可能存在同时发射信号时的定时发射误差。可以理解为，多个雷达同时发射多个雷达信号，但是由于实际通信场景、环境、或者硬件设备存在的可能的差值，造成实际发送的时刻存在误差，称为信号发射误差。例如，由全球定位系统(Global Positioning System，GPS)的精度所带来的误差。
中频(Intermediate Frequency，IF)信号：雷达本振信号与接收到的目标反射信号经过混频器处理后的信号，即为中频信号。具体来说，通过振荡器产生的调频连续波信号，一部分作为本振信号，一部分作为发射信号通过发射天线发射出去，而接收天线接收的所述发射信号的反射信号，会与所述本振信号混频，得到所述“中频信号”。通过所述中频信号，可以得到目标物体的位置信息、速度信息和角度信息中的至少一个。其中，所述位置信息、速度信息和角度信息可以为相对当前的雷达的相对位置、相对速度和相对角度信息。进一步，所述中频信号的频率为中频频率。
下面结合图2以车载毫米波雷达装置的参考架构阐述一下雷达信号的处理和发射过程。图2提供了一种车载毫米波雷达装置示例性结构的示意图，一般包括振荡器、发射天线、接收天线、混频器、处理器等装置。图2中的控制器一般不包括在车载毫米波雷达装置中，而包括在车载毫米波雷达装置所输出信号的接收端，例如，可以位于汽车中，或者用于控制汽车行驶的处理装置等，本申请实施例对此不作具体限制。振荡器会产生一个调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)，例如频率随时间线性增加的信号，该信号可以称为线性调频连续波(Linear Frequency Modulated Continuous Wave，LFMCW)。上述调频连续波的一部分经过定向耦合器输出至混频器作为本振信号，一部分通过发射天线发射出去，并通过接收天线接收车辆前方物体反射回来的信号，在混频器与本振信号进行混频，得到中频信号，所述中频信号包含目标物体的信息，所述目标物体的信息可以为目标物体与所述车载雷达所在的车辆之间的相对参数，例如目标物体与车辆之间的相对距离、速度、角度中的至少一项信息。中频信号(例如，可以为经过低通滤波器并经过放大处理后的中频信号，图2中并未示出低通滤波器)输送到处理器，处理器对中频信号进行处理(例如，可以对信号进行快速傅里叶变换，或者，进行频谱分析)以得到所述目标物体的信息，最后输出到控制器以进行车辆控制。一般来说，基于雷达自身的配置，最大测距距离对应的中频频率被认为是最大的中频频率，大于该中频频率的信号会被低通滤波器过滤掉。
以下以锯齿波为例详细介绍一下毫米波雷达的测距原理，三角波的测距原理与之类似。
毫米波雷达通过发射天线向外发射一系列的信号，该信号遇到障碍物后，会反射回来，发射信号与反射信号的形状相同。图3为一种可能的发射信号、反射信号与中频信号的频率变化示意图。如图3所示，发射信号与反射信号表示为
Figure BDA0001966718190000078
其中，ω1(t)与ω2(t)分别为发射信号x1与x2的角速度，
Figure BDA0001966718190000071
与
Figure BDA0001966718190000072
分别为发射信号x1与x2的初始相位。发射信号与反射信号在时间上有一个延迟τ，如图3所示，τ与目标距离d的关系可以表示为
Figure BDA0001966718190000073
其中，c为光速。
发射信号和反射信号在混频器中进行相乘处理，并经低通滤波器后，输出中频(IF)信号，中频信号的频率(中频频率)等于发射信号和反射信号频率的差，表示为：
Figure BDA0001966718190000074
如图3所示，中频频率fIF为发射信号斜率a0与时延τ的乘积，即
Figure BDA0001966718190000075
故与目标物体的距离d为
Figure BDA0001966718190000076
其中，a0为发射信号斜率，
Figure BDA0001966718190000077
B为雷达信号的扫频带宽，对于锯齿波来说，Tc为一个发射周期，对于三角波来说Tc为半个发射周期，可以理解，Tc与波形有关。
通过上面的推导可以看出，发射信号与接收的反射信号的频率差(即，中频频率)和时延呈线性关系。物体越远，反射信号收到的时间就越晚，那么它跟发射信号的频率差值就越大。通过判断中频信号频率的高低可以判断障碍物的距离。实际应用中也可以通过发射信号与反射信号的相位差来求解与目标物体的距离，即通过检测中频频率或者相位可以得到物体与雷达的距离。由上可知，目标物体的信息也包含在中频频率或者相位信息中。由于低通滤波器的设置可以过滤掉大于最大中频频率的信号，所以无需考虑这部分信号的干扰。其中，所述最大中频频率为最大测距距离对应的中频频率，或者说，最大测距距离所带来的时延内的频率变化范围。
需要说明的是，发射信号的斜率反映的是发射频率或者接收频率随时间的变化程度。发射信号的频率随时间增加而降低，则所述斜率为负值，发射信号的频率随时间增加而升高，则所述斜率为正值。对于三角波来说，上升沿和下降沿的斜率为相反数。所述斜率的绝对值也可以称为单位时间内频率的变化范围，本申请实施例中涉及的两种表述方式含义相同。
如图4所示，为一种车载雷达互干扰示意图，如图4所示，雷达1发出发射信号，并接收该发射信号在目标物体上反射回来的反射信号，在雷达1接收目标反射信号的同时，其接收天线接收到了雷达2的发射信号或者反射后的信号，即干扰信号。若雷达1在发射信号和接收到反射信号之间的时间范围内检测到来自雷达2的干扰信号，雷达1会误认为前方该干扰信号对应的为“目标物体”，而实际上该“目标物体”是不存在的，即所谓的“Ghost”或者“虚警”。虚警产生后会使得自动驾驶汽车由于对于目标物体的误判进行错误的驾驶控制。
图5A、图5B为一种可能的虚假中频信号的示意图。如图5A所示，雷达1向目标物体发射信号，并从目标物体接收反射信号，但是在雷达1发射信号和接收到反射信号之间的时间范围内，雷达1的接收天线接收到了雷达2的发射信号或者反射信号(虚线)。雷达1的信号波形与雷达2的信号波形一致且两者的扫频带宽相同，在雷达1发射出信号但反射信号还未接收的时间区间内，雷达1检测到了对应频率的虚线信号，则雷达1认为有“目标物体1”存在；雷达1开始接收反射信号并在信号检测的时间区间(τmax～Tc)内检测到虚线信号和实线的反射信号，雷达1认为同时存在“目标物体1”以及“目标物体2”。那么雷达1会把接收到的虚线信号误认为是前方存在的物体的反射信号，此时就会产生虚假的中频信号。经过快速傅里叶变换后进行频谱分析可以发现两个峰值，如图5B所示，每个峰值对应着一个目标物体。雷达1误认为前方存在“目标物体1”，而实际上该“目标物体1”是不存在的，也被称为“Ghost”或者“虚警”。
图6A、图6B为一种可能的干扰信号淹没目标信号的示意图。如图6A所示，雷达1向目标物体发射信号，并从目标物体接收反射信号，但是在雷达1发射信号和接收到反射信号之间的时间范围内，雷达1的接收天线接收到了雷达2的发射信号或者反射信号(虚线)。雷达1的信号波形与雷达2的信号波形在斜率上存在差异，在雷达1在信号检测的时间区间(τmax～Tc)内，会同时检测到雷达1的反射信号和雷达2的相关信号，检测到的雷达2的相关信号与雷达1的反射信号混频之后会产生一个包含各种频率分量的中频信号，经过快速傅里叶变换后如图6B所示，会出现一个干扰平台，使得真是目标的“凸出”程度不够，对检测带来困难，提升出现漏检的可能。漏检产生后会使得自动驾驶汽车在前方有物体的情况下，误以为没有物体，不采取减速或制动，造成交通事故，降低车辆行驶的安全性。
这里需要说明的是，本领域技术人员可知，在某一时刻或一段时间接收到的信号，可能为干扰信号，可能为目标物体的反射信号，通过时间和发射/反射信号频率的相关变化情况能清楚的体现雷达的探测情况。因此，本申请后续的阐述中，大多以反映发射/反射信号的斜率(单位时间内频率的变化范围)的曲线图来表示雷达之间的互干扰情况。
为了解决上述问题，一种可能的解决方案中，可以设置不同雷达具有不同的波形斜率、周期等参数。图7A为一种可能的解决方案示意图。如图7A所示，雷达1的波形斜率、发射等参数与雷达2的不一致，如此一来，即使雷达1接收到了雷达2的信号，由于其波形不一致，在通过混频器时，即两者的频率在做差时，不会产生恒定频率的中频信号。由于因为只有恒定频率的中频信号才会在在频谱分析中体现为峰值信号，所以故该方法能够减小Ghost发生的概率。但是，若雷达1接收到了雷达2的信号，经过混频器后，干扰信号落在有效的接收中频带宽内，就会抬升干扰信号的强度。干扰信号水平经过抬升后，会使得原有目标被干扰淹没掉，参见图7B。图7B为一种可能的误警结果示意图。产生的后果即为车辆前方有障碍物却没有被检测出来，从而产生误警，这对车辆行驶的安全造成了恶劣的影响，尤其是无人驾驶车辆的安全。
