CN112098991A - 多目标三维回波模拟方法、装置、终端及存储介质 - Google Patents

多目标三维回波模拟方法、装置、终端及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明属于雷达回波模拟技术领域，尤其涉及一种多目标三维回波模拟方法，包括：获取第一信息，其中，所述第一信息包括待模拟目标个数和待模拟帧数；对于每一帧，计算该帧中各个目标的回波数据；将该帧中各个目标的回波数据叠加，获得该帧的数字回波矩阵；获取所有帧的数字回波矩阵，得到模拟的多目标三维回波。上述方法可以同时模拟多个目标，多帧的三维数字回波，充分模拟算法的各种边界条件，降低数字回波采集复杂度，从而方便算法调试。

Description

多目标三维回波模拟方法、装置、终端及存储介质
技术领域
本发明属于雷达回波模拟技术领域，尤其涉及一种多目标三维回波模拟方法、装置、终端及存储介质。
背景技术
随着雷达应用场景的不断拓展，对雷达信号处理算法提出了越来越高的要求。雷达信号处理算法对实际采集的目标数字回波进行处理，获得目标的径向距离、方位角度、俯仰角度、径向速度等信息。对于持续运动的目标，雷达在每一帧都获得目标的上述信息，进而获得目标的运动轨迹。
在算法调试过程中，往往需要对精确已知径向距离、角度、径向速度的数字回波信号进行处理，并将处理结果与已知参数进行对比，以验证算法的可行性。对于连续运动的目标，还需要对多帧的信号进行处理并得到目标的运动轨迹，以验证算法的稳健性。由于实际目标的精确径向距离、角度、速度往往难以得到，而且需要目标配合运动进行数据采集，增加了数据获取的复杂度。因此在实际中，需要使用计算机对目标的数字回波进行模拟，来快捷地获得可靠的回波数据，并充分模拟算法的各种边界条件，方便算法调试。
现有数字回波模拟技术往往是针对单个目标的，无法模拟多个目标，且现有方法只能模拟单帧的数据，无法模拟多帧的数字回波，也就无法验证算法对于连续运动目标的有效性和稳健性。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种多目标三维回波模拟方法、装置、终端及存储介质，以解决现有的回波模拟方法无法模拟多个目标和无法模拟多帧回波的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种多目标三维回波模拟方法，包括：
获取第一信息，其中，所述第一信息包括待模拟目标个数和待模拟帧数；
对于每一帧，计算该帧中各个目标的回波数据；
将该帧中各个目标的回波数据叠加，获得该帧的数字回波矩阵；
获取所有帧的数字回波矩阵，得到模拟的多目标三维回波。
可选的，所述计算该帧中各个目标的回波数据包括：
计算该帧中各个目标的方位导向矢量；
计算该帧中各个目标的俯仰导向矢量；
计算该帧中各个目标的数字回波信号。
可选的，在所述计算该帧中各个目标的回波数据之前，所述方法还包括：
获取第二信息，其中，所述第二信息包括天线个数；
所述第一信息还包括每帧中待模拟的各个目标的方位角和俯仰角；
所述计算该帧中各个目标的方位导向矢量包括：
基于每帧中待模拟的各个目标的方位角和俯仰角，生成目标方位矩阵和目标俯仰矩阵；
基于所述天线个数生成方位阵列模式；
对于该帧中每一个目标：
基于所述目标方位矩阵、所述目标俯仰矩阵和所述方位阵列模式计算该目标的方位导向矢量；
获取该帧中各个目标的方位导向矢量。
可选的，所述计算该帧中各个目标的俯仰导向矢量包括：
基于所述天线个数生成俯仰阵列模式；
对于该帧中每一个目标：
基于所述目标俯仰矩阵和所述俯仰阵列模式计算该目标的俯仰导向矢量获取该帧中各个目标的俯仰导向矢量。
可选的，所述第一信息还包括每帧中待模拟的各个目标的距离、速度和幅度；
所述第二信息还包括一帧中的脉冲个数、一个脉冲中包含的点数、脉冲调频斜率、脉冲时间、载频和采样频率；
所述计算该帧中各个目标的数字回波信号包括：
基于每帧中待模拟的各个目标的距离、速度和幅度，生成目标距离矩阵、目标俯仰速度矩阵和目标幅度矩阵；
对于该帧中每一个目标：
基于所述脉冲调频斜率和所述目标距离矩阵计算该目标的距离频率差；
基于所述目标俯仰速度矩阵和所述载频计算该目标的速度频率差；
基于所述目标幅度矩阵、该目标的速度频率差、该目标的距离频率差、所述一个脉冲中包含的点数、所述采样频率、所述一帧中的脉冲个数和所述脉冲时间计算该目标的回波信号；
获取该帧中各个目标的回波信号。
可选的，所述将该帧中各个目标的回波数据叠加，获得该帧的数字回波矩阵，包括：
基于该帧中各个目标的方位导向矢量和该帧中各个目标的俯仰导向矢量，叠加该帧中各个目标的数字回波信号，获得该帧的数字回波矩阵。
