CN113849969A - 毫米波雷达仿真方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种毫米波雷达仿真方法、装置及电子设备，属于计算机技术领域。毫米波雷达仿真方法包括：对毫米波雷达的射频信号进行仿真时，接收虚拟场景中目标物体接收到该射频信号后反射的回波信号；在毫米波雷达的仿真精度参数保持不变的情况下，对毫米波雷达的频率参数按照预设比例调整，得到调整后的频率参数；根据调整后的频率参数对回波信号进行处理，得到处理结果。本公开通过按照预设比例调整毫米波雷达的频率参数，能够在保证毫米波雷达仿真精度不变的情况下，降低回波信号处理时的计算量，提高仿真效率。

Description

毫米波雷达仿真方法、装置及电子设备

技术领域

本公开属于计算机技术领域，具体涉及一种毫米波雷达仿真方法、装置及电子设备。

背景技术

随着自动驾驶的兴起，自动驾驶仿真可以快速提升自动驾驶开发的周期，而自动驾驶仿真需要涉及多个传感器的模拟和仿真，其中毫米波雷达仿真也是必不可少的过程。

毫米波雷达信号级仿真的基本原理，是根据真实雷达的信号级处理过程来进行建模，其中包括信号的产生、发射、电磁波传播模拟、接收、数字信号处理等；仿真部分包括了数字信号处理部分和电磁波传播模拟部分，而这两部分的仿真所对应的计算量都特别大。

发明内容

本公开实施例的目的是提供一种毫米波雷达仿真方法、装置及电子设备，可以解决相关技术中毫米波雷达仿真时信号处理的计算量大的问题。

第一方面，本公开实施例提供了一种毫米波雷达仿真方法，包括：

对毫米波雷达的射频信号进行仿真时，接收虚拟场景中目标物体接收到该射频信号后反射的回波信号；

在毫米波雷达的仿真精度参数保持不变的情况下，对毫米波雷达的频率参数按照预设比例调整，得到调整后的频率参数；

根据调整后的频率参数对上述回波信号进行处理，得到处理结果。

可选地，对该毫米波雷达的频率参数按照预设比例调整，得到调整后的频率参数，包括：

对毫米波雷达的载波频率、采样频率、扫频频率、距离维度频率以及速度维度频率中的至少一项，按照预设比例调整，得到调整后的频率参数。

可选地，毫米波雷达的仿真精度参数包括：距离分辨率、速度分辨率、最大距离、最大速度、带宽和光速中的至少一项。

可选地，对毫米波雷达的载波频率、采样频率、扫频频率、距离维度频率以及速度维度频率中的至少一项，按照预设比例调整，得到调整后的频率参数，包括：

对毫米波雷达的载波频率按照第一预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的载波频率；

对毫米波雷达的采样频率按照第二预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的采样频率；

对毫米波雷达的扫频频率按照第三预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的扫频频率；

对毫米波雷达的距离维度频率按照第四预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的距离维度频率；

对毫米波雷达的速度维度频率按照第五预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的速度维度频率；

其中，第一预设比例、第二预设比例、第三预设比例、第四预设比例以及第五预设比例中的至少两个相同。

可选地，根据调整后的频率参数对回波信号进行处理，得到处理结果，包括：

对回波信号进行模数转换，得到数字信号；

对数字信号按照降低或者提高后的采样频率进行采样，获得采样信号；

对采样信号进行处理，得到处理结果。

可选地，对采样信号进行处理，得到处理结果，包括：

对采样信号进行距离维度的快速傅里叶变换处理，得到第一中间处理结果；

对第一中间处理结果进行速度维度的快速傅里叶变换处理，得到第二中间处理结果；

对第二中间处理结果进行角度维度的快速傅里叶变换处理，得到第三中间处理结果；

根据第三中间处理结果，得到目标距离维度频率和目标速度维度频率；目标距离维度频率是基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的距离维度频率，目标速度维度频率是基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的速度维度频率；

根据目标距离维度频率和/或目标速度维度频率，得到处理结果。

可选地，根据目标距离维度频率和/或目标速度维度频率，得到处理结果，包括：

通过公式：S＝f_r/B*T_s*c₀，得到毫米波雷达与目标物体之间的距离S；其中，f_r表示目标距离维度频率，B表示载波带宽，T_s表示基于降低或者提高后的扫频频率等比例提高或者降低后的扫频周期，c₀表示光速；