图8A为又一种可能的解决方案示意图。该解决方案所采用的技术为雷达波形频率切换(shift)技术。若雷达在其扫频频带检测到有其他雷达产生的干扰后，跳到另一个扫频频带，以防止多雷达之间的干扰。频率切换(shift)技术中频率切换(shift)的间隔可以大于雷达扫频带宽，如图8A，这种情况下各雷达波形完全频分，没有重叠情况，但是频率切换(shift)间隔的设置使得频域资源被占用太多，而目前分配给车载雷达的频域资源是有限的。又或者仍然应用频率切换(shift)技术，但是雷达在工作频段检测到有其他雷达产生的干扰后，进行随机频率切换(shift)，如图8B。图8B为再一种可能的解决方案示意图。这种情况下能在一定程度上减弱干扰，但是完全随机化的频率切换(shift)难免会造成频率切换(shift)后的两个雷达的波形在频域上过于接近而导致出现Ghost或者干扰信号的强度提升而导致物体被漏检。
需要说明的是，本申请实施例中涉及与阈值进行大小对比时，都采用差值的绝对值，不考虑正负的问题，差值本身可以区分正负。例如，涉及正负中频的确定时所涉及的差值可以存在正负的区分。
因此，本申请实施例提供了一种探测方法，通过将雷达信号频分发射以解决多雷达之间相互干扰的问题，同时，又可以提高频域资源利用效率。该方法可以实现在相同的频域资源内尽可能支持较多数目的雷达之间相互不干扰或者降低相互干扰。
图9为一种可能的利用无线电信号进行目标物探测方法的流程示意图。下面结合图9，对本申请实施例提供的一种利用无线电信号进行目标物探测方法进行示例性说明，该方法可以应用于第一装置中。需要说明的是，所述第一装置可以为独立或者集成于第一雷达(或称为第一探测器或者第一探测装置)的装置，例如，所述第一装置可以为一组芯片，独立或集成于所述第一雷达；或者所述第一装置可以为一组模块或者元件，独立或集成于所述第一雷达；又或者所述第一装置可以为一组软件模块，存储于计算机可读存储装置中。为阐述方便，下面以雷达为例进行方案说明，雷达可以替换为探测器或者探测装置。其中，所述第一雷达的信号发射周期为Tci。
该方法可以包括以下步骤901-902：
901、确定第一频带，该第一频带为N个频带中的一个。
其中，所述第一频带的带宽为所述第一雷达所发射的无线电信号的扫频带宽。本申请中所出现的雷达的扫频带宽即理解为雷达所发射的信号的扫频带宽。
进一步可选的，所述第一频带可以为所述无线电信号的初始扫频频带(即首个发射周期)，也可以是任一个发射周期的扫频频带。进一步，对于所述第一雷达，无论是初始扫频频带还是任一个发射周期内的扫频频带，都为所述N个频带中的一个。
具体的，雷达启动时，可以随机在所述N个频带中选择一个频带作为首个发射周期的扫频频带，或者，可以按照预先设定的规则从所述N个频带中选择一个频带作为首个发射周期的扫频频带。在N个频带存在分别对应不同雷达的多个频带子集的场景下，雷达启动时可以在对应的频带子集内随机选择或者按照预先设定的规则选择一个频带作为首个发射周期的扫频频带。具体的场景说明可以参加下文中的阐述。
进一步，在某个发射周期，所述雷达监测到所述N个频带中的一个或多个频带中或者在所述频带子集中的一个或多个频带中不存在干扰信号，则可以在所述发射周期或者下一个发射周期，以所述一个或多个频带中的一个频带为扫频频带进行信号发射。其中，确定所述一个或多个频带中的一个频带可以是随机的，也可以是根据预先设定的规则确定的，这里不做具体限定。
在一种可能的实现方式中，步骤901还可以为：确定第一频率，所述第一频率为N个频点中第一频点的频率；所述“频点”为频域上的一个点或者一个位置。
需要说明的是，所述第一频率与所述无线电信号的扫频带宽共同定义了所述第一频带。
可选的，所述第一频率可以为所述第一频带的最低频率、最高频率或者中心频率，这里不做具体限定。
在一种可能的实现方式中，所述N个频带或者N个频点可以是标准或者协议规定的，还可以是法律法规规定的。又或者是，可以是预先配置、约定或者定义的。上述无线电信号发射之前，第一装置可以确定所述N个频带中的第一频带，或者N个频点中的第一频点，以进行信号发射。
902、在该第一频带内发射无线电信号；其中，N个频带中的任一个频带与其它N-1个频带中的至少一个频带部分重叠。
这里的部分重叠是指两个频带在频域上存在重叠且不完全重叠，一个频带不能完全包含另一个频带。这种设计可以避免将多个雷达的扫频频带完全在频域上分开而造成的频域资源浪费，可以有效利用频率资源，以较低的频率资源代价实现较高的抗干扰性能。
进一步的，如图9所示，该方法还可以包括：
903、接收该无线电信号的反射信号。
进一步的，该发射信号为无线电信号经由目标物体的反射信号但不限于位置信息、速度信息和角度信息中的至少一个，具体参见上文中的解释。
在一种可能的实现方式中，所述N个频带中任两个频带的最低频率的差值的绝对值不小于第一阈值F，其中，所述N为正整数。
在一种可能的实现方式中，所述N个频带中除第一频带之外的任一个频带的最低频率与该第一频带的最低频率之间的差值的绝对值为第一阈值F的正整数倍。或者说，所述N个频点之间任两个频点之间的频率差值的绝对值为所述第一阈值F的正整数倍。又或者说，所述N个频点在频域上等间隔分布，且在频域上邻近的两个频点的频率差值的绝对值为所述第一阈值F。其中，所述邻近的两个频点是指：在频域上，所述两个频点中间不存在另一个频点也位于所述N个频点中。下文中涉及N个频点中邻近的两个频点的解释都可以参考此处。进一步，所述N个频带的带宽相同。需要说明的是，对于上述N个频点来说，频域上邻近的两个频点的频率差值的绝对值小于所述第一频带的带宽，否则，仍然会导致频域上的完全频分而导致频域资源利用率低。
这种设计方式可以适用于具有相同的属性或者属于相同的类型的多个雷达，以及具有不同属性或者属于不同类型的多个雷达。
可选的，具有相同的属性或者属于相同的类型的多个雷达满足以下中的至少一项：发射信号具有相同的扫频带宽和相同的发射周期、发射信号的频率在单位时间内的变化量相同(这里的相同是指变化量完全相同，同正或同负)、最大测距距离相同，则可以认为所述多个雷达具有相同的属性或者属于相同的类型。即可以理解为，所述第一阈值F为所述多个雷达对应的阈值，或者说，为根据所述多个雷达对应的一个或多个参数或属性确定的阈值，所述第一阈值与所述一个或多个参数或属性存在直接或间接的对应关系。其中所述一个或多个参数或属性可以包括所述第一频带的带宽、发射周期、发射频率、发射频率在单位时间内的变化量等中的一个或多个。这种设计方式可以实现针对所有属性或类型相同的雷达进行统一设置或定义，实现方式简单且错误率低。例如，所有雷达均具有相同的属性或属于相同的类型，则统一定义上述N个频带或频点。又如，针对每种类型的雷达，分别定义相应的频带子集或频点。
在一种可能的实现方式中，所述N个频带中存在至少两个不同带宽的频带。
进一步的，所述N个频带可以包括第二频带和第三频带，该第二频带与第三频带的最低频率的差值的绝对值不小于第一阈值F，该第二频带的带宽与该第三频带的带宽不同。
进一步的，该N个频带包含至少两个频带子集，每一个频带子集中包括至少两个频带。可选的，所述N个频带包含第二频带子集和第三频带子集。该第二频带为第二频带子集中的频带，第三频带为第三频带子集中的频带，该第二频带子集中任一个频带的带宽为第二带宽，该第三频带子集中任一个频带的带宽为第三带宽，第二带宽不同于所述第三带宽。
这种设计方式可以适用于多种不同属性或类型的雷达，例如根据雷达的属性或类型，雷达被划分为多组。这种分组只是一种逻辑上的划分，可能并不存在实质的分组，仅用于标识不同种类的雷达。
为阐述方便，这里将第一频带可以作为扫频频带的雷达称为第一类型雷达，所述第三频带可以用于第二类型雷达。可选的，所述N个频带中还可以存在至少一个第四频带，所述第四频带可以用于第四类型雷达。本申请实施例不对N个频带中包含用于多少种类型的雷达的频带进行限定，但针对每一种类型的处理都是相同或相似的，具体可以参考第一类型雷达的相关内容。由于该设计方式适用于多种不同属性或类型的雷达，在该设计方式的实现中，上文中所提到的雷达在首个发射周期或某一发射周期确定N个频带中的扫频频带，应理解为是在所述N个频带中用于相同类型的雷达的频带中确定，而非所有N个频带中。
为便于对实施例进行阐述，下面以示例的方式对该可选的设计进行解释，不作为对保护范围的限定。该示例中，N个频带仅包含用于第一类型雷达和第二类型雷达的频带。
