CN112654895B - 一种雷达探测方法及相关装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种雷达测距方法及相关装置，该方法包括：获取第一信号，其中，所述第一信号为拍频信号中经低频抑制后的频域信号，所述拍频信号为基于调频连续波FMCW雷达发射的出射信号和接收的回波信号混频后得到的信号；在频域上对所述第一信号进行均值梯度计算，得到第二信号；根据第二信号中的峰值信号计算目标物的速度或距离中至少一项，采用本申请实施例，能够提高雷达探测结果的准确性，同时降低实现成本。

Description

一种雷达探测方法及相关装置
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种雷达探测方法及相关装置。
背景技术
调频连续波(frequency modulated continuous wave，FMCW)雷达是一种测距设备，FMCW雷达包含不同的细分种类，例如，采用无线电波的调频连续波雷达称为FMCWRADAR，再如，采用激光的调频连续波雷达称为FMCW LIDAR。不管哪种类型的FMCW雷达，其均包含图1所示结构，图1中，雷达产生出经过频率调制的射频或激光信号，将产生的调频信号分成两路，其中一路作为本地参考信号(也称本振信号)，另一路出射至被测目标物(也称反射物)并被目标物表面反射，形成回波信号。
图2示意了FMCW雷达对参考信号和回波信号的处理过程，如图2中的(a)部分，粗线示意了发射信号和参考信号的调频信号的频率随时间发生变化，其中前一半时间，信号频率由低向高随时间递增，后一半时间，信号频率由高向低随时间递减。细线示意了上述回波信号。回波信号和参考信号经过混频器可输出拍频信号，拍频信号的频率是参考信号与回波信号的频率差，如图2的(b)部分所示。理想条件下，拍频信号有固定的频率(如图中的虚线内部分)，如图2的(c)部分所示，通过对拍频信号进行频域分析(一般是做FFT)，可以检测出拍频信号的频率，这里的频率与目标物的距离和速度有一一对应关系，所以根据拍频信号的频率，可以计算出目标物的速度与距离信息。
FMCW雷达中，拍频信号的频率与目标物(也称反射物)的距离成正比，远距离物体对应更高的拍频频率，而近距离的物体形成更低的拍频频率。FMCW雷达中一个普遍存在的问题是，低频串扰的问题。如图3所示，这一般是由于光学器件的能量泄露，与参考信号(也称本振信号)形成低频形成了拍频信号。或者是镜头等光学器件的反射光与参考信号(也称本振信号)形成低频的拍频信号。这些低频的干扰的能量往往远超过实际回波的能量。如图4所示，在较低的频率部分，信号的能量远超过高频部分。这会对实际信号的检测带来很大的困难。目前一般通过硬件隔离的方式来达到避免串扰的目标，例如隔离FMCW雷达发射信号的光路和接收信号的光路等。然而，通过硬件达到的隔离度是有限的，干扰依旧会存在，并且要保证较高的隔离度会显著提升硬件成本。
发明内容
本申请实施例公开了一种雷达测距方法及相关装置，能够提高雷达探测结果的准确性，同时降低实现成本。
第一方面，本申请实施例提供一种雷达测距方法，该方法包括：
获取第一信号，其中，所述第一信号为拍频信号中经低频抑制后的频域信号，所述拍频信号为基于调频连续波FMCW雷达发射的出射信号和接收的回波信号混频后得到的信号；
在频域上对所述第一信号进行均值梯度计算，得到第二信号；其中，所述均值梯度计算用于突出所述第一信号中每个采样点的信号值与周围采样点的信号值之间的差异；
根据第二信号中的峰值信号计算目标物的速度或距离中至少一项。
在上述方法中，对拍频信号的频域信号进行低频抑制，从而降低低频干扰对后续计算目标物速度或距离的影响；为了避免低频抑制导致低频部分可能存在的波峰信号被削掉，又进一步通过均值梯度计算的方式突出低频部分可能存在的波峰信号；因此，采用本申请实施例的方案计算出的雷达探测结果的准确性较高。另外，由于本申请实施例的实现是通过对信号进行特殊处理来完成，无需对雷达的硬件结构进行改进，因此实现成本较低。
结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述获取第一信号，包括：
对所述拍频信号进行低频抑制，得到第一过渡信号；
对所述第一过渡信号进行离散傅里叶变换或者短时傅里叶变换，得到第一信号。
