CN114779228B - 目标测距方法、装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种目标测距方法,用于调频连续波雷达,其中,所述方法包括:驱使雷达的发射天线在连续两帧时间区间内分别发射第一脉冲序列和第二脉冲序列,其中,两个脉冲序列的中心频率不同;接收由同一目标反馈的回波信号并获取第一脉冲序列对应的第一回波信号的第一实测相位和第二脉冲序列对应的第二回波信号的第二实测相位;根据第一实测相位和第二实测相位计算实测相位差;根据第一脉冲序列的波长、第二脉冲序列的波长和实测相位差计算目标的当前距离。本发明所提供的技术方案能够解决现有技术中调频连续波雷达输出的测距结果为目标所在的距离单元,由于距离分辨率受带宽及采样率限制,导致不能得到目标高精准位置的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及雷达测距技术领域,尤其涉及一种目标测距方法、装置及存储介质。
背景技术
目前的调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)雷达系统进行信号处理时,待处理信号为经过下变频混频后的中频信号,因为雷达的距离单元受限于ADC采样率和带宽,所以经过信号处理后雷达系统输出的检测结果为目标所在的距离单元相关的数据,而不能得到目标的精度较高的位置信息。
雷达系统可用于探测各种目标,有些测量目标为车辆等物体,有时雷达系统被用于一些特殊场景中,测量对象为固定不动的目标。当雷达系统对桥梁、隧道、滑坡区等特殊目标进行实时监测时,需要准确检测到桥梁、隧道或滑坡区的微小形变,如果雷达系统只输出检测距离值则达不到应用场景所需的测量精度。通常情况下,当77G毫米波雷达在带宽为300M时,测量的高精度距离一般为0.5m,测量误差较大。有些特殊场景监测需要雷达的测量精度达到毫米甚至亚毫米级别才能满足测量需求,而调频连续波雷达输出的测距结果为目标所在的距离单元,不能得到目标的高精准位置。
发明内容
本发明提供了一种目标测距方法、装置及存储介质,旨在有效解决现有技术中FMCW雷达输出的测距结果为目标所在的距离单元,由于距离分辨率受带宽及采样率限制,导致不能得到目标的高精度准确位置的技术问题。
驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列,其中,所述第一脉冲序列和所述第二脉冲序列具有相同的带宽和脉冲重复频率,所述第一脉冲序列的中心频率和所述第二脉冲序列的中心频率不同;
接收由同一目标反馈的回波信号并获取所述第一脉冲序列对应的第一回波信号的第一实测相位和所述第二脉冲序列对应的第二回波信号的第二实测相位;
根据所述第一实测相位和所述第二实测相位计算实测相位差;
根据所述第一脉冲序列的波长、所述第二脉冲序列的波长和所述实测相位差计算所述目标的当前距离。
进一步地,所述驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列包括:
生成具有第一中心频率的所述第一脉冲序列并驱使所述发射天线在所述一帧时间区间内发射所述第一脉冲序列;
在所述第一脉冲序列发射完成后实施变频操作以生成具有第二中心频率的所述第二脉冲序列并驱使所述发射天线在所述后一帧时间区间内发射所述第二脉冲序列。
进一步地,所述接收由同一目标反馈的回波信号并获取所述第一脉冲序列对应的回波信号的第一实测相位和所述第二脉冲序列对应的回波信号的第二实测相位包括:
在接收到所述目标返回的所述第一脉冲序列对应的所述第一回波信号后,对所述第一回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第一实测相位,以及在接收到所述目标返回的所述第二脉冲序列对应的所述第二回波信号后,对所述第二回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第二实测相位。
进一步地,所述对所述第一回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第一实测相位包括:
针对所述变换后的信号进行距离-多普勒成像处理,得到对应于所述第一回波信号的距离多普勒图像并从所述距离多普勒图像中确定所述目标对应的第一距离单元值并提取出所述第一实测相位;