可选的，所述获取所有帧的数字回波矩阵，得到模拟的多目标三维回波，包括：
将所有帧的数字回波矩阵存入三维矩阵中，得到模拟的多目标三维回波。
本发明实施例的第二方面提供了一种多目标三维回波模拟装置，包括：
第一获取模块，用于获取第一信息，其中，所述第一信息包括待模拟目标个数和待模拟帧数；
第一计算模块，用于对于每一帧，计算该帧中各个目标的回波数据；
第二计算模块，用于将该帧中各个目标的回波数据叠加，获得该帧的数字回波矩阵；
回波生成模块，用于获取所有帧的数字回波矩阵，得到模拟的多目标三维回波。
本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本发明实施例第一方面提供的多目标三维回波模拟方法的步骤。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面提供的多目标三维回波模拟方法的步骤。
本发明实施例首先获取包括待模拟目标个数和待模拟帧数第一信息；获取后，对于每一帧，计算该帧中各个目标的回波数据，从而可以获得一帧中多个目标的回波数据；通过将该帧中各个目标的回波数据叠加，获得该帧的数字回波矩阵，再依次计算所有帧的数字回波矩阵，获取所有帧的数字回波矩阵，从而获得了同时模拟多帧多目标的三维数字回波。本发明实施例提供的模拟方法可以模拟多帧多个目标的三维数字回波，使用该三维数字回波可以更好的验证算法对于连续运动目标的有效性和稳健性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的多目标三维回波模拟方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的天线阵列的示意图；
图3是本发明实施例提供的多目标三维回波模拟装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图1是发明实施例提供的多目标三维回波模拟方法的流程示意图，参示图1，模拟方法包括：
步骤S101，获取第一信息，其中，所述第一信息包括待模拟目标个数和待模拟帧数。
本发明实施例中，首先获取第一信息，该第一信息指示了待模拟目标个数和待模拟帧数，以便后续步骤中根据对该第一信息中包含的目标和帧进行模拟回波的生成。
步骤S102，对于每一帧，计算该帧中各个目标的回波数据。
本发明实施例中，针对多帧多目标的模拟，首先可以对多帧中的一帧进行模拟，例如，可以对该帧中的每个目标依次计算其回波数据。本实施例中的回波数据的计算可以针对平面目标，也可以针对三维目标。在计算平面目标时，该目标的回波数据则包含了该目标的距离和方位角信息，在计算三维目标时，该目标的回波数据则还包含了该目标的俯仰角信息。
步骤S103，将该帧中各个目标的回波数据叠加，获得该帧的数字回波矩阵。
本发明实施例中，在获得了该帧中每个目标的回波数据后，将每个目标的回波数据进行叠加，即获得了该帧的数字回波矩阵，实现了对一帧中多个目标的数字回波模拟。
步骤S104，获取所有帧的数字回波矩阵，得到模拟的多目标三维回波。
本发明实施例中，依次基于上文在中所述的流程方法计算所有帧的数字回波数据，获得所有帧的数字回波矩阵，即实现了对多帧多目标的数字回波模拟，也可以理解为实现了对多个运动目标的数字回波模拟。
本发明实施例提供的模拟方法，首先获取包括待模拟目标个数和待模拟帧数第一信息；获取后，对于每一帧，计算该帧中各个目标的回波数据，从而可以获得一帧中多个目标的回波数据；通过将该帧中各个目标的回波数据叠加，获得该帧的数字回波矩阵，再依次计算所有帧的数字回波矩阵，获取所有帧的数字回波矩阵，从而获得了同时模拟多帧多目标的三维数字回波。本发明实施例提供的模拟方法可以模拟多帧多个目标的三维数字回波，使用该三维数字回波可以更好的验证算法对于连续运动目标的有效性和稳健性。
一些实施例中，为了计算所有帧中所有目标的回波数据，可以在进行回波数据的计算前，获取包括一帧中的脉冲个数和一个脉冲中包含的点数的第二信息，基于一帧中的脉冲个数Nc和一个脉冲中包含的点数Ns生成nc和ns网格：
Figure BDA0002663055670000061
共Ns行，Nc列
Figure BDA0002663055670000062
共Nc行，Ns列。
一些实施例中，所述计算该帧中各个目标的回波数据可以包括：计算该帧中各个目标的方位导向矢量；计算该帧中各个目标的俯仰导向矢量；计算该帧中各个目标的数字回波信号。
本发明实施例中，分别计算该帧中各个目标的方位导向矢量、俯仰导向矢量和数字回波信号，即目标的回波数据包括了该目标的俯仰角信息，进而可以实现对多个三维目标的模拟。