结合第一方面，或者第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第一方面的又一种可能的实现方式中，所述获取第一信号，包括：
对所述拍频信号进行离散傅里叶变换或者短时傅里叶变换，得到第二过渡信号；
对所述第二过渡信号低频抑制，得到第一信号。
结合第一方面，或者第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第一方面的又一种可能的实现方式中，所述低频抑制是通过数字抽头滤波器实现的，或者，所述低频抑制是通过预设的序列参数缩放处理得到的。
结合第一方面，或者第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第一方面的又一种可能的实现方式中，所述在频域上对所述第一信号进行均值梯度计算，得到第二信号，包括：
在所述频域上对所述第一信号中的多个采样点中每个采样点的信号执行目标操作，以得到所述第二信号中对应该每个采样点的子信号；
其中，所述目标操作包括：对所述每个采样点的信号值与参考值作差以得到所述每个采样点的子信号，所述参考值为根据除所述每个采样点以外的至少两个其他采样点的信号值计算得到的平均值。
结合第一方面，或者第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第一方面的又一种可能的实现方式中，在所述频域上，所述至少两个其他采样点与所述每个采样点之间的间隔大于第一预设阈值，且小于第二预设阈值。
结合第一方面，或者第一方面的上述任一种可能的实现方式，在第一方面的又一种可能的实现方式中，所述每个采样点的子信号ΔS(k)如下：
Figure BDA0002955230010000021
其中，S(k)为所述每个采样点的信号值，S(k-lp-n)为在所述频域上具有小于所述每个采样点的频率，且与所述每个采样点相隔(lp+n)个采样点的其他采样点的信号值；S(k+lp+n)为在所述频域上具有大于所述每个采样点的频率，且与所述每个采样点相隔(lp+n)个采样点的其他采样点的信号值，lp为所述第一预设阈值，lw为所述第二预设阈值。
第二方面，本申请实施例提供一种信号处理装置，该装置包括：
获取单元，用于获取第一信号，其中，所述第一信号为拍频信号中经低频抑制后的频域信号，所述拍频信号为基于调频连续波FMCW雷达发射的出射信号和接收的回波信号混频后得到的信号；
优化单元，用于在频域上对所述第一信号进行均值梯度计算，得到第二信号；其中，所述均值梯度计算用于突出所述第一信号中每个采样点的信号值与周围采样点的信号值之间的差异；
计算单元，用于根据第二信号中的峰值信号计算目标物的速度或距离中至少一项。
在上述装置中，对拍频信号的频域信号进行低频抑制，从而降低低频干扰对后续计算目标物速度或距离的影响；为了避免低频抑制导致低频部分可能存在的波峰信号被削掉，又进一步通过均值梯度计算的方式突出低频部分可能存在的波峰信号；因此，采用本申请实施例的方案计算出的雷达探测结果的准确性较高。另外，由于本申请实施例的实现是通过对信号进行特殊处理来完成，无需对雷达的硬件结构进行改进，因此实现成本较低。
结合第二方面，在第二方面的一种可能的实现方式中，在获取第一信号方面，所述获取单元具体用于：
对所述拍频信号进行低频抑制，得到第一过渡信号；
对所述第一过渡信号进行离散傅里叶变换或者短时傅里叶变换，得到第一信号。
结合第二方面，或者第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的又一种可能的实现方式中，在获取第一信号方面，所述获取单元具体用于：
对所述拍频信号进行离散傅里叶变换或者短时傅里叶变换，得到第二过渡信号；
对所述第二过渡信号低频抑制，得到第一信号。
结合第二方面，或者第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的又一种可能的实现方式中，所述低频抑制是通过数字抽头滤波器实现的，或者，所述低频抑制是通过预设的序列参数缩放处理得到的。
结合第二方面，或者第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的又一种可能的实现方式中，在在频域上对所述第一信号进行均值梯度计算，得到第二信号，所述计算单元具体用于：