该示例中，该第一频带为第一频带子集中的频带，该第一频带子集为N个频带的子集，其中：该第一频带子集中任两个频带的最低频率之间的差值的绝对值为第二阈值F’的正整数倍；其中，该第一频带子集对应于第一探测装置，以及，第一频带子集为第二频带子集和第三频带子集中的一个，此处，第一频带子集对应于第一探测装置是指第一探测装置在第一频带子集中的频带内发射无线电信号。根据上述第一种可选的方式中的解释，第一探测装置使用第一频带子集中的任一个频带发射无线电信号，所述第二阈值F’与第一探测装置对应，即与所述第一类型的雷达对应。具体的解释和分析可以参见上文中的阐述。这种设计方式，可以实现预先设置或定义应用于多种类型雷达的可用频带或可用频点，供各种类型雷达使用和参考，无需分别针对各个类型单独设置或定义。例如，标准里可以统一定义多个频带或频点，供各种类型的雷达使用。
这里需要说明的是，对于具有相同带宽的频带，其最高频率之间的大小关系与最低频率之间的大小关系是相同的，为阐述方便，本申请实施例以最低频率之间的关系来阐述与第二阈值F’之间的关系，但本领域技术人员可知，最高频率与第二阈值F’之间的关系也是确定的。
在一种可能的实现方式中，所述无线电信号的发射周期为T，所述在所述第一频带内发射所述无线电信号包括：在当前发射周期内，在所述第一频带内发射所述无线电信号。
进一步可选的，在两个或两个以上的连续发射周期内，在所述第一频带内发射所述无线电信号。例如，当前第一频带不存在干扰，例如未检测到干扰信号，或者检测到的干扰信号极弱，不构成实质干扰，则所述第一装置可以继续使用所述第一频带进行后续多个连续发射周期的信号发射，直到检测到干扰。
例如，在第n个发射周期内，检测到所述第一频带存在干扰，则在第n+1个发射周期，确定第四频带，所述第四频带为上述N个频带中的不同于第一频带的频带。其中，所述第四频带的最低频率与所述第一频带的最低频率的差值的绝对值为所述第二阈值F’的正整数倍。
又如，在第n-1个发射周期内，检测到第四频带(第n-1个发射周期内的扫频频带)存在干扰，则在第n个发射周期，确定所述第一频带，所述第四频带为上述N个频带中的不同于第一频带的频带。其中，所述第四频带的最低频率与所述第一频带的最低频率的差值的绝对值为所述第二阈值F’的正整数倍。
具体的，所述第四频带与所述第一频带属于第一频带子集。
通过这种方式，可以实现检测到干扰后进行扫频频带的切换，提高检测效率。
一种可选的设计中，步骤902还包括在所述第一频带内以第一频率为初始频率发射所述无线电信号。
第一种实现中，第一频率为所述第一频带的最低频率。具体的，在当前发射周期内，所述无线电信号的发射频率随时间变化线性升高。这里所说的随时间变化为随时间的推移(向后)。例如，所述无线电信号的波形为锯齿波。
第二种实现中，第一频率为所述第一频带的最高频率。具体的，在当前发射周期内，所述无线电信号的发射频率随时间变化线性降低。例如，所述无线电信号的波形为锯齿波。
第三种实现中，所述第一频率为所述第一频带的中心频率。
上述几种实现中，是以锯齿波的波形为例进行说明。本申请实施例还可以应用于其他波形，例如三角波等。对于任一种波形或者无线电信号类型，上述发射周期是指一个完整波形的发射周期。
需要说明的是，本申请实施例中，上述N个频点可以为N个频率切换(shift)格点(Raster)。即，雷达工作的起始频率(或者说在一个发射周期内的起始频率)只能在所述N个频率切换(shift)格点中选择。不同的雷达可以以不同的频率切换(shift)格点为初始发射频率位置，有效避免干扰。其中，所述N个频点的频率为用于发射雷达信号的候选初始频率。也就是说，雷达工作的初始频率只能在所述N个频点中选择。
根据本申请实施例的上述阐述可知，第一阈值的计算方式可以有多种；多种类型的雷达可以采取相同的计算方式，也可以采取不同的计算方式，可以根据每种类型的雷达的属性或者具体应用场景进行计算方式的确定，这里不做具体限定。
在一种可能的实现方式中，所述第一阈值F的取值根据以下至少一项确定：第二探测装置为干扰源时，第一探测装置的最大干扰容忍距离；第一探测装置的无线电信号的扫频带宽；第一探测装置的最大测距距离；第一探测装置的无线电信号的发射周期；第一探测装置为干扰源时，第二探测装置的最大干扰容忍距离；第二探测装置的无线电信号的扫频带宽；第二探测装置的最大测距距离；第二探测装置的无线电信号的发射周期。具体参见上文中的解释。
在一种可能的实现方式中，所述第一阈值F的取值满足以下公式：
F＝max(|Δf1|,|Δf2|,|Δf|3,|Δf4|)+σ；
上述公式中的Δf1为第二探测装置的发射信号斜率较小，第一探测装置的发射信号斜率较大，小斜率干扰大斜率时，第二探测装置向增大频率的方向切换(shift)时(如图10所示)需要满足的条件，即满足：
Figure BDA0001966718190000121
对于图10所示的场景，第二探测装置向增大频率的方向切换(shift)大于Δf1，即可避免第二探测装置与第一探测装置的互干扰。
上述公式中的Δf2为第二探测装置的发射信号斜率较小，第一探测装置的发射信号斜率较大，小斜率干扰大斜率时，第二探测装置向减小斜率的方向切换(shift)时(如图11所示)需要满足的条件，即满足：
Figure BDA0001966718190000131
对于图11所示的场景，第二探测装置向增大频率的方向切换(shift)大于Δf2，即可避免第二探测装置与第一探测装置的互干扰。
上述公式中的Δf3为第二探测装置的发射信号斜率较小，第一探测装置的发射信号斜率较大，小斜率干扰大斜率时，第一探测装置向增大斜率的方向切换(shift)时(如图12所示)需要满足的条件，即满足：
Figure BDA0001966718190000132
对于图12所示的场景，第二探测装置向增大频率的方向切换(shift)大于Δf3，即可避免第二探测装置与第一探测装置的互干扰。
上述公式中的Δf4为第二探测装置的发射信号斜率较大，第一探测装置的发射信号斜率较小，大斜率干扰小斜率时，第一探测装置向减小斜率的方向切换(shift)时(如图13所示)需要满足的条件，即满足：
Figure BDA0001966718190000133
对于图13所示的场景，第二探测装置向增大频率的方向切换(shift)大于Δf4，即可避免第二探测装置与第一探测装置的互干扰。
其中，ai为第一探测装置的发射信号斜率，aj为第二探测装置的发射信号斜率，Bi为第一探测装置的无线电信号的扫频带宽，Bj为第二探测装置的无线电信号的扫频带宽，Bi＞Bj，
Figure BDA0001966718190000134
为第二探测装置为干扰源时，第一探测装置的最大干扰容忍距离，τji为到达第一探测装置接收机接收到的第二探测装置的干扰信号的时延，Δτ为发射定时误差，
Figure BDA0001966718190000135
为第一探测装置的最大测距距离，
Figure BDA0001966718190000136
为第一探测装置的最大测距距离对应的回波时延，
Figure BDA0001966718190000137
为第一探测装置为干扰源时，第二探测装置的最大干扰容忍距离，τij为到达第二探测装置接收机接收到的第一探测装置的干扰信号的时延，Δτ为发射定时误差，
Figure BDA0001966718190000138
为第二探测装置的最大测距距离，
Figure BDA0001966718190000139
为第二探测装置的最大测距距离对应的回波时延，c为光速，Tci为第一探测装置的无线电信号的发射周期，Tcj为第二探测装置的无线电信号的发射周期，σ为预定义常量或预配置常量。
考虑到不同厂家雷达斜率有高有低，并且频率切换(shift)方向可正可负，所以采用一个通用的频率切换(shift)阈值F，使得减小各个雷达之间的相互干扰。
本领域技术人员可知，一种情况下，雷达装置本身不精确可能会带来发射信号的频率误差，例如80GHz的发射频率带来的误差约为4MHz。又一种情况下，雷达信号的旁瓣效应也会带来信号发射的误差。再一种情况下，为保证系统运行的鲁棒性，可以引入一个额外的常量，这个常量与雷达本身的属性或类型相关，也可以是预先定义或配置的，这里不做具体限定。具体的通信场景中，还可能存在其它可能的信号发射误差。该实现中的常量σ是可以为所有可能的误差中的一个或多个带来的频率变化量的和，引入这个常量，可以实现雷达信号的探测更加精确、系统运行更加稳定。