所述对所述第二回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第二实测相位包括:
针对所述变换后的信号进行距离-多普勒成像处理,得到对应于所述第二回波信号的距离多普勒图像并从所述距离多普勒图像中确定所述目标对应的第二距离单元值并提取出所述第二实测相位。
进一步地,所述根据所述第一实测相位和所述第二实测相位计算实测相位差包括:
根据下式计算所述实测相位差:
ΔPhase = mod(phase1- phase2,360),
其中,ΔPhase表示所述实测相位差,Phase1表示所述第一实测相位,Phase2表示所述第二实测相位,mod函数表示对给定数值求余。
进一步地,所述根据所述第一脉冲序列的波长、所述第二脉冲序列的波长和所述实测相位差计算所述目标的当前距离包括:
根据所述第一脉冲序列的波长和所述第二脉冲序列的波长确定高精度不模糊范围;
根据所述高精度不模糊范围和所述实测相位差确定高精度模糊距离;
将所述第一距离单元值、或者所述第二距离单元值、或者两者的均值作为目标距离单元值,并根据所述目标距离单元值以及所述距离多普勒图像的距离分辨率确定低精度不模糊距离;
根据所述低精度不模糊距离、所述高精度不模糊范围和所述高精度模糊距离确定所述目标的当前距离。
进一步地,所述根据所述第一脉冲序列的波长和所述第二脉冲序列的波长确定高精度不模糊范围包括:
根据下式计算所述高精度不模糊范围:
UnambigR = min(λ1, λ2)/abs(λ1 -λ2)*max(λ1, λ2),
其中,UnambigR表示所述高精度不模糊范围,λ1表示所述第一脉冲序列的波长,λ2表示所述第二脉冲序列的波长,min函数表示返回给定数值中的最小值,max函数表示返回给定数值中的最大值,abs函数表示求给定数值的绝对值。
进一步地,所述根据所述高精度不模糊范围和所述实测相位差确定高精度模糊距离包括:
根据下式计算所述高精度模糊距离:
AmbigHighResR= UnambigR*ΔPhase,
其中,AmbigHighResR表示所述高精度模糊距离,所述UnambigR表示所述高精度不模糊范围,ΔPhase表示所述实测相位差。
进一步地,所述根据所述目标距离单元值以及所述距离多普勒图像的距离分辨率确定低精度不模糊距离包括:
根据下式计算所述低精度不模糊距离:
Range1 = Nr*ΔR,
其中,Range1表示所述低精度不模糊距离,Nr表示所述目标距离单元值,ΔR表示所述距离多普勒图像的距离分辨率。
进一步地,所述根据所述低精度不模糊距离、所述高精度不模糊范围和所述高精度模糊距离确定所述目标的当前距离包括:
根据下式计算所述目标的当前距离:
Range2 = round(Range1/ UnambigR)+ AmbigHighResR,
其中,Range2表示所述目标的当前距离,Range1表示所述低精度不模糊距离,UnambigR表示所述高精度不模糊范围,AmbigHighResR表示所述高精度模糊距离,round函数表示对给定数值进行四舍五入计算。
根据本发明的一方面,本发明还提供了一种目标测距方法,用于调频连续波雷达,所述装置包括:
脉冲发射模块,用于驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列,其中,所述第一脉冲序列的中心频率和所述第二脉冲序列的中心频率不同;
相位获取模块,用于接收由同一目标(本提案主要针对静止目标)反馈的回波信号并获取所述第一脉冲序列对应的第一回波信号的第一实测相位和所述第二脉冲序列对应的第二回波信号的第二实测相位;
相位差计算模块,用于根据所述第一实测相位和所述第二实测相位计算实测相位差;
距离计算模块,用于根据所述第一脉冲序列的波长、所述第二脉冲序列的波长和所述实测相位差计算所述目标的当前距离。
根据本发明的另一方面,本发明还提供了一种存储介质,所述存储介质中存储有多条指令,所述指令适于由处理器加载以执行如上所述的任一目标测距方法。
通过本发明中的上述实施例中的一个实施例或多个实施例,至少可以实现如下技术效果:
在本发明所公开的技术方案中,雷达的发射天线连续发射两个中心频率不同的脉冲序列,根据脉冲序列在目标上返回的回波信号的相位差来计算目标的当前距离。现有技术中FMCW雷达对信号进行处理后输出的结果为目标所在的距离单元,而不能得到目标的绝对准确位置,而本发明的技术方案可根据第一脉冲序列的波长、第二脉冲序列的波长和实测相位差计算出的目标的高精度距离,提高了雷达测量精度,使FMCW雷达可以应用于需要对目标对象进行高精准距离测量的特殊场景。
附图说明
下面结合附图,通过对本发明的具体实施方式详细描述,将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明实施例提供的一种目标测距方法的步骤流程图;
图2为本发明实施例提供的一种脉冲序列示意图;
图3为本发明实施例提供的一种目标测距方法的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,在不做特别说明的情况下,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
图1为本发明实施例所提供的目标测距方法的步骤流程图,所述目标测距方法包括:
步骤101:驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列,其中,所述第一脉冲序列和所述第二脉冲序列具有相同的带宽和脉冲重复频率,所述第一脉冲序列的中心频率和所述第二脉冲序列的中心频率不同;
步骤102:接收由同一目标反馈的回波信号并获取所述第一脉冲序列对应的第一回波信号的第一实测相位和所述第二脉冲序列对应的第二回波信号的第二实测相位;
步骤103:根据所述第一实测相位和所述第二实测相位计算实测相位差;
步骤104:根据所述第一脉冲序列的波长、所述第二脉冲序列的波长和所述实测相位差计算所述目标的当前距离。
示例性地,雷达系统测量目标的当前距离时利用发射的脉冲序列对应的回波信号的频移量来探测目标的距离。具体来说,发射天线向目标发送脉冲序列,当脉冲序列到达待测目标后返回回波信号,雷达系统获取目标返回的回波信号,并根据回波信号的相位差来计算目标的当前距离。
以下对上述步骤101至104进行具体描述。
在步骤101中,驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列,其中,所述第一脉冲序列和所述第二脉冲序列具有相同的带宽和脉冲重复频率,所述第一脉冲序列的中心频率和所述第二脉冲序列的中心频率不同。
示例性地,FMCW雷达系统有频率捷变技术,当雷达在不同场景时测量目标数据时,所遇到的干扰源频率各不相同,有时在同一场景的不同时段所出现的干扰频率也不相同。为了能有效地避开各种干扰频率,雷达需要具有快速改变选用频道的能力。
在对目标进行测距时,FMCW雷达使用频率捷变技术,在发送脉冲序列时改变脉冲序列的中心频率,驱使雷达的发射天线在连续两帧时间区间内分别发射中心频率不同的第一脉冲序列和第二脉冲序列。
在步骤102中,接收由同一目标反馈的回波信号并获取所述第一脉冲序列对应的第一回波信号的第一实测相位和所述第二脉冲序列对应的第二回波信号的第二实测相位。
示例性地,雷达系统的一个发射天线和一个接收天线之间形成一个信号传输通道,当需要获取实测相位时,首先获取对应的信号通道的数据,然后在通道数据中获得不同脉冲序列的回波信号的实测相位。
在步骤103中,根据所述第一实测相位和所述第二实测相位计算实测相位差。
示例性地,当获取到两个脉冲信号的回波信号所对应的实测相位后,根据该两个实测相位计算两个相位之间的实测相位差。
在步骤104中,根据所述第一脉冲序列的波长、所述第二脉冲序列的波长和所述实测相位差计算所述目标的当前距离。
示例性地,在本发明的技术方案中,可以根据两个脉冲序列的波长和两个脉冲序列的实测相位差计算出目标的精准位置。图2为本发明实施例提供的一种脉冲序列示意图,如图所示,雷达天线发射了两个不同频率的波形,假设波形1的波长为1m,波形2的波长为5/6m,当两个波形都传输了5m的距离时,波形1走了5个周期,波形2走了6个周期,由此可发现,两个波形的相位差呈现出线性增加的趋势。当得到两个不同频率的脉冲序列的回波信号的相位差后,可以根据第一脉冲序列的波长、第二脉冲序列的波长和实测相位差计算出目标的当前距离,通过该测距方法得到的目标距离数据的精度可以达到亚毫米级别,提高了FMCW雷达系统的测量精度。