在所述频域上对所述第一信号中的多个采样点中每个采样点的信号执行目标操作，以得到所述第二信号中对应该每个采样点的子信号；
其中，所述目标操作包括：对所述每个采样点的信号值与参考值作差以得到所述每个采样点的子信号，所述参考值为根据除所述每个采样点以外的至少两个其他采样点的信号值计算得到的平均值。
结合第二方面，或者第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的又一种可能的实现方式中，在所述频域上，所述至少两个其他采样点与所述每个采样点之间的间隔大于第一预设阈值，且小于第二预设阈值。
结合第二方面，或者第二方面的上述任一种可能的实现方式，在第二方面的又一种可能的实现方式中，所述每个采样点的子信号ΔS(k)如下：
Figure BDA0002955230010000031
其中，S(k)为所述每个采样点的信号值，S(k-lp-n)为在所述频域上具有小于所述每个采样点的频率，且与所述每个采样点相隔(lp+n)个采样点的其他采样点的信号值；S(k+lp+n)为在所述频域上具有大于所述每个采样点的频率，且与所述每个采样点相隔(lp+n)个采样点的其他采样点的信号值，lp为所述第一预设阈值，lw为所述第二预设阈值。
第三方面，本申请实施例提供一种雷达系统，该雷达系统包括存储器和处理器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用所述计算机程序来实现第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当其在处理器上运行时，实现第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。
附图说明
以下对本申请实施例用到的附图进行介绍。
图1是本申请实施例提供的一种激光雷达的原理示意图；
图2是本申请实施例提供的一种拍频信号的示意图；
图3是本申请实施例提供的一种光学器件产生低频干扰的场景示意图；
图4是本申请实施例提供的一种低频干扰的效果示意图；
图5是本申请实施例提供的一种激光雷达系统的架构示意图；
图6是本申请实施例提供的一种三角波产生的拍频信号的示意图；
图7是本申请实施例提供的一种雷达探测方法的流程示意图；
图8是本申请实施例提供的又一种雷达探测方法的流程示意图；
图9是本申请实施例提供的一种数字抽头滤波器的工作原理示意图；
图10是本申请实施例提供的一种低频抑制的效果示意图；
图11是本申请实施例提供的又一种雷达探测方法的流程示意图；
图12是本申请实施例提供的一种信号处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
本申请实施例中的激光雷达能够应用于智能交通、自动驾驶、大气环境监测、地理测绘、无人机等各种领域，能够完成距离测量、速度测量、目标跟踪、成像识别等功能。
请参见图5，图5是本申请实施例提供的一种激光雷达系统的结构示意图，该激光雷达系统用于探测目标物505的信息，该激光雷达系统包括：
激光器501，例如可以为调频激光器(Tunable Laser，TL)，用于产生激光信号，该激光信号可以为线性调频激光信号，该激光信号频率的调制波形可以是锯齿波、或者三角波，或其他形式的波形。
分路器件502，用于对激光器501产生的激光进行分束，得到发射信号和本振信号(Local Oscillator，LO)，其中，本振信号也称为参考信号。可选的，该激光器501与该分路器件之间还可以配置准直镜片500，该镜片500用于对输向分路器件502的激光信号进行光束整形。
准直器503，用于使发射信号最大效率的耦合进入扫描器504。
扫描器504，也称2D扫描机构，用于将发射信号按照一定的角度发射出去，发射信号发射出去之后，被目标物505反射回来形成回波信号；这时，该扫描器504还用于接收该回波信号，回波信号经过相应光学器件(如反射镜506(可选)、接收镜片508(可选))之后，在混频器510与本振信号汇合。
混频器510，用于本振信号和回波信号进行混频处理，得到拍频信号。
探测器520，用于从混频器中提取出拍频信号。例如探测器520可以为平衡探测器(BalancedPhoto Detectors，BPD)。