如图10、11、12、13中的情况，第二探测装置在进行频率切换(shift)时，由于F大于Δf1，Δf2，Δf3，Δf4中的任意一个，因此，频率切换(shift)F之后，就可以有效避免第二探测装置与第一探测装置之间的互干扰。
需要说明的是，上述方法同样适用于具有相同发射斜率的发射信号，上述方法计算得到的F应用于具有相同发射信号斜率的第一雷达探测装置和第二雷达探测装置依然可以避免两个雷达探测装置之间的互相干扰。
在一种可能的实现方式中，所述Tci＝Tcj＝Tc。
在一种可能的是实现方式中，第一探测装置和第二探测装置为不同类型的探测装置，即第一探测装置的发射信号与第二探测装置的发射信号的发射斜率不同，第一探测装置与第二探测装置均在同一频带子集中的频带内发射无线电信号。
示例性的，雷达1的扫频带宽为300MHz，无线电信号的发射周期为10us，最大探测距离250米对应的最大时延为1.67us，最大容忍距离为650m；雷达2的扫频带宽为200MHz，无线电信号的发射周期为10us，最大探测距离250米对应的最大时延为1.67us，最大干扰容忍距离为650m,发射定时误差为60ns，考虑GPS定时误差60ns和雷达器件非理想因素造成的频率抖动4MHz，代入上述公式得到：
Figure BDA0001966718190000141
Figure BDA0001966718190000142
Figure BDA0001966718190000143
Figure BDA0001966718190000144
Figure BDA0001966718190000145
那么F≈150MHz。即雷达1和雷达2的调频连续波雷达的频率切换(shift)达到150MHz就能保证互相之间无干扰。对于其它斜率雷达，本方案也同样适用，此处不再赘述。
可以根据计算得到的F将探测装置可用频域范围划分得到频域格点，供探测装置发射无线信号时使用。
如图14所示，为本申请实施例的一种频域上的频带分布示意图，该雷达探测装置的可用频域范围为76GHz-81GHz，将该76～81GHz的5GHz带宽按带宽F划分得到多个频域格点，供雷达探测装置使用。
示例性的，以上述F≈115MHz为例，可以将76GHz-81GHz划分为42个格点，占用42×115MHz＝4830MHz，容纳42个雷达(斜率范围是16～24MHz/us，发射周期为10us)。
在一种可能的实现方式中，第一探测装置与第二探测装置为同一类型探测装置，即第一探测装置的发射信号与第二探测装置的发射信号的发射斜率是相同的。所述第二阈值F’大于或等于所无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围F1。在无线电信号发射期间，在一段时间内的频率变化范围即在这段时间的起始时刻的频率值与这段时间的结束时刻的频率值的差值的绝对值，不考虑差值的正负，所述正负与波形变化有关。当所述无线电信号为线性调频连续波时，无线电信号的发射频率在时间上是线性变化的。因此在一个发射周期内，线性调频连续波在单位时间内的频率变化是相同的。具体的，所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围F1为发射信号斜率与时间长度T1的乘积，即
Figure BDA0001966718190000146
其中，
Figure BDA0001966718190000147
为性调频连续波信号在单位时间内的频率变化范围，也可以称为波形斜率或者发射信号斜率(对于线性调频连续波，
Figure BDA0001966718190000148
与
Figure BDA0001966718190000149
值相等)。
进一步的，所述第一时间长度T1的值满足以下中的一个：
Figure BDA0001966718190000151
Figure BDA0001966718190000152
Figure BDA0001966718190000153
Figure BDA0001966718190000154
Figure BDA0001966718190000155
Figure BDA0001966718190000156
Figure BDA0001966718190000157
Figure BDA0001966718190000158
其中，
Figure BDA0001966718190000159
为第一探测装置的最大探测距离，Δτ为发射定时时刻误差，
Figure BDA00019667181900001510
为第一探测装置的最大干扰容忍距离，c为光速，M为大于或等于2的整数；如上所述，第一探测装置与第二探测装置为同一类型探测装置，两者发射信号的发射斜率相同，在这里，
Figure BDA00019667181900001511
为以与第一探测装置属性或参数相同的其它第一探测装置为干扰源时，所述第一探测装置的最大干扰容忍距离，此时可以为一个固定值，可以根据该类型探测装置的属性或参数确定。
需要说明的是，上述第二阈值F’为与第一探测装置为同一类型探测装置对应的第一频带子集中任意两个频带的最小频率满足的差值阈值，对于其他类型探测装置对应的频带子集，也可以上述同样的方法确定第二阈值F’，需要说明的是，此时，上述最大探测距离、最大干扰容忍距离等各个参数为该类型探测装置的参数。
第一种实现中，所述第二阈值F’等于所述频率变化范围F1。
第二种实现中，所述第二阈值F’大于所述频率变化范围F1。具体的，所述第二阈值F’不大于所述雷达的扫频带宽。
可选的，所述F’和F1满足：F’＝F1+σ；σ为预定义常量或预配置常量，σ≥0
在一种可能的实现方式中，第一探测装置和第二探测装置为不同类型的探测装置，即第一探测装置的发射信号与第二探测装置的发射信号的发射斜率不同，第一探测装置与第二探测装置在不同频带子集中的频带内发射无线电信号。
示例性的，第一探测装置在第二频带子集中的频带内发射无线电信号，第二探测装置在第三频带子集中的频带内发射无线电信号。
如图15所示，为本申请实施例的另一种频域上的频带分布示意图，雷达1和雷达2的共用的频域范围为76GHz-81GHz，将该76～81GHz的5GHz带宽划分得到多个频域格点，供雷达1和雷达2使用。如图15所示，让雷达1使用低频谱，雷达2填充雷达1剩余的高频部分。需要说明的是，还可以让雷达2使用低频谱，雷达1填充雷达2剩余的高频部分，本方案也同样适用，此处不再赘述。本申请实施例所提到的“格点”仅是一种对频域位置的指示说明。
图15所示的频域格点划分方法中，雷达1与雷达2为不同发射斜率的雷达探测装置，两种类型的雷达探测装置分别在各自独立的频域内发射无线电信号，具体到雷达1，在其可用的频域内根据雷达1对应的F1to1作为频率切换(shift)发射无线电信号，同样的，雷达2，在其可用的频域内根据雷达2对应的F2to2作为频率切换(shift)发射无线电信号，雷达1与雷达2之间根据F2to1作为频率切换(shift)发射无线电信号，使得相同类型的雷达之间，以及不同类型的雷达之间均可以互不干扰发射信号以及接收反射信号，得到相对可靠的目标探测结果。
示例性的，以雷达1的发射信号斜率是200MHz/us，雷达2的发射信号斜率是20MHz/us为例，雷达1与雷达1之间是同斜率情况，并且其最大探测距离是100m，最大干扰可容忍距离为180米,考虑GPS定时误差60ns,根据上述同斜率频率切换(shift)公式，
Figure BDA0001966718190000161
可以算出频率切换(shift)为
Figure BDA0001966718190000162
考虑其它非理想因素，使用F1to1＝150MHz作为频率切换(shift)。
雷达2与雷达2之间是同斜率的情况，并且其最大探测距离是250m，最大干扰可容忍距离为650米,考虑GPS定时误差60ns,同理根据上述方法同斜率频率切换(shift)
Figure BDA0001966718190000163
考虑其它非理想因素，使用F2to2＝50MHz作为频率切换(shift)；
雷达2与雷达1之间是异斜率的情况，雷达2作为干扰源，雷达1作为被干扰源时，雷达1的最大干扰容忍距离为850m；雷达1作为干扰源，雷达2作为被干扰源时，雷达2的最大干扰容忍距离为125m；其无干扰所需要的频率切换(shift)，可以通过公式F＝max(|Δf1|,|Δf2|,|Δf|3,|Δf4|)+σ算出，其中
Figure BDA0001966718190000164
Figure BDA0001966718190000165
Figure BDA0001966718190000166