一些实施例中，在所述计算该帧中各个目标的回波数据之前，所述方法还可以包括：获取第二信息，其中，所述第二信息包括天线个数；所述第一信息还包括每帧中待模拟的各个目标的方位角和俯仰角；所述计算该帧中各个目标的方位导向矢量包括：基于每帧中待模拟的各个目标的方位角和俯仰角，生成目标方位矩阵和目标俯仰矩阵；基于所述天线个数生成方位阵列模式；对于该帧中每一个目标：基于所述目标方位矩阵、所述目标俯仰矩阵和所述方位阵列模式计算该目标的方位导向矢量；获取该帧中各个目标的方位导向矢量。
本发明实施例中，对一帧中各个目标的方位导向矢量进行计算前，还获取第二信息，该第二信息为雷达系统参数信息。本实施例获取的雷达参数信息包括天线个数，以图2所示的阵列天线为例，用Nr表示该天线的总个数，则Nr＝M*N，M为每一列的天线个数，N为每一行的天线个数；图2不构成对阵列天线的限定，N也可以为每一列的天线个数，M也可以为每一行的天线个数。本实施例中第一信息还包括模拟参数信息：每帧中待模拟的各个目标的方位角和每帧中待模拟的各个目标的俯仰角。
在获取上文所述的天线个数以及每帧中待模拟的各个目标的方位角和每帧中待模拟的各个目标的俯仰角信息后，对该帧中各个目标的方位导向矢量进行计算：首先根据模拟参数信息，即根据每帧中待模拟的各个目标的方位角和俯仰角生成对应的目标参数矩阵；具体的，根据每帧中待模拟的各个目标的方位角生成目标方位矩阵，根据每帧中待模拟的各个目标的俯仰角生成目标俯仰矩阵。一个具体的算例中，设待模拟目标个数为target_num，待模拟帧数为frame_num，则有：
生成目标方位矩阵AT为：其行数索引1,2...frame_num代表帧号，列数索引1,2...target_num代表目标号。AT(i,j)代表待模拟的第j个目标在第i帧的方位角，其中i＝1,2...frame_num，j＝1,2...target_num；
生成目标俯仰矩阵ET为：其行数索引1,2...frame_num代表帧号，列数索引1,2...target_num代表目标号。ET(i,j)代表需要模拟的第j个目标在第i帧的俯仰角，其中i＝1,2...frame_num，j＝1,2...target_num。
基于上述算例获得了目标方位矩阵AT和目标俯仰矩阵ET，继续根据天线个数生成方位阵列模式，设天线个数Nr＝M*N，则有：
将0.-1,-2...-(N-1)重复M次，构成一个行向量，方位阵列模式为：
Figure BDA0002663055670000081
式中，azi_antenna_pattern表示方位阵列模式。
在获得了目标方位矩阵AT、目标俯仰矩阵ET以及方位阵列模式azi_antenna_pattern后，对于该帧中每一个目标，基于目标方位矩阵AT、目标俯仰矩阵ET以及方位阵列模式azi_antenna_pattern计算该目标的方位导向矢量。
一个实施例中，对于该帧中每一个目标：基于所述目标方位矩阵、所述目标俯仰矩阵和所述方位阵列模式计算该目标的方位导向矢量，过程为：
通过
A(:,i_target)＝exp{-j*π*[sin(AT(i_target))*cos(ET(i_target))*azi_attenna_pattern]}
计算该目标的方位导向矢量；式中，i_target表示当前遍历的目标，i_target＝1：target_num，A(:,i_target)表示该目标的方位导向矢量，AT(i_target)表示目标i_target在目标方位矩阵AT中对应的部分，ET(i_target)表示目标i_target在目标俯仰矩阵ET中对应的部分。
基于上述方法，遍历该帧中的各个目标，获取该帧中各个目标的方位导向矢量。
一些实施例中，所述计算该帧中各个目标的俯仰导向矢量可以包括：基于所述天线个数生成俯仰阵列模式；对于该帧中每一个目标：基于所述目标俯仰矩阵和所述俯仰阵列模式计算该目标的俯仰导向矢量获取该帧中各个目标的俯仰导向矢量。
本发明实施例中，延续上文中所用的字母标号，目标俯仰矩阵的生成方法可以参照其他实施例中的生成方法，在此不再赘述。一个具体的算例中，根据天线个数生成方位阵列模式，设天线个数Nr＝M*N，生成俯仰阵列模式为：
Figure BDA0002663055670000091
式中，ele_antenna_pattern表示俯仰阵列模式。
在获得了目标俯仰矩阵ET以及俯仰阵列模式ele_antenna_pattern后，对于该帧中每一个目标，基于目标俯仰矩阵ET以及方位阵列模式azi_antenna_pattern计算该目标的方位导向矢量，过程为：