模拟数字转换器(Analog digital converter，ADC)511，用于对拍频信号进行采样，这个采样实质是将模拟信号转换为数字信号的过程。
处理器512，该处理器可以包括数字信号处理器(Digital signal processor、DSP)、中央处理器(CPU)、加速处理单元(APU)、图像处理单元(GPU)、微处理器或微控制器等具有计算能力的器件，附图以DSP为例未介绍，该处理器用于对采样得到的拍频信号进行处理，从而得到目标物的速度、距离等信息。
本申请实施例中，目标物505也称为反射物，目标物505可以是扫描器504扫描方向上的任何物体，例如，可以是人、山、车辆、树木、桥梁等等，图5以车辆为例进行了示意。
本申请实施例中，对采样得到的拍频信号进行处理，从而得到目标物的速度、距离等信息的操作，可以由一个或多个处理器512，例如，由一个或多个DSP来完成，当然也可以由一个或多个处理器512结合其他器件来完成，例如，一个DSP结合一个或多个中央处理器CPU来共同完成。处理器512对拍频信号进行处理时，可以具体通过调用计算机可读存储介质存储的计算机程序来实现，该计算机可读存储介质包括但不限于是随机存储记忆体(random access memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read only memory，EPROM)、或便携式只读存储器(compact disc read-only memory，CD-ROM)，其可以配置在处理器512中，也可以独立于处理器512。
本申请实施例中，上述提及的某些器件可以是单份，也可以是多份，例如，激光器501可以是一个，也可以是多个，当为一个激光器501时，这一个激光器501可以在时域上交替发射正斜率的激光信号和负斜率的激光信号；当存在两个激光器501时，其中一个发射正斜率的激光信号，另一个发射负斜率的激光信号，两个激光器501可以同步发射激光信号。
如图6所示，以该激光信号频率的调制波形为三角波线性调频为例，回波信号经过一段飞行时间之后与本振信号LO混频，这段飞行时间就是激光信号分出的发射信号从出射开始至回波信号返回的时间，回波信号经过飞行时间后与本振信号生成的拍频信号在一定时间内是恒定的，能准确反映目标物的距离和速度信息，这段时间即为拍频时间。拍频信号需要包括对应于正斜率的拍频f1和对应于负斜率的拍频f2，与目标物的速度相关的频谱f速度可以表示为f速度＝(f1-f2)/2，与目标物的距离相关的频率f距离可以表示为f距离＝(f1+f2)/2。得到f速度和f距离后就可以计算得到目标物(与激光雷达)的距离和目标物的移动速度。
请参见图7，图7是本申请实施例提供的一种雷达探测方法，该方法可基于图5所示的激光雷达系统中的各部件来实现，后续的描述中一些操作是由信号处理装置来完成的，该信号处理装置可以为上述处理器512，或者部署了上述处理器512的装置，例如，部署了上述处理器512的激光雷达系统或者激光雷达系统中的某个模块，该方法包括但不限于如下步骤：
步骤S701：信号处理装置获取第一信号。
具体地，所述第一信号为拍频信号中经低频抑制后的频域信号，所述拍频信号为基于调频连续波FMCW雷达发射的出射信号和接收的回波信号混频后得到的信号。
低频抑制是对信号中低频部分的能量进行抑制(即削弱低频部分的能量)，低频抑制的具体实现手段有很多，例如，可以通过数字抽头滤波器来实现；再如，还可以通过预设的序列参数缩放处理来实现；本申请对具体通过哪种手段来实现不做限定。
一种方式中，如图8所示，所述获取第一信号，可以具体包括如下操作：
首先，对所述拍频信号进行低频抑制，得到第一过渡信号。例如，通过数字抽头滤波器对拍频信号进行低频成分抑制，数字抽头滤波器对低频进行抑制时的工作原理如图9所示，该数字抽头滤波器包括延时器Z-1、乘法器
Figure BDA0002955230010000051
和加法器
Figure BDA0002955230010000052
假设数字抽头滤波器的滤波系数为[h1,h2,……,hN]，其中，N是数字抽头滤波器的阶数(图9以N等于3为例进行了示意)，通过公式1-1可得到第一过渡信号s′(n)。
Figure BDA0002955230010000053