Figure BDA0001966718190000167
可以算出为F＝1860MHz左右，考虑其它非理想因素，使用F2to1＝1900MHz作为频率切换(shift)。
则可以根据公式F1to1(x-1)+B2+F2to1+F2to2(y-1)≤B来为雷达1和雷达2划分频域格点，其中x为雷达1所占格点数，y为雷达2所占格点数，B2表示雷达2的带宽(如前面所述，雷达2在频带的上部，如果是雷达1在频带的上部，此处B2就换成B1，表示雷达1的带宽)，B表示整个频段的带宽(5GHz)。
得到15x+5y≤310，表1列举了满足该不等式的雷达1和雷达2格点数的几种可能的组合，使得5GHz带宽全部用满。各个雷达探测装置可以按照表1中分配的频率进行工作，来消除不同雷达之间的互干扰。
表1
雷达1可用格点数 雷达2可用格点数
20 2
19 5
18 8
17 11
16 14
15 17
14 20
下面具体说明以将同一频带子集中的N’个频带或频点作为发射频率的一种类型的雷达(该类型的雷达的发射信号斜率相同)为例，对上述计算方式和实现方式进行详细说明，对于N’个频点可用于多种类型的雷达情况，每一种类型的雷达在所对应的频带的信号发射均采用相同或相似的原理。需要说明的是，本申请对雷达波形不做具体限定。雷达的可用带宽为预先定义或配置的。例如可以通过法律法规限定。雷达扫频带宽可以为预先定义或配置的一种，或者，预先定义或配置的多种中的一种，又或者由雷达本身的性能决定。
如图16所示，为本申请实施例一种雷达信号的发射频率随时间变化的示意图。如图16所示，该雷达的可用带宽为1GHz，扫频带宽为300MHz，频点1-4属于N’个频点，且在频域上是等间隔的，间隔分别为第二阈值F’。频点的数量与第二阈值F’和可用带宽有关，雷达信号的扫频带宽不能超过所述可用带宽的范围。
这里需要说明的是，雷达开始工作时，可以在N’个频带中随机选择一个频带作为扫频频带。体现在图16中，雷达随机选择一个频点，在以所述频点和扫频带宽定义的所述频带内，以所述频点的频率为初始频率发射雷达信号。在一定时长的观察时间内，雷达对接收信号进行滤波检测。若在所述N’个频带的每个频带内均检测到干扰信号，则保持所在的扫频频带不变。或者，雷达在N’个频带中某个或多个频带未检测到干扰信号，则在下个发射周期或者当前发射周期，确定所述某个或多个频带中的一个频带为扫频频带；又或者，雷达在当前发射周期的扫频频带上检测到干扰信号，则在所述N’个频带中除当前扫频频带之外的其他频带中确定一个频带，作为下一个发射周期的扫频频带。进一步地，若遇到车少情况，多个观察时间内所述N’个频带中多个频带均处于空闲状态，则适当延长观察时间，直到所述N’个频带中大部分频带重新处于忙碌状态，则缩短观察时间。其中，所述观察时间可以是预先配置的。
下面各种可选设计中，以F’＝F1为例进行说明，对于F’>F1的情况，具体可以结合上文的阐述。
第一种可选的设计中，所述F1为所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围，T1＝T2，T2为最大测距距离
Figure BDA0001966718190000171
对应的时延，。
图17为雷达信号的发射频率/接收频率随时间变化的示意图一。如图17所示，中频频率和目标距离成正比线性关系，每个雷达都有最大测距距离，对应一个最大的中频频率。这里需要说明的是，中频分为正中频和负中频，用于区分频率差值为正值和负值。例如，雷达1的发射信号与雷达1的反射信号、雷达2的发射信号，在同一时刻的频率差值的绝对值相同，但雷达1的发射信号的频率与雷达2的发射频率的差值为负值，即负中频，雷达1的发射信号的频率与雷达1的反射信号的频率差值为正值，即正中频。
在该第一种可选的设计中，邻近频点的频域间隔为T2内的频域变化范围，即所述最大测距距离对应的中频频率。在这种情况下，雷达2的发射信号和反射信号的频率变化曲线不会落入雷达1的发射信号与反射信号的频率变化曲线之间，即虚线不会落入两个实线之间。若雷达具有区分正中频和负中频的能力，则不会产生背景技术中提到的Ghost情形。另外，雷达内的低通滤波器会将高于所述中频频率的频率成分过滤掉。考虑雷达2的发射信号可能有一定时延，具体的时延考虑参见下文其他可选设计中的相关阐述。如图17所示，若雷达1接收到雷达3(点划线)的发射信号，则经过混频器和低通滤波器后，由雷达3干扰产生的中频信号便被过滤掉了，不会影响雷达1的信号干扰噪声比(signal to interferenceplus noise ratio，SINR)。
例如，雷达的最大测距距离为200米，雷达信号的扫频带宽为300MHz，雷达信号的发射周期为14us，根据上文中的阐述，最大测距距离对应的中频频率fIF为
Figure BDA0001966718190000181
此时，所述F’＝F1等于28.6MHz。
若雷达无法区分正中频和负中频，则对于雷达1来说，在同一时刻，雷达1的发射信号与雷达2的发射信号的频率差值，与雷达1的发射信号与雷达1的反射信号的频率差值的绝对值是相同的。进一步，即使T1大于T2，如果不足够大，雷达2的反射信号的频率变化曲线依然会落在图17所显示的雷达2的发射信号与雷达1的反射信号的频率变化曲线之间的区域中，造成干扰并产生Ghost现象。这种情况下，需要引入第二种可选的设计。
第二种可选的设计中，所述F1为所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围，所述F1为所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围T1＝M*T2，T2为最大测距距离dmax对应的时延，M为大于1的正数，例如M＝2。
图18为雷达信号的发射频率/接收频率随时间变化的示意图二。如图18所示，邻近频点的频域间隔为2倍的T2内的频域变化范围，即2倍所述最大测距距离对应的中频频率。在这种情况下，雷达2的发射信号(点划线)和反射信号(图中未示出)的频率变化曲线不会落入雷达1的发射信号与反射信号的频率变化曲线之间，也不会落入导致负中频的区域内(靠上的两条实线之间)。即使雷达不具有区分正中频和负中频的能力，也不会产生背景技术中提到的Ghost情形。
基于第一种可选的设计中的举例，该第二种可选的设计中，所述F’＝F1等于2倍的fIF，即57.2MHz。
本领域技术人员可知，对于相距一定距离的两个雷达，即便两个雷达同时开始发射信号，由于距离的关系，也会存在信号的传输时延。这个传输时延会导致扫频频带不同且同时发射信号的两个雷达中，一个雷达的发射信号经过时延会对另一个雷达产生干扰，如图19所示，为雷达信号的发射频率/接收频率随时间变化的示意图三。雷达2的发射信号由于距离产生了的发射信号传输时延，导致经过传输时延后的发射信号的频率变化曲线正好落在雷达1的发射信号和反射信号的频率变化曲线之间的区域内，造成雷达2的发射信号对雷达1产生干扰，参见图19。为了解决这个问题，在确定所述第二阈值F’时，还需要考虑最大干扰容忍距离所带来的时延。
具体的，雷达2(干扰雷达)的发射信号经历一定的传输时延后被雷达1接收到，发射信号经历一定的传输时延后功率与噪声功率相等，这段传输时延所对应的距离为最大干扰容忍距离。当雷达之间的距离大于所述最大干扰容忍距离时，雷达2的发射信号经过时延后，信号功率会小于噪声功率，不会造成实质干扰(可以忽略)。且雷达2的反射信号由于经过反射会造成一定的衰减，即使被雷达1接收到，功率也会小于被接收到的所述发射信号的功率，也不会造成实质干扰。
基于上述第一种可选的设计，在第三种可选的设计中，所述F1为所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围，T1＝2*T2+T4，T2为最大测距距离
Figure BDA0001966718190000182
对应的时延，T4为干扰最大容忍距离对应的时延。具体参见图20，图20为雷达信号的发射频率/接收频率随时间变化的示意图四。
如图20所示，在第一种可选设计的基础上，进一步避免雷达之间的距离引发的时延带来的干扰。N’个频点中邻近的频点1和频点2的频率差(N’个频点等间隔分布时的频域间隔)在T2对应的频率范围的基础上进一步增加了T4所对应的频率范围。在雷达能够区分正中频和负中频的情况下，上述频率差可以保证雷达2在频点2或者频率差值的绝对值更大的位置发射雷达信号时，经过对应时延后的发射信号以及反射信号不会对雷达1进行干扰，即在雷达2的反射信号的频率变化曲线不会落入两个实线范围内，避免了对雷达1的干扰。进一步，在对距离分辨率要求不高的场景下，反射信号如果衰减较大，即便雷达无法区分正中频和负中频，反射信号也不足以对雷达1造成干扰。