和/或

通过公式：V＝f_ds/f_sc*c₀，得到毫米波雷达与目标物体之间的速度V；其中，f_ds表示目标速度维度频率，f_sc表示基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的载波频率，c₀表示光速。

第二方面，本公开实施例提供了一种毫米波雷达仿真装置，包括：

接收模块，用于在对毫米波雷达的射频信号进行仿真时，接收虚拟场景中目标物体接收到该射频信号后反射的回波信号；

调整模块，用于在毫米波雷达的仿真精度参数保持不变的情况下，对毫米波雷达的至少一种频率参数按照预设比例调整，得到调整后的频率参数；

处理模块，用于根据调整后的频率参数对回波信号进行处理，得到处理结果。

可选地，该调整模块用于：对毫米波雷达的载波频率、采样频率、扫频频率、距离维度频率以及速度维度频率中的至少一项，按照预设比例调整，得到调整后的频率参数。

可选地，该调整模块中的毫米波雷达的仿真精度参数包括：距离分辨率、速度分辨率、最大距离、最大速度、带宽和光速中的至少一项。

可选地，该调整模块具体用于：

对毫米波雷达的载波频率按照第一预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的载波频率；

对毫米波雷达的采样频率按照第二预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的采样频率；

对毫米波雷达的扫频频率按照第三预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的扫频频率；

对毫米波雷达的距离维度频率按照第四预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的距离维度频率；

对毫米波雷达的速度维度频率按照第五预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的速度维度频率；

其中，第一预设比例、第二预设比例、第三预设比例、第四预设比例以及第五预设比例中的至少两个相同。

可选地，该处理模块包括：

第一处理子模块，用于对回波信号进行模数转换，得到数字信号；

第二处理子模块，用于对数字信号按照降低或者提高后的采样频率进行采样，获得采样信号；

第三处理子模块，用于对采样信号进行处理，得到处理结果。

在一种可能实现方式中，上述第三处理子模块包括：

第一处理子单元，对采样信号进行距离维度的快速傅里叶变换处理，得到第一中间处理结果；

第二处理子单元，对第一中间处理结果进行速度维度的快速傅里叶变换处理，得到第二中间处理结果；

第三处理子单元，对第二中间处理结果进行角度维度的快速傅里叶变换处理，得到第三中间处理结果；

第四处理子单元，根据第三中间处理结果，得到目标距离维度频率和目标速度维度频率；目标距离维度频率是基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的距离维度频率，目标速度维度频率是基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的速度维度频率；

第五处理子单元，根据目标距离维度频率和/或目标速度维度频率，得到处理结果。

可选地，上述第五处理子单元具体用于：

通过公式：S＝f_r/B*T_s*c₀，得到毫米波雷达与目标物体之间的距离S；其中，f_r表示目标距离维度频率，B表示载波带宽，T_s表示基于降低或者提高后的扫频频率等比例提高或者降低后的扫频周期，c₀表示光速；

和/或

通过公式：V＝f_ds/f_sc*c₀，得到毫米波雷达与目标物体之间的速度V；其中，f_ds表示目标速度维度频率，f_sc表示基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的载波频率，c₀表示光速。

第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在该存储器上并可在该处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如第一方面中任一项方法的步骤。

第四方面，本公开实施例提供了一种可读存储介质，该可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如第一方面中任一项方法的步骤。

在本公开实施例中，对毫米波雷达的射频信号进行仿真时，接收虚拟场景中目标物体接收到该射频信号后反射的回波信号；在毫米波雷达的仿真精度参数保持不变的情况下，对毫米波雷达的频率参数按照预设比例调整，得到调整后的频率参数；根据调整后的频率参数对回波信号进行处理，得到处理结果。本公开的实施例依据预设比例调整后的频率参数，进行回波信号的计算，大大降低回波信号的计算量，保证自动驾驶仿真平台运行的流畅度。