公式1-1中，s(n)为输入的拍频信号，通过对数字抽头滤波器的滤波系数[h1,h2,……,hN]的选择，使得拍频信号s(n)的低频部分可以得到抑制，因此得到的第一过渡信号s′(n)的低频部分能量较低。
然后，对第一过渡信号进行离散傅里叶变换(FFT)或短时傅里叶变换，得到第一信号。
可选的，可以通过离散傅里叶变换(FFT)将第一过渡信号转换为频域信号，该频域信号即为上述第一信号，其中，离散傅里叶变换(FFT)的表达式如公式1-2所示：
S(k)＝F(s′(n)) 1-2
公式1-2中，F()代表傅里叶变换，S(k)是对第一过渡信号s′(n)经过离散傅里叶变换FFT之后得到的频率信号，也即是前面所说的第一信号。
可选的，可以通过短时傅里叶变换(STFT)将第一过渡信号转换为时频二维信号，该时频二维信号即为上述第一信号，其中，短时傅里叶变换(STFT)的表达式如公式1-3所示：
S(k)＝STFT(s′(n)) 1-3
公式1-3中，STFT()代表短时傅里叶变换，S(k)是对第一过渡信号s′(n)经过短时傅里叶变换STFT得到的时频二维谱，也即是前面所说的第一信号。
图10的上部分示意了经过离散傅里叶变换FFT后的第一信号，可以看出，第一信号的低频率部分的幅度较低，这是因为前面进行低频抑制操作，对低频率信号的幅度进行了抑制。
又一种方式中，如图11所示，所述获取第一信号，可以具体包括如下操作：
首先，对所述拍频信号进行离散傅里叶变换或者短时傅里叶变换，得到第二过渡信号。
可选的，可以通过离散傅里叶变换(FFT)将拍频信号转换为频域信号，该频域信号即为上述第二过渡信号，其中，离散傅里叶变换(FFT)的表达式如公式1-4所示：
S(k)′＝F(s(n)) 1-4
公式1-4中，F()代表傅里叶变换，S(k)′是对拍频信号s(n)经过离散傅里叶变换FFT之后得到的频率信号，也即是前面所说的第二过渡信号。
可选的，可以通过短时傅里叶变换(STFT)将拍频信号转换为时频二维信号，该时频二维信号即为上述第二过渡信号，其中，短时傅里叶变换(STFT)的表达式如公式1-5所示：
S(k)′＝STFT(s(n)) 1-5
公式1-5中，STFT()代表短时傅里叶变换，S(k)′是对拍频信号s(n)经过短时傅里叶变换STFT得到的时频二维谱，也即是前面所说的第二过渡信号。
然后，对所述第二过渡信号低频抑制，得到第一信号。
例如，对于该第二过渡信号的频域序列乘以一个预设的序列参数，这可以具体用过频域均衡器来实现，这个预设的序列参数在低频部分的系数较低，在高频部分系数较高，这样就完成了低频抑制，具体如公式1-6。
S(k)＝E(n)*S(k)′ 1-6
公式1-6中，S(k)为第一信号，S(k)′为第二过渡信号，E(n)为预设的序号参数。
步骤S702：信号处理装置在频域上对第一信号进行均值梯度计算，得到第二信号。
具体地，前面低频抑制之后，虽然可以抑制住干扰信号，但是低频信号的幅度可能被压制的太狠，从而造成整个频带的增益不平衡。从图10的上部分信号可以看出，在低频的部分，信号幅度整体低于高频的部分，这是因为低频抑制的时候，整体压低了低频部分的能量。
整个频带的增益不平衡就会出现这样一种情况，即，在低频部分本来是存在一个波峰，但是因为进行了低频抑制，导致低频部分的波峰的幅度比高频部分的非波峰的幅度要低，即真实的波峰被掩盖了，因此导致后续基于波峰进行的速度和/距离的计算不准确。为了解决真实波峰可能被掩盖的问题，本申请特地提出了计算均值梯度的信号优化方式，所述均值梯度计算用于突出所述第一信号中每个采样点的信号值与周围采样点的信号值之间的差异；具体原理如下：
在所述频域上对所述第一信号中的多个采样点中每个采样点的信号执行目标操作，以得到所述第二信号中对应该每个采样点的子信号；
其中，所述目标操作包括：对所述每个采样点的信号值与参考值作差以得到所述每个采样点的子信号，所述参考值为根据除所述每个采样点以外的至少两个其他采样点的信号值计算得到的平均值。
可选的，在所述频域上，所述至少两个其他采样点与所述每个采样点之间的间隔大于第一预设阈值，且小于第二预设阈值。需要说明的是，这里提到要小于第二预设阈值是为了让每个采样点与附近的采样点进行对比计算，因为距离该每个采样点太远则失去了对比的价值；但是，该其他采样点也不能距离该每个采样点太近，因为太近的采样点可能存在与该每个采样点同样的问题，比如，受干扰比较严重，因此，当该其他采样点距离该每个采样点太近时，可能会导致计算出的子信号不稳定。因此，本申请通过引入第一预设阈值和第二预设阈值，使得在计算子信号时用到的其他采样点在该每个采样点附近，但是不至于太近。