在本发明所公开的技术方案中,雷达的发射天线连续发射两个中心频率不同的脉冲序列,根据脉冲序列在目标上返回的回波信号的相位差来计算目标的当前距离。现有技术中FMCW雷达对信号进行处理后输出的结果为目标所在的距离单元,而不能得到目标的绝对准确位置。在本发明的技术方案中可根据第一脉冲序列的波长、第二脉冲序列的波长和实测相位差计算出的目标的高精度距离,提高了雷达测量精度,使FMCW雷达可以应用于需要对目标对象进行高精准距离测量的特殊场景。
进一步地,在步骤101中,所述驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列包括:
生成具有第一中心频率的所述第一脉冲序列并驱使所述发射天线在所述一帧时间区间内发射所述第一脉冲序列;
在所述第一脉冲序列发射完成后实施变频操作以生成具有第二中心频率的所述第二脉冲序列并驱使所述发射天线在所述后一帧时间区间内发射所述第二脉冲序列。
示例性地,该方案主要是通过两个频率不同的脉冲序列来测量目标的当前距离,在雷达上集成了频率捷变功能模块,在测距时通过频率捷变技术来改变脉冲序列的中心频率,在连续两帧时间区间内向待测目标分别以第一中心频率发射第一脉冲序列,以第二中心频率发射第二脉冲序列。
进一步地,在步骤102中,所述接收由同一目标反馈的回波信号并获取所述第一脉冲序列对应的回波信号的第一实测相位和所述第二脉冲序列对应的回波信号的第二实测相位包括:
在接收到所述目标返回的所述第一脉冲序列对应的所述第一回波信号后,对所述第一回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第一实测相位,以及在接收到所述目标返回的所述第二脉冲序列对应的所述第二回波信号后,对所述第二回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第二实测相位。
示例性地,雷达系统把接收的目标回波信号送到信号处理机进行信号处理,经过信号处理后可获得目标相关参数,例如距离、方位、速度和形状等。具体来说,对第一回波信号和第二回波信号进行二维离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT),在变换后的信号中获取第一回波信号的第一实测相位和第二回波信号的第二实测相位。
进一步地,所述对所述第一回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第一实测相位包括:
针对所述变换后的信号进行距离-多普勒成像处理,得到对应于所述第一回波信号的距离多普勒图像并从所述距离多普勒图像中确定所述目标对应的第一距离单元值并提取出所述第一实测相位;
所述对所述第二回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第二实测相位包括:
针对所述变换后的信号进行距离-多普勒成像处理,得到对应于所述第二回波信号的距离多普勒图像并从所述距离多普勒图像中确定所述目标对应的第二距离单元值并提取出所述第二实测相位。
示例性地,距离-多普勒(Range-Doppler,RD)成像算法是对目标进行距离、多普勒分析的常用方法,通过对距离维(快时间)回波数据进行FFT(fast Fourier transform,快速傅里叶变换)处理,然后对多普勒维(慢时间)回波数据进行FFT处理以获得二维距离-多普勒图。在二维距离-多普勒图中,目标在相应距离多普勒单元位置的幅度明显高于其它距离多普勒单元,其距离多普勒单元则对应了目标的距离单元值。
通过对变换后的信号进行距离-多普勒成像处理以得到对应于回波信号的距离多普勒图像,进而确定目标对应的距离单元值以提取出第一实测相位和第二实测相位。
进一步地,所述根据所述第一实测相位和所述第二实测相位计算实测相位差包括:
根据下式计算所述实测相位差:
ΔPhase = mod(phase1- phase2,360),
其中,ΔPhase表示所述实测相位差,Phase1表示所述第一实测相位,Phase2表示所述第二实测相位,mod函数表示对给定数值求余。
示例性地,将第一实测相位和所述第二实测相位取差值,并对2π进行取余计算以获得两者的实测相位差。对于处于静止状态中的测量目标或运动速度非常缓慢的待测目标,两个脉冲信号的回波信号的相位差中没有目标位移所引起的相位差,该实测相位差是由两个脉冲序列的中心频率不同而引起,由此,可以通过两个脉冲序列的波长和该实测相位差计算出高精度目标位置,提高了雷达的测量精准度。