附图说明

图1是本公开的实施例提供的自动驾驶仿真平台的运行界面示意图；

图2是本公开提供的实施例毫米波雷达仿真方法的流程示意图；

图3是本公开提供的实施例中毫米波雷达的仿真方法的一具体场景示意图；

图4是本公开提供的实施例中毫米波雷达仿真装置的结构示意图；

图5是本公开的实施例提供的电子设备的结构示意图；

图6为实现本公开的实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

本公开的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本公开实施例主要涉及自动驾驶仿真场景，用户可以使用自动驾驶仿真平台提供的各类虚拟仿真工具进行静态和动态数据导入、测试场景案例编辑、传感器仿真、动力学仿真、可视化、测试与回放、虚拟数据集生成等操作，该自动驾驶平台可以部署在单机、私有云、共有云等环境或终端上，在上述各应用环境下，当检测到用户的操作后，可以下载智能汽车虚拟仿真的配置文件，该配置文件可以包括该汽车虚拟仿真的应用程序、界面显示数据以及虚拟场景数据等，以使得该用户在所使用的应用环境下登录自动驾驶仿真平台时可以调用该配置文件，对界面进行渲染显示，并提供虚拟仿真工具。在一种可能实现方式中，该应用环境下还可以显示通过摄像头采集到的现实场景，将该现实场景进行转换为虚拟场景后，在其中显示虚拟对象。

本公开涉及到的虚拟场景可以用于模拟一个三维虚拟空间，也可以用于模拟一个二维虚拟空间，该三维虚拟空间或二维虚拟空间可以是一个开放空间。该虚拟场景可以用于模拟现实中的真实环境，当然，在一种可能实现方式中，该虚拟场景也可以与现实场景对应，例如，虚拟对象可以获取自身的位置信息，从而基于该位置信息，获取该位置信息对应的虚拟场景进行显示，例如，虚拟对象在现实场景中的位置为位置A，该虚拟对象在现实场景中位于道路B上，周围还有建筑物C、D、E，则虚拟对象获取位置后，可以在界面中显示虚拟场景，该虚拟场景中虚拟对象位于位置A’，该位置A’与现实场景中位置A对应，在该虚拟场景中虚拟对象位于道路B’上，周围还有建筑物C’、D’、E’，其中，道路B’与道路B对应，建筑物C’、D’、E’与建筑物C、D、E对应。该虚拟场景还可以支持时间的控制，可以进行黑夜、白天的自由调整，还可以支持天气系统，设定晴天、雨天、雪天、雾天等。

需要说明的是，该虚拟场景中可以包括多种虚拟对象，其中，该虚拟对象可以是该虚拟场景中的一个虚拟的用于代表用户或其他形象的虚拟形象，该虚拟形象可以是任一种形态，例如，机动车、非机动车、信号灯、行人、动物、建筑等，本公开对此不限定。该虚拟场景中可以包括多个虚拟对象，每个虚拟对象在虚拟场景中具有自身的形状、结构和体积，占据虚拟场景中的一部分空间。在一种可能实现方式中，用户可以通过参数配置控制虚拟对象所在虚拟场景中的位置或规划路径，例如创建对手机动车、非机动车、行人等的轨迹和触发方式，以模拟混合交通流。

如图1所示，该虚拟对象可以为具备毫米波雷达的汽车，支持创建自定义毫米波雷达，支持更改毫米波雷达安装位置、角度、探测距离、探测角度、角度与距离分辨率。可以实时返回目标级障碍物检测结果，含距离、方位、径向速度、RCS和信噪比等，还可以基于多次射线追踪的毫米波雷达目标级仿真(多次镜面反射、漫反射、绕射)。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本公开实施例提供的毫米波雷达仿真方法、装置及电子设备进行详细地说明。

图2是本公开实施例提供的一种毫米波雷达仿真方法流程图，参见图2，该方法可以包括以下步骤：

步骤201，对毫米波雷达的射频信号进行仿真时，接收虚拟场景中目标物体接收到该射频信号后反射的回波信号。这里，毫米波雷达是在仿真平台的虚拟场景中的虚拟对象(如虚拟车辆)上的仿真毫米波雷达，毫米波雷达信号级仿真的基本原理是根据真实雷达的信号级处理过程来进行建模，其中包括信号的产生，发射，电磁波传播模拟，接收，数字信号处理等。