为了便于理解，下面提供了一种计算所述每个采样点的子信号ΔS(k)如下：
Figure BDA0002955230010000071
其中，S(k)为所述每个采样点的信号值，S(k-lp-n)为在所述频域上具有小于所述每个采样点的频率，且与所述每个采样点相隔(lp+n)个采样点的其他采样点的信号值；S(k+lp+n)为在所述频域上具有大于所述每个采样点的频率，且与所述每个采样点相隔(lp+n)个采样点的其他采样点的信号值，lp为所述第一预设阈值，lw为所述第二预设阈值。
如图10所示，对图10的上部分信号(即第一信号)进行均值梯度计算后得到的第二信号为图10中的下部分信号(即第二信号)，从该下部分信号可以看出，低频部分即便被抑制，其中的波峰也会被明显突出来，基本不会出现低频部分的波峰被掩盖的问题。
步骤S703：信号处理装置根据第二信号中的峰值信号计算目标物的速度或距离中至少一项。
可选的，如图2所示，发射的FMCW信号分为上啁啾信号(chirp)和下啁啾信号(chirp)。通过上述操作，可以在上chirp和下chirp各获得一个峰值信号，找到两个峰值信号所在的频率位置，找到的两个频域位置分别即为fu与fd，假若记录的FMCW的调频斜率为α，则：
计算出目标物到雷达的距离为
Figure BDA0002955230010000072
其中c是光速。
计算出目标物的移动速度为
Figure BDA0002955230010000073
其中λ是发射的激光的波长。
在图7所描述的方法中，对拍频信号的频域信号进行低频抑制，从而降低低频干扰对后续计算目标物速度或距离的影响；为了避免低频抑制导致低频部分可能存在的波峰信号被削掉，又进一步通过均值梯度计算的方式突出低频部分可能存在的波峰信号；因此，采用本申请实施例的方案计算出的雷达探测结果的准确性较高。另外，由于本申请实施例的实现是通过对信号进行特殊处理来完成，无需对雷达的硬件结构进行改进，因此实现成本较低。
上述详细阐述了本申请实施例的方法，下面提供了本申请实施例的装置。
请参见图12，图12是本申请实施例提供的一种信号处理装置120的结构示意图，该装置120可以为上述激光雷达系统，或者该激光雷达系统中的处理器，或者部署了该处理器用于部署在该激光雷达系统中的相关器件。该信号处理装置120可以包括获取单元1201、优化单元1202和计算单元1203，其中，各个单元的详细描述如下。
获取单元1201，用于获取第一信号，其中，所述第一信号为拍频信号中经低频抑制后的频域信号，所述拍频信号为基于调频连续波FMCW雷达发射的出射信号和接收的回波信号混频后得到的信号；
优化单元1202，用于在频域上对所述第一信号进行均值梯度计算，得到第二信号；其中，所述均值梯度计算用于突出所述第一信号中每个采样点的信号值与周围采样点的信号值之间的差异；
计算单元1203，用于根据第二信号中的峰值信号计算目标物的速度或距离中至少一项。
该方案中，对拍频信号的频域信号进行低频抑制，从而降低低频干扰对后续计算目标物速度或距离的影响；为了避免低频抑制导致低频部分可能存在的波峰信号被削掉，又进一步通过均值梯度计算的方式突出低频部分可能存在的波峰信号；因此，采用本申请实施例的方案计算出的雷达探测结果的准确性较高。另外，由于本申请实施例的实现是通过对信号进行特殊处理来完成，无需对雷达的硬件结构进行改进，因此实现成本较低。
在一种可选的方案中，在获取第一信号方面，所述获取单元1201具体用于：
对所述拍频信号进行低频抑制，得到第一过渡信号；
对所述第一过渡信号进行离散傅里叶变换或者短时傅里叶变换，得到第一信号。
在又一种可选的方案中，在获取第一信号方面，所述获取单元1201具体用于：
对所述拍频信号进行离散傅里叶变换或者短时傅里叶变换，得到第二过渡信号；
对所述第二过渡信号低频抑制，得到第一信号。
在又一种可选的方案中，所述低频抑制是通过数字抽头滤波器实现的，或者，所述低频抑制是通过预设的序列参数缩放处理得到的。