进一步地,所述根据所述第一脉冲序列的波长、所述第二脉冲序列的波长和所述实测相位差计算所述目标的当前距离包括:
根据所述第一脉冲序列的波长和所述第二脉冲序列的波长确定高精度不模糊范围;
根据所述高精度不模糊范围和所述实测相位差确定高精度模糊距离;
将所述第一距离单元值、或者所述第二距离单元值、或者两者的均值作为目标距离单元值,并根据所述目标距离单元值以及所述距离多普勒图像的距离分辨率确定低精度不模糊距离;
根据所述低精度不模糊距离、所述高精度不模糊范围和所述高精度模糊距离确定所述目标的当前距离。
示例性地,最大不模糊范围可以决定高精度的距离表示范围,低精度不模糊距离,可以用来求解高精度模糊次数。举例来说,假设最大不模糊范围为6m,高精度的距离表示范围只能在该范围以内,不能超过5m的最大不模糊范围。当距离为5.51m时,经过高精度测距后输出的结果为0.51m,所以称作该距离是模糊的,真实的实际距离为(n*5+0.51)m,由于n为未知数,所以称(n*5+0.51)为高精度模糊距离。低精度不模糊距离可以用来求解高精度模糊次数n,进而确定出目标真实的当前距离。
具体来说,根据第一脉冲序列的波长和第二脉冲序列的波长确定高精度不模糊范围,进而结合实测相位差确定高精度模糊距离,然后根据距离单元值和距离分辨率确定低精度不模糊距离。低精度不模糊距离可以用来求解高精度模糊次数,最后根据低精度不模糊距离、高精度不模糊范围和高精度模糊距离确定出目标的当前距离。
进一步地,所述根据所述第一脉冲序列的波长和所述第二脉冲序列的波长确定高精度不模糊范围包括:
根据下式计算所述高精度不模糊范围:
UnambigR = min(λ1, λ2)/abs(λ1 -λ2)*max(λ1, λ2),
其中,UnambigR表示所述高精度不模糊范围,λ1表示所述第一脉冲序列的波长,λ2表示所述第二脉冲序列的波长,min函数表示返回给定数值中的最小值,max函数表示返回给定数值中的最大值,abs函数表示求给定数值的绝对值。
进一步地,所述根据所述高精度不模糊范围和所述实测相位差确定高精度模糊距离包括:
根据下式计算所述高精度模糊距离:
AmbigHighResR= UnambigR*ΔPhase,
其中,AmbigHighResR表示所述高精度模糊距离,所述UnambigR表示所述高精度不模糊范围,ΔPhase表示所述实测相位差。
进一步地,所述根据所述目标距离单元值以及所述距离多普勒图像的距离分辨率确定低精度不模糊距离包括:
根据下式计算所述低精度不模糊距离:
Range1 = Nr*ΔR,
其中,Range1表示所述低精度不模糊距离,Nr表示所述目标距离单元值,ΔR表示所述距离多普勒图像的距离分辨率。
进一步地,所述根据所述低精度不模糊距离、所述高精度不模糊范围和所述高精度模糊距离确定所述目标的当前距离包括:
根据下式计算所述目标的当前距离:
Range2 = round(Range1/ UnambigR)+ AmbigHighResR,
其中,Range2表示所述目标的当前距离,Range1表示所述低精度不模糊距离,UnambigR表示所述高精度不模糊范围,AmbigHighResR表示所述高精度模糊距离,round函数表示对给定数值进行四舍五入计算。
示例性地,公式中的round(Nr*ΔR/ unambigR)是利用低精度不模糊距离来求解高精度模糊次数,进而根据高精度模糊次数确定出目标的当前距离。
基于与本发明实施例的一种目标测距方法同样的发明构思,本发明实施例提供了一种目标测距方法,用于调频连续波雷达,请参考图3,所述装置包括:
脉冲发射模块201,用于驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列,其中,所述第一脉冲序列的中心频率和所述第二脉冲序列的中心频率不同;
相位获取模块202,用于接收由同一目标反馈的回波信号并获取所述第一脉冲序列对应的第一回波信号的第一实测相位和所述第二脉冲序列对应的第二回波信号的第二实测相位;
相位差计算模块203,用于根据所述第一实测相位和所述第二实测相位计算实测相位差;