图3是本公开提供的实现实例中毫米波雷达的仿真的流程示意图，参见图3，其中，一种实现实例中，在仿真平台模拟实际场景下的实际物体(例如真实的车辆)通过毫米波雷达发送射频信号，并对接收的回波信号进行处理的过程；其中，信道模拟器用于模拟安装有毫米波雷达的实际物体在实际场景中发送射频信号和接收回波信号的传输信道；

雷达包括数字信号处理器和射频单元，数字信号处理器用于处理待发射的信号和处理接收的回波信号，射频单元用于向仿真平台的虚拟场景中的目标物体发送射频信号和接收该目标物体反射的回波信号；

具体地，数字信号处理器通过射频单元向在信道模拟器中的目标物体发送射频信号，射频单元并接收目标物体反射的回波信号，并将回波信号通过混频处理和模数转换处理，将回波信号转换为数字信号，数字信号在数字信号处理器中依次经过距离维度的FFT处理(Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换)、速度维度的FFT处理以及角度维度的FFT处理，得到处理结果，并将该处理结果通过CFAR(Constant False Alarm Rate Detector，恒虚警检测器)判断目标物体是否存在，当目标物体存在，对该目标物体进行目标提取，对提取结果进行轨迹跟踪，进而可以生成目标物体列表。

需要说明的是，射频信号是具有一定的发射频率的电波；模数转换处理优选的通过模数转换器进行处理，模数转换处理可实现将模拟信号转变为数字信号。

步骤202，在毫米波雷达的仿真精度参数保持不变的情况下，对毫米波雷达的频率参数按照预设比例调整，得到调整后的频率参数。

这里的预设比例可依据虚拟仿真工具所在的单机、私有云、共有云等环境或终端的计算能力而定，可将其调整为满足计算能力的至少一种频率参数，以保证运行在仿真平台的流畅度。

本公开的一个实施例中，毫米波雷达的仿真精度参数包括：距离分辨率、速度分辨率、最大距离、最大速度、带宽和光速中的至少一项。

其中，毫米波雷达的仿真精度参数是影响毫米波雷达对回波信号的处理结果精度的参数，当该仿真精度参数中的至少一项不改变的情况下，对至少一种频率参数按照预设比例进行调整，不会改变毫米波雷达的仿真结果的精度。

进而，步骤202可以包括：

步骤2021，对毫米波雷达的载波频率、采样频率、扫频频率、距离维度频率以及速度维度频率中的至少一项，按照预设比例调整，得到调整后的频率参数。其中，毫米波雷达的频率参数包括载波频率、采样频率、扫频频率、距离维度频率以及速度维度频率，毫米波雷达的频率参数是不会影响毫米波雷达对回波信号的处理结果精度的频率参数。

本公开的优选的一个实施例中，步骤2021可以包括以下至少一项：

步骤20211，对毫米波雷达的载波频率按照第一预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的载波频率；

步骤20212，对毫米波雷达的采样频率按照第二预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的采样频率；

步骤20213，对毫米波雷达的扫频频率按照第三预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的扫频频率；

步骤20214，对毫米波雷达的距离维度频率按照第四预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的距离维度频率；

步骤20215，对毫米波雷达的速度维度频率按照第五预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的速度维度频率；

其中，第一预设比例、第二预设比例、第三预设比例、第四预设比例以及第五预设比例中的至少两个相同。优选的，第一预设比例、第二预设比例、第三预设比例、第四预设比例以及第五预设比例相同；也就是说，可以对上述各频率参数进行预设比例调整时，可以设置其中一个频率参数调整时，其它频率参数可以按照该调整的频率参数进行等比例调整，例如，按第一预设比例调整载波频率，采样频率按照与第一预设比例相同的第二预设比例进行调整；当然，也可以在采样频率按照第二预设比例调整时，载波频率按照与第二预设比例相同的第一预设比例进行调整。

这里，由于扫频周期和扫频频率之间是互为倒数关系，即扫频频率＝1/扫频周期，因此，步骤2021中还可以包括：

步骤20216，对毫米波雷达的扫频周期按照第三预设比例降低或者提高，得到提高或者降低后的扫频周期；

上述实施例中的频率参数中至少两个是具有相关性的频率参数，即一个频率参数按照预设比例降低或者提高，与之相关的至少一个频率参数也会按照预设比例降低或者提高，其降低或者提高的预设比例是相同的，计算量也随预设比例降低或者提高，同时，预设比例可在虚拟仿真工具的用户界面进行配置，做到可控可测的状态；另外，当预设比例设为1的时候，与该预设比例对应的频率参数不改变。