基于上述第二种可选的设计，在第四种可选的设计中，所述F1为所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围，其中，
Figure BDA0001966718190000191
M为大于1的正数，例如M＝2。
具体的，结合上述第二种可选的设计的阐述，N’个频点中邻近的频点1和频点2的频率差(N’个频点等间隔分布时的频域间隔)在M*T2对应的频率范围的基础上进一步增加了T4所对应的频率范围。这样使得雷达2的反射信号的频率变化曲线不会落入雷达1的发射信号与反射信号的频率变化曲线之间，也不会落入导致负中频的区域内(图20的虚线与实线之间的区域)。在雷达无法区分正中频和负中频的情况下，上述频率差可以保证雷达2发射雷达信号时，经过对应时延后的发射信号和反射信号均不会对雷达1造成干扰。
在考虑距离而导致的传输时延的情况下，还有一种可能的设计，即采用M*T2和T4内频域变化范围较大的频率变化范围来计算所述F1。
第五种可选的设计中，所述F1为所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围，T1＝max(T2,T4)。
通过该可选的设计，在雷达可以区分正中频和负中频的情况下，可以保证工作在不同扫频频带的雷达之间不会相互干扰，避免出现虚警或者提升干扰信号强度，同时可以实现在有限的可用带宽内可支持的互不干扰的雷达数目最多，极大地增加了频带利用率。进一步，在对距离分辨率要求不高的场景，最大测距距离足够大，即便雷达无法区分正中频和负中频，在这种设计下，雷达2的发射和反射信号也可能不会对雷达1造成干扰。
本领域技术人员可知，相同类型的雷达具有相同的发射周期，并且每个发射周期的起始时刻在时域上对齐的，这是一种理想的发射状态。在具体的场景中，不同的雷达很可能无法实现真正在同一时刻开始发送，即雷达2与雷达1的发射时刻存在一个误差，即雷达2的信号的发射晚于雷达1信号的发射。造成这个误差的原因有多种，例如用于发射定时的GPS精度有差异，无法精确定时；又如雷达本身的定时精确度存在差异。还可以存在其它可能的发射定时误差。本申请实施例中的发射定时时刻误差T3可以包含所有可能的发射定时时刻误差中的一个或多个。
参见图21A，图21A为雷达信号的发射频率/接收频率随时间变化的示意图五，如果不考虑这个误差，雷达2的发射信号的频率变化曲线会落入实现区域内，那么由于发射时刻误差的存在，雷达2的反射信号会对雷达1造成干扰。图21A是基于第一种可选的设计进行示例性说明，本领域技术人员可知，发射时刻误差的考量可以应用于以上任一种可选的设计。
基于第一种可选的设计，在第六种可选的设计中，所述F1为所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围，T1＝T2+T3，T3为发射定时时刻误差。
参见图21B，图21B为雷达信号的发射频率/接收频率随时间变化的示意图六。邻近频点-频点1和频点2的频域间隔在T2内的频域变化范围的基础上，又增加了T3内的频域变化范围。在雷达具有区分正中频和负中频的能力的情况下，雷达2的反射信号的频率变化曲线(虚线)正好不会落入实线的范围内，不会对雷达1造成干扰。
本领域技术人员可知，上述第六种可选的设计中对发射时刻误差的考量，可以应用到上述第二～五种可选的设计中的任一种。结合第六种可选的设计中的阐述，还存在以下可选的设计。
基于第二种可选的设计，在第七种可选的设计中，所述F1为所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围，所述F1为所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围T1＝M*T2+T3，M为大于1的正数，例如M＝2。
基于第三种可选的设计，在第八种可选的设计中，所述F1为所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围，T1＝T2+T3+T4。具体参见图22。
图22为雷达信号的发射频率/接收频率随时间变化的示意图七。根据图22可知，邻近频点-频点1和频点2之间的频率差值的绝对值综合考虑了最大测距距离、最大干扰容忍距离带来的时延以及发射定时时刻误差范围内的频率变化范围。当雷达2在频点2对应的频带上发射信号时，对于具有区分正中频和负中频能力的雷达1，无论雷达2的发射信号和反射信号，频率的变化曲线都不会落入雷达1的发射信号和反射信号的频率变化曲线中间的区域。对于无法区分正中频和负中频能力的雷达1，雷达2的发射信号不会落入导致负中频的区域内(图22靠上的两条实线之间)，并且，由于已经考虑了最大干扰容忍距离所带来的时延，雷达2的反射信号在经过反射造成的衰减之后，能够对雷达1造成的干扰可能可以忽略，因此雷达2的发射信号和反射信号均不会对雷达造成干扰。
举例来说，雷达1可用带宽为1GHz，最大测距距离是250m，扫频时间(或称为发射周期)为14us，扫频带宽为200MHz，则最大测距距离所带来的时延T2内的频率变化范围(又称中频频率fIF)为23.8MHz；
假定干扰最大容忍距离所带来的传输时延T4为2us，雷达之间的发射定时时刻误差T3为0.5us，则所述F1的值为
fIF+ΔF4+ΔF3＝59.5MHz。
因此，在第二阈值F’等于F1的情况下，N’个频带中任两个频带的最低频率的差值的绝对值为59.5的正整数倍，从而在1GHz带宽内大概支持N’＝13个频带。
基于第四种可选的设计，在第九种可选的设计中，所述F1为所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围，其中，T1＝M*T2+T3+T4。
基于第五种可选的设计，在第十种可选的设计中，所述F1为所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围，T1＝max(T2,T4)+T3。
以上实施例阐述了探测方法中在频域上的雷达信号处理，下面阐述一些时域上可能的处理方式。
上述主要从探测装置，例如雷达，与探测装置之间，或者与目标物体之间交互的角度对本申请实施例提供的方案进行了介绍。可以理解的是，各个装置，例如探测装置、目标物体等为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本申请实施例可以对探测装置进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
比如，以采用集成的方式划分探测装置各个功能模块的情况下，图23示出了本申请上述实施例中所涉及的第一探测装置的一种可能的结构示意图。该第一探测装置23可以包括处理单元2301，用于确定第一频带，该第一频带为N个频带中的一个；发射单元2302，用于在该第一频带内发射无线电信号；其中，该N个频带中的任一个频带与其它N-1个频带中的至少一个频带部分重叠。
可选的，所述N个频带中任两个频带的最低频率的差值的绝对值不小于第一阈值F，其中，N为正整数。
可选的，所述N个频带中除所述第一频带之外的任一个频带的最低频率与该第一频带的最低频率之间的差值的绝对值为第一阈值F的正整数倍。
可选的，所述N个频带包括第二频带和第三频带，第二频带与第三频带的最低频率的差值的绝对值不小于第一阈值F，该第二频带的带宽与第三频带的带宽不同。
可选的，该第二频带为第二频带子集中的频带，第三频带为第三频带子集中的频带，该第二频带子集中任一个频带的带宽为第二带宽，第三频带子集中任一个频带的带宽为第三带宽，该第二带宽不同于第三带宽，该第二频带子集和第三频带子集为所述N个频带的子集。
可选的，第一阈值F的取值根据以下至少一项确定：第二探测装置为干扰源时，第一探测装置的最大干扰容忍距离；第一探测装置的无线电信号的扫频带宽；第一探测装置的最大测距距离；第一探测装置的无线电信号的发射周期；第一探测装置为干扰源时，第二探测装置的最大干扰容忍距离；第二探测装置的无线电信号的扫频带宽；第二探测装置的最大测距距离；
第二探测装置的无线电信号的发射周期。
可选的，第一阈值F的取值满足以下公式：F＝max(|Δf1|,|Δf2|,|Δf|3,|Δf4|)+σ；其中，
Figure BDA0001966718190000211
Figure BDA0001966718190000212
其中，Bi为第一探测装置的无线电信号的扫频带宽，Bj为第二探测装置的无线电信号的扫频带宽，Bi＞Bj，