通过
E(:,i_target)＝exp{-j*π*[sin(ET(i_target))*ele_attenna_pattern]}
计算该目标的俯仰导向矢量；式中，i_target表示当前遍历的目标，i_target＝1：target_num，E(:,i_target)表示该目标的俯仰导向矢量，ET(i_target)表示目标i_target在目标俯仰矩阵ET中对应的部分。
基于上述方法，遍历该帧中的各个目标，获取该帧中各个目标的俯仰导向矢量。
一些实施例中，所述第一信息还可以包括每帧中待模拟的各个目标的距离、速度和幅度；所述第二信息还可以包括一帧中的脉冲个数、一个脉冲中包含的点数、脉冲调频斜率、脉冲时间、载频和采样频率；所述计算该帧中各个目标的数字回波信号可以包括：基于每帧中待模拟的各个目标的距离、速度和幅度，生成目标距离矩阵、目标俯仰速度矩阵和目标幅度矩阵；对于该帧中每一个目标：基于所述脉冲调频斜率和所述目标距离矩阵计算该目标的距离频率差；基于所述目标俯仰速度矩阵和所述载频计算该目标的速度频率差；基于所述目标幅度矩阵、该目标的速度频率差、该目标的距离频率差、所述一个脉冲中包含的点数、所述采样频率、所述一帧中的脉冲个数和所述脉冲时间计算该目标的回波信号；获取该帧中各个目标的回波信号。
本发明实施例中，获取的模拟参数信息，即第一信息，还包括有每帧中待模拟的各个目标的距离、速度和幅度。获取的雷达系统参数，即第二信息，还包括有一帧中的脉冲个数、一个脉冲中包含的点数、脉冲调频斜率、脉冲时间、载频和采样频率。在获取上述信息后，对该帧中各个目标的回波信号进行计算：首先根据模拟参数信息，即根据每帧中待模拟的各个目标的距离、速度和幅度生成对应的目标参数矩阵；具体的，根据每帧中待模拟的各个目标的距离生成目标距离矩阵，根据每帧中待模拟的各个目标的速度生成目标俯仰速度矩阵，根据每帧中待模拟的各个目标的幅度生成目标幅度矩阵。
一个具体算例中，生成的目标距离矩阵R为：其行数索引1,2...frame_num代表帧号，列数索引1,2...target_num代表目标号。R(i,j)代表需要模拟的第j个目标在第i帧的径向距离，其中i＝1,2...frame_num，j＝1,2...target_num；
生成的目标俯仰速度矩阵V为：其行数索引1,2...frame_num代表帧号，列数索引1,2...target_num代表目标号。V(i,j)代表需要模拟的第j个目标在第i帧的速度，其中i＝1,2...frame_num，j＝1,2...target_num；
生成的目标幅度矩阵P为：其行数索引1,2...frame_num代表帧号，列数索引1,2...target_num代表目标号。P(i,j)代表需要模拟的第j个目标在第i帧的幅度，其中i＝1,2...frame_num，j＝1,2...target_num；上述矩阵式中各字母标号的含义参见上文。
在获得了目标距离矩阵R、目标俯仰速度矩阵V以及目标幅度矩阵P后，对于该帧中每一个目标，基于脉冲调频斜率和所述目标距离矩阵计算该目标的距离频率差，可以包括：
通过
fr(i_target)＝k*2*R(i_target)/c
计算该目标的距离频率差；式中，fr(i_target)表示该目标的距离频率差，k表示脉冲调频斜率，R(i_target)表示目标i_target在目标距离矩阵R中对应的部分，c为光速。
基于目标俯仰速度矩阵和载频计算该目标的速度频率差，可以包括：
通过
fd(i_target)＝2*V(i_target)/lamda
计算该目标的速度频率差；式中，fd(i_target)表示该目标的速度频率差，V(i_target)表示目标i_target在目标俯仰速度矩阵V中对应的部分，lamda表示雷达发射电磁波的波长，lamda＝c/f0，f0表示载频，c为光速。
基于目标幅度矩阵、该目标的速度频率差、该目标的距离频率差、一个脉冲中包含的点数、采样频率、一帧中的脉冲个数和脉冲时间计算该目标的回波信号，可以包括：
通过
s(i_target,:)＝P(i_target)*exp(j*2π*fr(i_target)*ns/fs)⊙exp(j*2π*fd(i_target)*nc*T)
计算该目标的回波信号；式中，s(i_target,:)表示该目标的回波信号，P(i_target)表示目标i_target在目标幅度矩阵P中对应的部分，fr(i_target)表示该目标的距离频率差，fd(i_target)表示该目标的速度频率差，ns表示一个脉冲中包含的点数，fs表示采样频率，nc表示一帧中的脉冲个数，T表示脉冲时间。