又一种实现实例中，按照预设比例，降低毫米波雷达的频率参数，毫米波雷达的源载波频率为77GHz，当预设比例为100，将源载波频率降低100倍，降低之后的毫米波雷达的载波频率为0.77GHz，为了保证雷达精度不变，与载波频率相关的其他频率参数也降低100倍，具体相关参数如下表所示：

表1

如表1所示，在距离FFT点数和速度FFT点数不变的情况下，由于距离分辨率、速度分辨率、最大距离、最大速度、带宽和光速都是毫米波雷达的仿真精度参数，为了不影响毫米波雷达对回波信号的处理结果精度，仿真精度参数也不改变；预设比例可以在仿真平台的用户界面进行配置，该配置界面上可以包括至少一种配置选项，供用户进行预设比例的选择和配置，当然也可以包括供用户自定义设置预设比例的相关输入框；若在用户界面配置的预设比例为100，使得源载波频率降低100倍，与之相关的源采样频率、源扫频频率源150m的距离维度频率以及源30m/s的多普勒频率也降低100倍，相应的，扫频周期提高100倍，需要说明的是，这里的速度多普勒频率为速度维度频率。

步骤203，根据调整后的频率参数对回波信号进行处理，得到处理结果；其中，对回波信号的处理可以包括模数转换处理、采样处理以及采样信号处理，具体的，步骤203可以包括：

步骤2031，对回波信号进行模数转换，得到数字信号；

步骤2032，对数字信号按照降低或者提高后的采样频率进行采样，获得采样信号；

步骤2033，对采样信号进行处理，得到处理结果。

其中，模数转换优选的可通过ADC(Analog to Digital Converter，模数转换器)进行处理；采样处理具体是根据降低或者提高后的采样频率，得到采样周期，按照采样周期对数字信号进行采样，得到采样信号；

步骤2033中对采样信号的处理，可以包括：

步骤20331，对采样信号进行距离维度的快速傅里叶变换处理，得到第一中间处理结果；

步骤20332，对第一中间处理结果进行速度维度的快速傅里叶变换处理，得到第二中间处理结果；

步骤20333，对第二中间处理结果进行角度维度的快速傅里叶变换处理，得到第三中间处理结果；

步骤20334，根据第三中间处理结果得到目标距离维度频率和目标速度维度频率；目标距离维度频率是基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的距离维度频率，目标速度维度频率是基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的速度维度频率；

步骤20335，根据目标距离维度频率和/或目标速度维度频率，得到处理结果。

其中，对数字信号按照降低或者提高后的采样频率进行采样，获得采样信号，对采样信号通过步骤20331至步骤20333在距离维度、速度维度以及角度维度这三个维度上做FFT处理，得到目标距离维度频率和目标速度维度频率，在快速傅里叶变换降低计算量的基础上，可再减少对采样信号处理时的计算量；该目标距离维度频率和目标速度维度频率并不是最终的毫米波雷达仿真时的信号的处理结果，而是基于上述步骤202中的预设比例降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的距离维度频率和速度维度频率。

本公开的一个实施例中，上述步骤20335包括：

通过公式：S＝f_r/B*T_s*c₀，得到毫米波雷达与目标物体之间的距离S；其中，f_r表示目标距离维度频率，B表示载波带宽，T_s表示基于降低或者提高后的扫频频率等比例提高或者降低后的扫频周期，c₀表示光速；

和/或，

通过公式：V＝f_ds/f_sc*c₀，得到毫米波雷达与目标物体之间的速度V；其中，f_ds表示目标速度维度频率，f_sc表示基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的载波频率，c₀表示光速。

这里，将步骤20334得到的目标距离维度频率和目标速度维度频率进行反算，得到实际的距离S和实际的速度V；由于在步骤202中仅对频率参数按照预设比例进行调整，而仿真精度参数保持不变，因而对目标距离维度频率和目标速度维度频率进行反算得到的实际的距离S和实际的速度V，与直接依据原始频率参数进行大量的计算后得到的实际的距离S和实际的速度V相比，数据的精度不会降低。