Figure BDA0001966718190000213
为第二探测装置为干扰源时，第一探测装置的最大干扰容忍距离，Δτ为发射定时误差，
Figure BDA0001966718190000214
为第一探测装置的最大测距距离，
Figure BDA0001966718190000215
为第一探测装置为干扰源时，第二探测装置的最大干扰容忍距离，
Figure BDA0001966718190000216
为第二探测装置的最大测距距离，c为光速，Tci为第一探测装置的无线电信号的发射周期，Tcj为第二探测装置的无线电信号的发射周期，σ为预定义常量或预配置常量。
可选的，该第一频带为第一频带子集中的频带，该第一频带子集为N个频带的子集，其中：第一频带子集中任两个频带的最低频率之间的差值的绝对值为第二阈值F’的正整数倍；其中，第一频带子集对应于第一探测装置，以及，第一频带子集为第二频带子集和所述第三频带子集中的一个。
可选的，所述第二阈值F’大于或等于无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围F1；其中，F’和F1满足：F’＝F1+σ；σ为预定义常量或预配置常量，σ≥0。
可选的，第一时间长度T1的值满足以下中的一个：
Figure BDA0001966718190000217
Figure BDA0001966718190000218
Figure BDA0001966718190000219
其中，
Figure BDA00019667181900002110
为第一探测装置的最大探测距离，Δτ为发射定时时刻误差，
Figure BDA00019667181900002111
为第一探测装置的最大干扰容忍距离，c为光速，M为大于或等于2的整数。
可选的，第一频带的带宽为无线电信号的扫频带宽。
可选的，该探测装置还包括接收单元2303，用于接收所述发射信号的反射信号。
该可选的设计可以独立实现，也可以与上述任一可选的设计集成实现。
图24为本申请实施例提供的第一探测装置的另一种可能的结构示意图，该第一探测装置23可以包处理器2401、发射器2402以及接收器2403。其功能可分别与图23所展示的处理单元2301、发射单元2302以及接收单元2303的具体功能相对应，此处不再赘述。可选的，所述探测装置还可以包含存储器2404，用于存储程序指令和/或数据。
前述图2提供了一种雷达装置的结构示意图。参考上述内容，提出又一可选的方式。图25提供了第一探测装置再一种可能的结构示意图。图23-图25所提供的探测装置可以为实际通信场景中雷达装置的部分或者全部，可以是集成在雷达装置中或者位于雷达装置外部，以实现相应的功能为准，不对结构和组成进行具体限定。
该可选的方式中，探测装置23包括发射天线2501、接收天线2502以及处理器2503。进一步，所述探测装置还包括混频器2504和/或振荡器2505。进一步，所述探测装置还可以包括低通滤波器和/或定向耦合器等。其中，所述发射天线和接收天线用于支持所述探测装置进行无线电通信，所述发射天线支持无线电信号的发射，所述接收天线支持无线电信号的接收和/或反射信号的接收，以最终实现探测功能。所述处理器执行一些可能的确定和/或处理功能。进一步，还控制所述发射天线和/或接收天线的操作。具体的，需要发射的信号通过处理器控制发射天线进行发射，通过接收天线接收到的信号可以传输给处理器进行相应的处理。所述探测装置所包含的各个部件可用于执行本申请方法实施例涉及的任一实施方案。可选的，所述探测装置还可以包含存储器，用于存储程序指令和/或数据。其中，所述发射天线和接收天线可以是独立设置的，也可以集成设置为收发天线，执行相应的收发功能。
需要说明的是，第二探测装置或本申请实施例中任一个探测装置可以具有与第一探测装置相同的结构，即同样适用于图23-图25中所述的结构示意图。
再一种可选的方式，当使用软件实现探测装置时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地实现本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要说明的是，用于执行本申请实施例提供的探测方法的上述探测装置中所包含的处理器可以是中央处理器(CPU)，通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件，硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。所述处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。
结合本申请实施例所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于探测装置中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于探测装置中。
可以理解的是，图23-图25仅仅示出了探测装置的简化设计。在实际应用中，探测可以包含任意数量的发射器，接收器，处理器，控制器，存储器以及其他可能存在的元件。
本申请实施例还提供一种通信系统，其包含执行本申请上述实施例所提到的至少一个探测装置和/或至少一个目标物体。
本申请实施例还提供一种通信系统，其包含执行本申请上述实施例所提到的至少一个探测装置和/或至少一个中央处理器/中央控制器。所述中央处理器/中央控制器用于根据所述至少一个探测装置的输出，控制车辆的行驶和/或其他探测装置的处理。所述中央处理器/中央控制器可以位于车辆中，或者其他可能的位置，以实现所述控制为准。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种利用无线电信号进行目标物探测方法，应用于第一探测装置，其特征在于，所述方法包括：
确定第一频带，所述第一频带为N个频带中的一个；和
在所述第一频带内发射无线电信号；
其中，所述N为正整数，所述N个频带中的任一个频带与其它N-1个频带中的至少一个频带部分重叠，所述N个频带中任两个频带的最低频率的差值的绝对值不小于预设阈值，所述预设阈值的取值根据以下至少一项确定：
第二探测装置为干扰源时，所述第一探测装置的最大干扰容忍距离；
所述第一探测装置的无线电信号的扫频带宽；
所述第一探测装置的最大测距距离；
所述第一探测装置的无线电信号的发射周期；
所述第一探测装置为干扰源时，第二探测装置的最大干扰容忍距离；
所述第二探测装置的无线电信号的扫频带宽；
所述第二探测装置的最大测距距离；
所述第二探测装置的无线电信号的发射周期。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述预设阈值是第一阈值F，所述N个频带中除所述第一频带之外的任一个频带的最低频率与所述第一频带的最低频率之间的差值的绝对值为所述第一阈值F的正整数倍。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述预设阈值是第一阈值F，所述N个频带包括第二频带和第三频带，所述第二频带与所述第三频带的最低频率的差值的绝对值不小于所述第一阈值F，所述第二频带的带宽与所述第三频带的带宽不同。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述第二频带为第二频带子集中的频带，所述第三频带为第三频带子集中的频带，所述第二频带子集中任一个频带的带宽为第二带宽，所述第三频带子集中任一个频带的带宽为第三带宽，所述第二带宽不同于所述第三带宽，所述第二频带子集和所述第三频带子集为所述N个频带的子集。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述第一频带为第一频带子集中的频带，所述第一频带子集为所述N个频带的子集，其中：
所述第一频带子集中任两个频带的最低频率之间的差值的绝对值为第二阈值F’的正整数倍；
其中，所述第一频带子集对应于所述第一探测装置，以及，所述第一频带子集为所述第二频带子集和所述第三频带子集中的一个。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一阈值F的取值满足以下公式：
F＝max(|Δf1|,|Δf2|,|Δf|3,|Δf4|)+σ；
其中，
Figure FDA0003677495250000011
Figure FDA0003677495250000012