基于上述方法，遍历该帧中的各个目标，获取该帧中各个目标的回波信号。
一些实施例中，所述将该帧中各个目标的回波数据叠加，获得该帧的数字回波矩阵，可以包括：基于该帧中各个目标的方位导向矢量和该帧中各个目标的俯仰导向矢量，叠加该帧中各个目标的数字回波信号，获得该帧的数字回波矩阵。
本发明实施例中，在获得了该帧中各个目标的方位导向矢量、该帧中各个目标的俯仰导向矢量和该帧中各个目标的数字回波信号后，可以通过
X＝(A⊙E)*s
将该帧中各个目标的数字回波信号叠加，获得该帧的数字回波矩阵；式中，X表示该帧的数字回波矩阵，A表示该帧中各目标的方位导向矢量构成的矩阵，E表示该帧中各目标的俯仰导向矢量构成的矩阵，s表示该帧中各目标的数字回波信号构成的矩阵。
一些实施例中，所述获取所有帧的数字回波矩阵，得到模拟的多目标三维回波，可以包括：将所有帧的数字回波矩阵存入三维矩阵中，得到模拟的多目标三维回波。
本发明实施例中，可以记N_frame＝Ns*Nc是一帧中总共包含的点数，则X是一个Nr*(N_frame)的二维矩阵。将其放入矩阵X3d中：
X3d(i_frame,:,:)＝X
式中，i_frame为该帧的编号，X3d(i_frame,:,:)表示矩阵X3d中的第i_frame个元素。继续计算下一帧的数字回波，直至遍历完所有frame_num帧，X3d存储了所有帧的数字回波，得到模拟的多目标三维回波。
一些实施例中，在得到模拟的多目标三维回波后，模拟方法还可以包括：将存储有所有帧的数字回波矩阵的三维矩阵，如矩阵X3d，存储到雷达FLASH中，供雷达上点提取并验证算法。
本发明实施例提供的三维回波模拟方法，不仅解决了传统方法中无法模拟多个目标、无法模拟多帧回波的问题，相对于往往是针对单个平面目标的，只模拟了目标的径向距离、方位角度，无法模拟目标的俯仰角度的传统的数字回波模拟技术，还解决了无法模拟回波俯仰角度。因此，使用本发明实施例提供的回波模拟方法模拟生成的数字回波，可以充分模拟算法的各种边界条件，降低数字回波采集复杂度，提高算法调试的方便性。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图3是本发明实施例提供的多目标三维回波模拟装置的结构示意图，参示图3，多目标三维回波模拟装置30包括：
第一获取模块31，用于获取第一信息，其中，所述第一信息包括待模拟目标个数和待模拟帧数；
第一计算模块32，用于对于每一帧，计算该帧中各个目标的回波数据；
第二计算模块33，用于将该帧中各个目标的回波数据叠加，获得该帧的数字回波矩阵；
回波生成模块34，用于获取所有帧的数字回波矩阵，得到模拟的多目标三维回波。
一些实施例中，所述计算该帧中各个目标的回波数据可以包括：
计算该帧中各个目标的方位导向矢量；
计算该帧中各个目标的俯仰导向矢量；
计算该帧中各个目标的数字回波信号。
一些实施例中，在所述计算该帧中各个目标的回波数据之前，所述第一获取模块还可以用于：
获取第二信息，其中，所述第二信息包括天线个数；
所述第一信息还包括每帧中待模拟的各个目标的方位角和俯仰角；
所述计算该帧中各个目标的方位导向矢量可以包括：
基于每帧中待模拟的各个目标的方位角和俯仰角，生成目标方位矩阵和目标俯仰矩阵；
基于所述天线个数生成方位阵列模式；
对于该帧中每一个目标：
基于所述目标方位矩阵、所述目标俯仰矩阵和所述方位阵列模式计算该目标的方位导向矢量；
获取该帧中各个目标的方位导向矢量。
一些实施例中，所述计算该帧中各个目标的俯仰导向矢量可以包括：
基于所述天线个数生成俯仰阵列模式；
对于该帧中每一个目标：
基于所述目标俯仰矩阵和所述俯仰阵列模式计算该目标的俯仰导向矢量获取该帧中各个目标的俯仰导向矢量。
一些实施例中，所述第一信息还可以包括每帧中待模拟的各个目标的距离、速度和幅度；
所述第二信息还可以包括一帧中的脉冲个数、一个脉冲中包含的点数、脉冲调频斜率、脉冲时间、载频和采样频率；
所述计算该帧中各个目标的数字回波信号可以包括：
基于每帧中待模拟的各个目标的距离、速度和幅度，生成目标距离矩阵、目标俯仰速度矩阵和目标幅度矩阵；
对于该帧中每一个目标：
基于所述脉冲调频斜率和所述目标距离矩阵计算该目标的距离频率差；
基于所述目标俯仰速度矩阵和所述载频计算该目标的速度频率差；
基于所述目标幅度矩阵、该目标的速度频率差、该目标的距离频率差、所述一个脉冲中包含的点数、所述采样频率、所述一帧中的脉冲个数和所述脉冲时间计算该目标的回波信号；
获取该帧中各个目标的回波信号。
一些实施例中，所述将该帧中各个目标的回波数据叠加，获得该帧的数字回波矩阵，可以包括：