在一种实现实例中，基于上述表1对应的实现实例中的各参数，可见，降低100倍前的150m的距离维度频率为40MHz，降低100倍后的150m的距离维度频率为400kHz；降低100倍前的30m/s的速度维度频率为7700Hz，而降低100倍后的30m/s的速度维度频率为77Hz；

计算源载波频率下的毫米波雷达与目标物体之间的距离S1，将带宽B＝4×10⁸、扫频周期T_s1＝0.00001以及光速c₀＝3×10⁸代入公式：S＝f_r/B*T_s*c₀，得到

在源载波频率以及相关的频率参数降低100倍后，将带宽B＝4×10⁸、扫频周期T_s＝0.001以及光速c₀＝3×10⁸代入公式：S＝f_r/B*T_s*c₀，得到

由于f_r2是基于f_r1在预设比例降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的距离维度频率，因而，当采样频率基于预设比例降低100倍时，f_r2是f_r1降低100倍后的目标距离维度频率，即f_r1＝100f_r2，则有：

实现了距离数据的精度不变的情况下，在三层维度的快速傅里叶变换的基础上，再次降低了计算距离时的计算量；

计算源载波频率下的毫米波雷达与目标物体之间的距离S1，将光速c₀＝3×10⁸代入公式：V＝f_ds/f_sc*c₀，得到

在源载波频率以及相关的频率参数降低100倍后，将光速c₀＝3×10⁸代入公式：S＝f_r/B*T_s*c₀，得到

由于f_ds2是基于f_ds1在预设比例降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的速度维度频率，f_sc2是基于f_sc1在预设比例降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的载波频率，因而，当采样频率基于预设比例降低100倍时，f_ds2是f_ds1降低100倍后的目标速度维度频率，即f_ds1＝100f_ds2，f_sc2是f_sc1降低100倍后的目标速度维度频率，即f_sc1＝100f_sc2，可见：

实现了仿真精度不变的情况下，在三层维度的快速傅里叶变换的基础上，再次降低了计算速度时的计算量。

本公开实施例中毫米波雷达的仿真方法，在毫米波雷达的仿真精度参数保持不变的情况下，对毫米波雷达的至少一种频率参数按照预设比例调整，其预设比例可依据用户界面进行配置，得到调整后的频率参数，进而根据调整后的频率参数对回波信号进行处理，得到处理结果；实现了在可视化仿真时，降低对信号处理的计算量，保证自动驾驶车运行在仿真平台的流畅度。