在又一种可选的方案中，在在频域上对所述第一信号进行均值梯度计算，得到第二信号，所述计算单元1203具体用于：
在所述频域上对所述第一信号中的多个采样点中每个采样点的信号执行目标操作，以得到所述第二信号中对应该每个采样点的子信号；
其中，所述目标操作包括：对所述每个采样点的信号值与参考值作差以得到所述每个采样点的子信号，所述参考值为根据除所述每个采样点以外的至少两个其他采样点的信号值计算得到的平均值。
在又一种可选的方案中，在所述频域上，所述至少两个其他采样点与所述每个采样点之间的间隔大于第一预设阈值，且小于第二预设阈值。
在又一种可选的方案中，所述每个采样点的子信号ΔS(k)如下：
Figure BDA0002955230010000081
其中，S(k)为所述每个采样点的信号值，S(k-lp-n)为在所述频域上具有小于所述每个采样点的频率，且与所述每个采样点相隔(lp+n)个采样点的其他采样点的信号值；S(k+lp+n)为在所述频域上具有大于所述每个采样点的频率，且与所述每个采样点相隔(lp+n)个采样点的其他采样点的信号值，lp为所述第一预设阈值，lw为所述第二预设阈值。
需要说明的是，各个单元的实现还可以对应参照图7所示的方法实施例的相应描述。以上各个单元可以软件、硬件或二者结合方式实现，硬件可以是之前所述处理器，软件可以包括运行于处理器上的驱动程序代码，本实施对此不限定。
本申请实施例还提供一种芯片系统，所述芯片系统包括至少一个处理器，存储器和接口电路，所述存储器、所述接口电路和所述至少一个处理器通过线路互联，所述至少一个存储器中存储有指令；所述指令被所述处理器执行时，实现图7所示的方法流程。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在处理器上运行时，实现图7所示的方法流程。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在处理器上运行时，实现图7所示的方法流程。
综上所述，对拍频信号的频域信号进行低频抑制，从而降低低频干扰对后续计算目标物速度或距离的影响；为了避免低频抑制导致低频部分可能存在的波峰信号被削掉，又进一步通过均值梯度计算的方式突出低频部分可能存在的波峰信号；因此，采用本申请实施例的方案计算出的雷达探测结果的准确性较高。另外，由于本申请实施例的实现是通过对信号进行特殊处理来完成，无需对雷达的硬件结构进行改进，因此实现成本较低。
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，该流程可以由计算机程序来指令相关的硬件完成，该程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括：ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。

Claims (14)

1.一种雷达测距方法，其特征在于，包括：
获取第一信号，其中所述第一信号为拍频信号中经低频抑制后的频域信号，所述拍频信号为基于调频连续波FMCW雷达发射的出射信号和接收的回波信号混频后得到的信号；
在频域上对所述第一信号进行均值梯度计算，得到第二信号；其中，所述均值梯度计算用于突出所述第一信号中每个采样点的信号值与周围采样点的信号值之间的差异；
根据第二信号中的峰值信号计算目标物的速度或距离中至少一项；
所述在频域上对所述第一信号进行均值梯度计算，得到第二信号，包括：
在所述频域上对所述第一信号中的多个采样点中每个采样点的信号执行目标操作，以得到所述第二信号中对应该每个采样点的子信号；
其中，所述目标操作包括：对所述每个采样点的信号值与参考值作差以得到所述每个采样点的子信号，所述参考值为根据除所述每个采样点以外的至少两个其他采样点的信号值计算得到的平均值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第一信号，包括：
对所述拍频信号进行低频抑制，得到第一过渡信号；
对所述第一过渡信号进行离散傅里叶变换或者短时傅里叶变换，得到第一信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取第一信号，包括：
对所述拍频信号进行离散傅里叶变换或者短时傅里叶变换，得到第二过渡信号；