其中，Bi为所述第一探测装置的无线电信号的扫频带宽，Bj为所述第二探测装置的无线电信号的扫频带宽，Bi＞Bj，
Figure FDA00036774952500000214
为所述第二探测装置为干扰源时，所述第一探测装置的最大干扰容忍距离，Δτ为发射定时误差，
Figure FDA0003677495250000021
为所述第一探测装置的最大测距距离，
Figure FDA0003677495250000022
为所述第一探测装置为干扰源时，所述第二探测装置的最大干扰容忍距离，
Figure FDA0003677495250000023
为所述第二探测装置的最大测距距离，c为光速，Tci为所述第一探测装置的无线电信号的发射周期，Tcj为所述第二探测装置的无线电信号的发射周期，σ为预定义常量或预配置常量。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二阈值F’大于或等于所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围F1；
其中，所述F’和F1满足：F’＝F1+σ；所述σ为预定义常量或预配置常量，σ≥0。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述第一时间长度T1的值满足以下中的一个：
Figure FDA0003677495250000024
Figure FDA0003677495250000025
Figure FDA0003677495250000026
Figure FDA0003677495250000027
Figure FDA0003677495250000028
Figure FDA0003677495250000029
Figure FDA00036774952500000210
Figure FDA00036774952500000211
其中，
Figure FDA00036774952500000212
为所述第一探测装置的最大探测距离，Δτ为发射定时时刻误差，
Figure FDA00036774952500000213
为所述第一探测装置的最大干扰容忍距离，c为光速，M为大于或等于2的整数。
9.根据权利要求1-5、7-8任一项所述的方法，其特征在于，
所述第一频带的带宽为所述无线电信号的扫频带宽。
10.一种探测装置，其特征在于，所述探测装置为第一探测装置，所述第一探测装置包括：
处理单元，用于确定第一频带，所述第一频带为N个频带中的一个；
发射单元，用于在所述第一频带内发射无线电信号；
其中，所述N为正整数，所述N个频带中的任一个频带与其它N-1个频带中的至少一个频带部分重叠，所述N个频带中任两个频带的最低频率的差值的绝对值不小于预设阈值，所述预设阈值的取值根据以下至少一项确定：
第二探测装置为干扰源时，所述第一探测装置的最大干扰容忍距离；
所述第一探测装置的无线电信号的扫频带宽；
所述第一探测装置的最大测距距离；
所述第一探测装置的无线电信号的发射周期；
所述第一探测装置为干扰源时，第二探测装置的最大干扰容忍距离；
所述第二探测装置的无线电信号的扫频带宽；
所述第二探测装置的最大测距距离；
所述第二探测装置的无线电信号的发射周期。
11.根据权利要求10所述的探测装置，其特征在于，
所述预设阈值是第一阈值F，所述N个频带中除所述第一频带之外的任一个频带的最低频率与所述第一频带的最低频率之间的差值的绝对值为所述第一阈值F的正整数倍。
12.根据权利要求10所述的探测装置，其特征在于，
所述预设阈值是第一阈值F，所述N个频带包括第二频带和第三频带，所述第二频带与所述第三频带的最低频率的差值的绝对值不小于所述第一阈值F，所述第二频带的带宽与所述第三频带的带宽不同。
13.根据权利要求12所述的探测装置，其特征在于，
所述第二频带为第二频带子集中的频带，所述第三频带为第三频带子集中的频带，所述第二频带子集中任一个频带的带宽为第二带宽，所述第三频带子集中任一个频带的带宽为第三带宽，所述第二带宽不同于所述第三带宽，所述第二频带子集和所述第三频带子集为所述N个频带的子集。
14.根据权利要求13所述的探测装置，其特征在于，
所述第一频带为所述第一频带子集中的频带，所述第一频带子集为所述N个频带的子集，其中：
所述第一频带子集中任两个频带的最低频率之间的差值的绝对值为第二阈值F’的正整数倍；
其中，所述第一频带子集对应于所述第一探测装置，以及，所述第一频带子集为所述第二频带子集和所述第三频带子集中的一个。
15.根据权利要求14所述的探测装置，其特征在于，
所述第一阈值F的取值满足以下公式：
F＝max(|Δf1|,|Δf2|,|Δf|3,|Δf4|)+σ；
其中，
Figure FDA0003677495250000031
Figure FDA0003677495250000032
其中，Bi为所述第一探测装置的无线电信号的扫频带宽，Bj为所述第二探测装置的无线电信号的扫频带宽，Bi＞Bj，
Figure FDA0003677495250000033
为所述第二探测装置为干扰源时，所述第一探测装置的最大干扰容忍距离，Δτ为发射定时误差，
Figure FDA0003677495250000034
为所述第一探测装置的最大测距距离，
Figure FDA0003677495250000035
为所述第一探测装置为干扰源时，所述第二探测装置的最大干扰容忍距离，
Figure FDA0003677495250000036
为所述第二探测装置的最大测距距离，c为光速，Tci为所述第一探测装置的无线电信号的发射周期，Tcj为所述第二探测装置的无线电信号的发射周期，σ为预定义常量或预配置常量。
16.根据权利要求14所述的探测装置，其特征在于，所述第二阈值F’大于或等于所述无线电信号在第一时间长度T1内的频率变化范围F1；
其中，所述F’和F1满足：F’＝F1+σ；所述σ为预定义常量或预配置常量，σ≥0。
17.根据权利要求16所述的探测装置，其特征在于，
所述第一时间长度T1的值满足以下中的一个：
Figure FDA0003677495250000037
Figure FDA0003677495250000038
Figure FDA0003677495250000039
Figure FDA00036774952500000310
Figure FDA00036774952500000311
Figure FDA0003677495250000041
Figure FDA0003677495250000042
Figure FDA0003677495250000043
其中，
Figure FDA0003677495250000044
为所述第一探测装置的最大探测距离，Δτ为发射定时时刻误差，
Figure FDA0003677495250000045
为所述第一探测装置的最大干扰容忍距离，c为光速，M为大于或等于2的整数。
18.根据权利要求10-14、16-17任一项所述的探测装置，其特征在于，
所述第一频带的带宽为所述无线电信号的扫频带宽。
19.一种探测器，其特征在于，所述探测器是第一探测器，所述第一探测器包括处理器、发射天线，
所述处理器用于确定第一频带，所述第一频带为N个频带中的一个；
所述发射天线用于在所述第一频带内发射无线电信号；
其中，所述N为正整数，所述N个频带中的任一个频带与其它N-1个频带中的至少一个频带部分重叠，所述N个频带中任两个频带的最低频率的差值的绝对值不小于预设阈值，所述预设阈值的取值根据以下至少一项确定：
第二探测器为干扰源时，所述第一探测器的最大干扰容忍距离；
所述第一探测器的无线电信号的扫频带宽；
所述第一探测器的最大测距距离；
所述第一探测器的无线电信号的发射周期；
所述第一探测器为干扰源时，第二探测器的最大干扰容忍距离；
所述第二探测器的无线电信号的扫频带宽；
所述第二探测器的最大测距距离；
所述第二探测器的无线电信号的发射周期。
20.根据权利要求19所述的探测器，其特征在于，
所述第一探测器还包括接收天线，用于接收所述无线电信号的反射信号，所述反射信号为所述无线电信号经由目标物反射的信号。
21.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机程序，当所述计算机程序在至少一个存储节点上运行时，所述至少一个存储节点执行权利要求1-9中任一项所述的方法。
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