上述所有可选技术方案，可以任意结合，形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。

图4是本公开实施例提供的一种毫米波雷达仿真方法装置的结构示意图，参见图4，该装置400包括：

接收模块401，用于在对毫米波雷达的射频信号进行仿真时，接收虚拟场景中目标物体接收到该射频信号后反射的回波信号；

调整模块402，用于在毫米波雷达的仿真精度参数保持不变的情况下，对毫米波雷达的频率参数按照预设比例调整，得到调整后的频率参数；

处理模块403，用于根据调整后的频率参数对上述回波信号进行处理，得到处理结果。

在一种可能实现方式中，该调整模块402用于：

对毫米波雷达的载波频率、采样频率、扫频频率、距离维度频率以及速度维度频率中的至少一项，按照预设比例调整，得到调整后的频率参数。

在一种可能实现方式中，该调整模块402中的毫米波雷达的仿真精度参数包括：距离分辨率、速度分辨率、最大距离、最大速度、带宽和光速中的至少一项。

在一种可能实现方式中，该调整模块402具体用于：

对毫米波雷达的载波频率按照第一预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的载波频率；

对毫米波雷达的采样频率按照第二预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的采样频率；

对毫米波雷达的扫频频率按照第三预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的扫频频率；

对毫米波雷达的距离维度频率按照第四预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的距离维度频率；

对毫米波雷达的速度维度频率按照第五预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的速度维度频率；

其中，第一预设比例、第二预设比例、第三预设比例、第四预设比例以及第五预设比例中的至少两个相同。

在一种可能实现方式中，该处理模块403包括：

第一处理子模块，用于对回波信号进行模数转换，得到数字信号；

第二处理子模块，用于对数字信号按照降低或者提高后的采样频率进行采样，获得采样信号；

第三处理子模块，用于对采样信号进行处理，得到处理结果。

在一种可能实现方式中，上述第三处理子模块包括：

第一处理子单元，对采样信号进行距离维度的快速傅里叶变换处理，得到第一中间处理结果；

第二处理子单元，对第一中间处理结果进行速度维度的快速傅里叶变换处理，得到第二中间处理结果；

第三处理子单元，对第二中间处理结果进行角度维度的快速傅里叶变换处理，得到第三中间处理结果；

第四处理子单元，根据第三中间处理结果，得到目标距离维度频率和目标速度维度频率；目标距离维度频率是基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的距离维度频率，目标速度维度频率是基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的速度维度频率；

第五处理子单元，根据目标距离维度频率和/或目标速度维度频率，得到处理结果。

在一种可能实现方式中，上述第五处理子单元具体用于：

通过公式：S＝f_r/B*T_s*c₀，得到毫米波雷达与目标物体之间的距离S；其中，f_r表示目标距离维度频率，B表示载波带宽，T_s表示基于降低或者提高后的扫频频率等比例提高或者降低后的扫频周期，c₀表示光速；

和/或

通过公式：V＝f_ds/f_sc*c₀，得到毫米波雷达与目标物体之间的速度V；其中，f_ds表示目标速度维度频率，f_sc表示基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的载波频率，c₀表示光速。

本公开实施例提供的装置，对毫米波雷达的射频信号进行仿真时，可以接收虚拟场景中目标物体接收到该射频信号后反射的回波信号，从而在毫米波雷达的仿真精度参数保持不变的情况下，对毫米波雷达的至少一种频率参数按照预设比例调整，得到调整后的频率参数，按照预设比例进行调整可以做到对毫米波雷达的射频信号处理的可控，预设比例可通过用户界面进行配置，进而根据调整后的频率参数对回波信号进行处理，得到处理结果，降低了毫米波雷达信号处理时的计算量，保证了自动驾驶车运行在仿真平台的流畅度。

需要说明的是：上述实施例提供的毫米波雷达仿真装置在仿真处理时，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。另外，上述实施例提供的毫米波雷达仿真装置与毫米波雷达仿真方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本公开实施例中的毫米波雷达仿真装置可以是虚拟装置，也可以是服务器或者终端中的部件、集成电路或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本公开实施例不作具体限定。

本公开实施例中的毫米波雷达仿真装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本公开实施例不作具体限定。

本公开实施例提供的毫米波雷达仿真装置能够实现图2至图3的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

可选地，如图5所示，本公开实施例还提供一种电子设备500，包括处理器501，存储器502，存储在存储器502上并可在处理器501上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器501执行时实现上述毫米波雷达仿真方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。需要说明的是，本公开实施例中的电子设备包括上述的移动电子设备和非移动电子设备。

图6为实现本公开实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。

该电子设备600包括但不限于：射频单元601、网络模块602、音频输出单元603、输入单元604、传感器605、显示单元606、用户输入单元607、接口单元608、存储器609、以及处理器610等部件。

本领域技术人员可以理解，电子设备600还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器610逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图6中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。

应理解的是，本公开实施例中，输入单元604可以包括图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)6041和麦克风6042，图形处理器6041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元606可包括显示面板6061，可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板6061。用户输入单元607包括触控面板6071以及其他输入设备6072。触控面板6071，也称为触摸屏。触控面板6071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备6072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。存储器609可用于存储软件程序以及各种数据，包括但不限于应用程序和操作系统。处理器610可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器610中。

本公开实施例还提供一种可读存储介质，可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述毫米波雷达仿真方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，该处理器为上述实施例中的电子设备中的处理器。可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

本公开实施例另提供了一种芯片，芯片包括处理器和通信接口，通信接口和处理器耦合，其处理器用于运行程序或指令，实现上述毫米波雷达仿真方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本公开实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本公开实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术作出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开各个实施例的方法。

上面结合附图对本公开的实施例进行了描述，但是本公开并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本公开的启示下，在不脱离本公开宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可作出很多形式，均属于本公开的保护之内。

Claims (10)