基于该帧中各个目标的方位导向矢量和该帧中各个目标的俯仰导向矢量，叠加该帧中各个目标的数字回波信号，获得该帧的数字回波矩阵。
一些实施例中，所述获取所有帧的数字回波矩阵，得到模拟的多目标三维回波，可以包括：
将所有帧的数字回波矩阵存入三维矩阵中，得到模拟的多目标三维回波。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、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单元、模块完成，即将所述多目标三维回波模拟装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
图4本发明一实施例提供的终端设备的示意图。如图4所示，在本实施例中，终端设备40包括：处理器41、存储器42以及存储在所述存储器42中并可在所述处理器41上运行的计算机程序43。所述处理器41执行所述计算机程序43时实现如实施例第一方面中所述的各实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至S104。或者，所述处理器41执行所述计算机程序43时实现上述多目标三维回波模拟装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块31至34的功能。
示例性地，所述计算机程序43可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器42中，并由所述处理器41执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序43在所述终端设备40中的执行过程。
所述终端设备可以是手机、平板电脑等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器41、存储器42。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是终端设备40的示例，并不构成对终端设备40的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备40还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器41可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器42可以是所述终端设备40的内部存储单元，例如终端设备40的硬盘或内存。所述存储器42也可以是所述终端设备40的外部存储设备，例如所述终端设备40上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器42还可以既包括所述终端设备40的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器42用于存储所述计算机程序43以及所述终端设备40所需的其他程序和数据。所述存储器42还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如实施例第一方面所述的各实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101至步骤S104。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，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，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，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。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的多目标三维回波模拟方法、装置、终端及存储介质，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的多目标三维回波模拟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系统，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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，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或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。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。