对所述第二过渡信号进行低频抑制，得到第一信号。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述低频抑制是通过数字抽头滤波器实现的，或者，所述低频抑制是通过预设的序列参数缩放处理得到的。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述频域上，所述至少两个其他采样点与所述每个采样点之间的间隔大于第一预设阈值，且小于第二预设阈值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述每个采样点的子信号ΔS(k)如下：
Figure FDA0003520677450000011
其中，S(k)为所述每个采样点的信号值，S(k-lp-n)为在所述频域上具有小于所述每个采样点的频率，且与所述每个采样点相隔(lp+n)个采样点的其他采样点的信号值；S(k+lp+n)为在所述频域上具有大于所述每个采样点的频率，且与所述每个采样点相隔(lp+n)个采样点的其他采样点的信号值，lp为所述第一预设阈值，lw为所述第二预设阈值。
7.一种信号处理装置，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取第一信号，其中所述第一信号为拍频信号中经低频抑制后的频域信号，所述拍频信号为基于调频连续波FMCW雷达发射的出射信号和接收的回波信号混频后得到的信号；
优化单元，用于在频域上对所述第一信号进行均值梯度计算，得到第二信号；
计算单元，用于根据第二信号中的峰值信号计算目标物的速度或距离中至少一项；
在频域上对所述第一信号进行均值梯度计算，得到第二信号，所述计算单元具体用于：
在所述频域上对所述第一信号中的多个采样点中每个采样点的信号执行目标操作，以得到所述第二信号中对应该每个采样点的子信号；
其中，所述目标操作包括：对所述每个采样点的信号值与参考值作差以得到所述每个采样点的子信号，所述参考值为根据除所述每个采样点以外的至少两个其他采样点的信号值计算得到的平均值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在获取第一信号方面，所述获取单元具体用于：
对所述拍频信号进行低频抑制，得到第一过渡信号；
对所述第一过渡信号进行离散傅里叶变换或者短时傅里叶变换，得到第一信号。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在获取第一信号方面，所述获取单元具体用于：
对所述拍频信号进行离散傅里叶变换或者短时傅里叶变换，得到第二过渡信号；
对所述第二过渡信号进行低频抑制，得到第一信号。
10.根据权利要求7-9任一项所述的装置，其特征在于，所述低频抑制是通过数字抽头滤波器实现的，或者，所述低频抑制是通过预设的序列参数缩放处理得到的。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述频域上，所述至少两个其他采样点与所述每个采样点之间的间隔大于第一预设阈值，且小于第二预设阈值。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述每个采样点的子信号ΔS(k)如下：
Figure FDA0003520677450000021
其中，S(k)为所述每个采样点的信号值，S(k-lp-n)为在所述频域上具有小于所述每个采样点的频率，且与所述每个采样点相隔(lp+n)个采样点的其他采样点的信号值；S(k+lp+n)为在所述频域上具有大于所述每个采样点的频率，且与所述每个采样点相隔(lp+n)个采样点的其他采样点的信号值，lp为所述第一预设阈值，lw为所述第二预设阈值。
13.一种雷达系统，其特征在于，包括存储器和处理器，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用所述计算机程序来实现权利要求1-6任一项所述的方法。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当其在处理器上运行时，实现权利要求1-6任一所述的方法。
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