1.一种毫米波雷达仿真方法，其特征在于，包括：

对毫米波雷达的射频信号进行仿真时，接收虚拟场景中目标物体接收到所述射频信号后反射的回波信号；

在所述毫米波雷达的仿真精度参数保持不变的情况下，对所述毫米波雷达的频率参数按照预设比例调整，得到调整后的频率参数；

根据所述调整后的频率参数对所述回波信号进行处理，得到处理结果。

2.根据权利要求1所述的毫米波雷达仿真方法，其特征在于，对所述毫米波雷达的频率参数按照预设比例调整，得到调整后的频率参数，包括：

对所述毫米波雷达的载波频率、采样频率、扫频频率、距离维度频率以及速度维度频率中的至少一项，按照预设比例调整，得到调整后的频率参数。

3.根据权利要求2所述的毫米波雷达仿真方法，其特征在于，所述毫米波雷达的仿真精度参数包括：距离分辨率、速度分辨率、最大距离、最大速度、带宽和光速中的至少一项。

4.根据权利要求2或3所述的毫米波雷达仿真方法，其特征在于，对所述毫米波雷达的载波频率、采样频率、扫频频率、距离维度频率以及速度维度频率中的至少一项，按照预设比例调整，得到调整后的频率参数，包括：

对所述毫米波雷达的载波频率按照第一预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的载波频率；

对所述毫米波雷达的采样频率按照第二预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的采样频率；

对所述毫米波雷达的扫频频率按照第三预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的扫频频率；

对所述毫米波雷达的距离维度频率按照第四预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的距离维度频率；

对所述毫米波雷达的速度维度频率按照第五预设比例降低或者提高，得到降低或者提高后的速度维度频率；

其中，所述第一预设比例、第二预设比例、第三预设比例、第四预设比例以及第五预设比例中的至少两个相同。

5.根据权利要求4所述的毫米波雷达仿真方法，其特征在于，根据所述调整后的频率参数对所述回波信号进行处理，得到处理结果，包括：

对所述回波信号进行模数转换，得到数字信号；

对所述数字信号按照降低或者提高后的采样频率进行采样，获得采样信号；

对所述采样信号进行处理，得到处理结果。

6.根据权利要求5所述的毫米波雷达仿真方法，其特征在于，对所述采样信号进行处理，得到处理结果，包括：

对所述采样信号进行距离维度的快速傅里叶变换处理，得到第一中间处理结果；

对所述第一中间处理结果进行速度维度的快速傅里叶变换处理，得到第二中间处理结果；

对所述第二中间处理结果进行角度维度的快速傅里叶变换处理，得到第三中间处理结果；

根据所述第三中间处理结果，得到目标距离维度频率和目标速度维度频率；所述目标距离维度频率是基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的距离维度频率，所述目标速度维度频率是基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的速度维度频率；

根据所述目标距离维度频率和/或目标速度维度频率，得到所述处理结果。

7.根据权利要求6所述的毫米波雷达仿真方法，其特征在于，根据所述目标距离维度频率和/或目标速度维度频率，得到所述处理结果，包括：

通过公式：S＝f_r/B*T_s*c₀，得到所述毫米波雷达与所述目标物体之间的距离S；其中，f_r表示所述目标距离维度频率，B表示载波带宽，T_s表示基于降低或者提高后的扫频频率等比例提高或者降低后的扫频周期，c₀表示光速；

和/或

通过公式：V＝f_ds/f_sc*c₀，得到所述毫米波雷达与所述目标物体之间的速度V；其中，f_ds表示所述目标速度维度频率，f_sc表示基于降低或者提高后的采样频率等比例降低或者提高后的载波频率，c₀表示光速。

8.一种毫米波雷达仿真装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于在对毫米波雷达的射频信号进行仿真时，接收虚拟场景中目标物体接收到所述射频信号后反射的回波信号；

调整模块，用于在所述毫米波雷达的仿真精度参数保持不变的情况下，对所述毫米波雷达的频率参数按照预设比例调整，得到调整后的频率参数；

处理模块，用于根据所述调整后的频率参数对所述回波信号进行处理，得到处理结果。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的毫米波雷达仿真方法的步骤。

10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的毫米波雷达仿真方法的步骤。

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