距离计算模块204,用于根据所述第一脉冲序列的波长、所述第二脉冲序列的波长和所述实测相位差计算所述目标的当前距离。
此外,所述的目标测距方法其它方面以及实现细节与前面所描述的目标测距方法相同或相似,在此不再赘述。
根据本发明的另一方面,本发明还提供一种存储介质,所述存储介质中存储有多条指令,所述指令适于由处理器加载以执行如上所述的任一目标测距方法。
综上所述,虽然本发明已以优选实施例揭露如上,但上述优选实施例并非用以限制本发明,本领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种目标测距方法,用于调频连续波雷达,其特征在于,所述方法包括:
驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列,其中,所述第一脉冲序列和所述第二脉冲序列具有相同的带宽和脉冲重复频率,所述第一脉冲序列的中心频率和所述第二脉冲序列的中心频率不同;
接收由同一目标反馈的回波信号并获取所述第一脉冲序列对应的第一回波信号的第一实测相位和所述第二脉冲序列对应的第二回波信号的第二实测相位;
根据所述第一实测相位和所述第二实测相位计算实测相位差;
根据所述第一脉冲序列的波长、所述第二脉冲序列的波长和所述实测相位差计算所述目标的当前距离;
其中,所述根据所述第一脉冲序列的波长、所述第二脉冲序列的波长和所述实测相位差计算所述目标的当前距离包括:
根据所述第一脉冲序列的波长和所述第二脉冲序列的波长确定高精度不模糊范围;
根据所述高精度不模糊范围和所述实测相位差确定高精度模糊距离;
将第一距离单元值、或者第二距离单元值、或者两者的均值作为目标距离单元值,并根据所述目标距离单元值以及距离多普勒图像的距离分辨率确定低精度不模糊距离;
根据所述低精度不模糊距离、所述高精度不模糊范围和所述高精度模糊距离确定所述目标的当前距离;
其中,所述根据所述第一脉冲序列的波长和所述第二脉冲序列的波长确定高精度不模糊范围包括:
根据下式计算所述高精度不模糊范围:
UnambigR=min(λ1,λ2)/abs(λ1-λ2)*max(λ1,λ2),
其中,UnambigR表示所述高精度不模糊范围,λ1表示所述第一脉冲序列的波长,λ2表示所述第二脉冲序列的波长,min函数表示返回给定数值中的最小值,max函数表示返回给定数值中的最大值,abs函数表示求给定数值的绝对值;
其中,所述根据所述高精度不模糊范围和所述实测相位差确定高精度模糊距离包括:
根据下式计算所述高精度模糊距离:
AmbigHighResR=UnambigR*ΔPhase,
其中,AmbigHighResR表示所述高精度模糊距离,所述UnambigR表示所述高精度不模糊范围,ΔPhase表示所述实测相位差;
其中,所述根据所述目标距离单元值以及所述距离多普勒图像的距离分辨率确定低精度不模糊距离包括:
根据下式计算所述低精度不模糊距离:
Range1=Nr*ΔR,
其中,Range1表示所述低精度不模糊距离,Nr表示所述目标距离单元值,ΔR表示所述距离多普勒图像的距离分辨率。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列包括:
生成具有第一中心频率的所述第一脉冲序列并驱使所述发射天线在所述一帧时间区间内发射所述第一脉冲序列;
在所述第一脉冲序列发射完成后实施变频操作以生成具有第二中心频率的所述第二脉冲序列并驱使所述发射天线在所述后一帧时间区间内发射所述第二脉冲序列。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述接收由同一目标反馈的回波信号并获取所述第一脉冲序列对应的回波信号的第一实测相位和所述第二脉冲序列对应的回波信号的第二实测相位包括:
在接收到所述目标返回的所述第一脉冲序列对应的所述第一回波信号后,对所述第一回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第一实测相位,以及在接收到所述目标返回的所述第二脉冲序列对应的所述第二回波信号后,对所述第二回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第二实测相位。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述对所述第一回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第一实测相位包括:
针对所述变换后的信号进行距离-多普勒成像处理,得到对应于所述第一回波信号的距离多普勒图像并从所述距离多普勒图像中确定所述目标对应的第一距离单元值并提取出所述第一实测相位;
所述对所述第二回波信号进行二维离散傅里叶变换并从变换后的信号中提取出所述第二实测相位包括:
针对所述变换后的信号进行距离-多普勒成像处理,得到对应于所述第二回波信号的距离多普勒图像并从所述距离多普勒图像中确定所述目标对应的第二距离单元值并提取出所述第二实测相位。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一实测相位和所述第二实测相位计算实测相位差包括:
根据下式计算所述实测相位差:
ΔPhase=mod(phase1-phase2,360),
其中,ΔPhase表示所述实测相位差,Phase1表示所述第一实测相位,Phase2表示所述第二实测相位,mod函数表示对给定数值求余。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述低精度不模糊距离、所述高精度不模糊范围和所述高精度模糊距离确定所述目标的当前距离包括:
根据下式计算所述目标的当前距离:
Range2=round(Range1/UnambigR)+AmbigHighResR,
其中,Range2表示所述目标的当前距离,Range1表示所述低精度不模糊距离,UnambigR表示所述高精度不模糊范围,AmbigHighResR表示所述高精度模糊距离,round函数表示对给定数值进行四舍五入计算。
7.一种目标测距装置,用于调频连续波雷达,其特征在于,包括:
脉冲发射模块,用于驱使所述雷达的发射天线在一帧时间区间内发射第一脉冲序列以及在相邻的后一帧时间区间内发射第二脉冲序列,其中,所述第一脉冲序列的中心频率和所述第二脉冲序列的中心频率不同;
相位获取模块,用于接收由同一目标反馈的回波信号并获取所述第一脉冲序列对应的第一回波信号的第一实测相位和所述第二脉冲序列对应的第二回波信号的第二实测相位;
相位差计算模块,用于根据所述第一实测相位和所述第二实测相位计算实测相位差;
距离计算模块,用于根据所述第一脉冲序列的波长、所述第二脉冲序列的波长和所述实测相位差计算所述目标的当前距离;
其中,所述距离计算模块还用于:
根据所述第一脉冲序列的波长和所述第二脉冲序列的波长确定高精度不模糊范围;
根据所述高精度不模糊范围和所述实测相位差确定高精度模糊距离;
将第一距离单元值、或者第二距离单元值、或者两者的均值作为目标距离单元值,并根据所述目标距离单元值以及距离多普勒图像的距离分辨率确定低精度不模糊距离;
根据所述低精度不模糊距离、所述高精度不模糊范围和所述高精度模糊距离确定所述目标的当前距离;
其中,所述距离计算模块还用于:
根据下式计算所述高精度不模糊范围:
UnambigR=min(λ1,λ2)/abs(λ1-λ2)*max(λ1,λ2),
其中,UnambigR表示所述高精度不模糊范围,λ1表示所述第一脉冲序列的波长,λ2表示所述第二脉冲序列的波长,min函数表示返回给定数值中的最小值,max函数表示返回给定数值中的最大值,abs函数表示求给定数值的绝对值;
其中,所述距离计算模块还用于:
根据下式计算所述高精度模糊距离:
AmbigHighResR=UnambigR*ΔPhase,
其中,AmbigHighResR表示所述高精度模糊距离,所述UnambigR表示所述高精度不模糊范围,ΔPhase表示所述实测相位差;
其中,所述距离计算模块还用于:
根据下式计算所述低精度不模糊距离:
Range1=Nr*ΔR,
其中,Range1表示所述低精度不模糊距离,Nr表示所述目标距离单元值,ΔR表示所述距离多普勒图像的距离分辨率。
8.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,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6中任一项所述的目标测距方法。
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