所述集成的模块/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，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也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计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多目标三维回波模拟方法，其特征在于，包括：
获取第一信息，其中，所述第一信息包括待模拟目标个数和待模拟帧数；
对于每一帧，计算该帧中各个目标的回波数据；
将该帧中各个目标的回波数据叠加，获得该帧的数字回波矩阵；
获取所有帧的数字回波矩阵，得到模拟的多目标三维回波。
2.如权利要求1所述的多目标三维回波模拟方法，其特征在于，所述计算该帧中各个目标的回波数据包括：
计算该帧中各个目标的方位导向矢量；
计算该帧中各个目标的俯仰导向矢量；
计算该帧中各个目标的数字回波信号。
3.如权利要求2所述的多目标三维回波模拟方法，其特征在于，在所述计算该帧中各个目标的回波数据之前，所述方法还包括：
获取第二信息，其中，所述第二信息包括天线个数；
所述第一信息还包括每帧中待模拟的各个目标的方位角和俯仰角；
所述计算该帧中各个目标的方位导向矢量包括：
基于每帧中待模拟的各个目标的方位角和俯仰角，生成目标方位矩阵和目标俯仰矩阵；
基于所述天线个数生成方位阵列模式；
对于该帧中每一个目标：
基于所述目标方位矩阵、所述目标俯仰矩阵和所述方位阵列模式计算该目标的方位导向矢量；
获取该帧中各个目标的方位导向矢量。
4.如权利要求3所述的多目标三维回波模拟方法，其特征在于，所述计算该帧中各个目标的俯仰导向矢量包括：
基于所述天线个数生成俯仰阵列模式；
对于该帧中每一个目标：
基于所述目标俯仰矩阵和所述俯仰阵列模式计算该目标的俯仰导向矢量获取该帧中各个目标的俯仰导向矢量。
5.如权利要求4所述的多目标三维回波模拟方法，其特征在于，
所述第一信息还包括每帧中待模拟的各个目标的距离、速度和幅度；
所述第二信息还包括一帧中的脉冲个数、一个脉冲中包含的点数、脉冲调频斜率、脉冲时间、载频和采样频率；
所述计算该帧中各个目标的数字回波信号包括：
基于每帧中待模拟的各个目标的距离、速度和幅度，生成目标距离矩阵、目标俯仰速度矩阵和目标幅度矩阵；
对于该帧中每一个目标：
基于所述脉冲调频斜率和所述目标距离矩阵计算该目标的距离频率差；
基于所述目标俯仰速度矩阵和所述载频计算该目标的速度频率差；
基于所述目标幅度矩阵、该目标的速度频率差、该目标的距离频率差、所述一个脉冲中包含的点数、所述采样频率、所述一帧中的脉冲个数和所述脉冲时间计算该目标的回波信号；
获取该帧中各个目标的回波信号。
6.如权利要求2所述的多目标三维回波模拟方法，其特征在于，所述将该帧中各个目标的回波数据叠加，获得该帧的数字回波矩阵，包括：
基于该帧中各个目标的方位导向矢量和该帧中各个目标的俯仰导向矢量，叠加该帧中各个目标的数字回波信号，获得该帧的数字回波矩阵。
7.如权利要求1-6任一项所述的多目标三维回波模拟方法，其特征在于，所述获取所有帧的数字回波矩阵，得到模拟的多目标三维回波，包括：
将所有帧的数字回波矩阵存入三维矩阵中，得到模拟的多目标三维回波。
8.一种多目标三维回波模拟装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取第一信息，其中，所述第一信息包括待模拟目标个数和待模拟帧数；
第一计算模块，用于对于每一帧，计算该帧中各个目标的回波数据；
第二计算模块，用于将该帧中各个目标的回波数据叠加，获得该帧的数字回波矩阵；
回波生成模块，用于获取所有帧的数字回波矩阵，得到模拟的多目标三维回波。
9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的多目标三维回波模拟方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的多目标三维回波模拟方法的步骤。
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