CN114924263B - 运动目标的速度解模糊方法、装置及存储介质 - Google Patents

运动目标的速度解模糊方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种运动目标的速度解模糊方法、装置及存储介质。本发明在获取运动目标的速度时，通过周期性地依序在第一发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第一脉冲信号，在第二发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第二脉冲信号，每个所述第一脉冲信号之前具有第一空闲时间段，每个所述第二脉冲信号之前具有第二空闲时间段，并且所述第一空闲时间段与所述第二空闲时间段的值不同，从而提升所述运动目标的当前速度准确性。

Description

运动目标的速度解模糊方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及毫米波消除盲速技术领域，尤其涉及一种运动目标的速度解模糊方法、装置及存储介质。
背景技术
MIMO（Multiple input multiple output，多输入多输出）雷达具有同时发射多个正交信号的能力，在接收端通过匹配分离，可以获得极大的虚拟孔径，从而可以极大改善目标角度分辨率。
对于MIMO雷达应用，信号波形的产生是其中一个至关重要的问题，每种MIMO雷达波形都有自己的特性及局限性，在获得它优点的同时也必须承受局限性带来的损耗（如发射功率、多普勒模糊、距离/多普勒旁瓣等）。DDMA（Doppler division multiple access）是MIMO雷达常用波形之一，允许在多普勒频谱上正交的所有发射信道同时传输波形，使得可以在保持单个天线发射功率不变的情况下探测距离更远。然而由于在多普勒维的复用，目标不模糊测速范围缩小，同频不同速的目标在多普勒存在混叠情况，目标速度进入盲区时，容易出现目标漏检情况。
发明内容
本发明提供了一种运动目标的速度解模糊方法、装置及存储介质，能够有效解决目前毫米波消除盲速准确率低的问题。
根据本发明的一方面，提供一种运动目标的速度解模糊方法，所述方法用于MIMO雷达，所述MIMO雷达具有多个发射天线和多个接收天线，所述多个发射天线和所述多个接收天线之间构成多个发射通道和多个接收通道，其特征在于，所述方法包括：周期性地依序在第一发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第一脉冲信号，在第二发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第二脉冲信号，其中，每个所述第一脉冲信号之前具有第一空闲时间段，每个所述第二脉冲信号之前具有第二空闲时间段，并且所述第一空闲时间段与所述第二空闲时间段的值不同，以及所述相位编码包括多个有效编码和一个冗余编码，所述多个有效编码的数量与所述多个发射通道的数量一致；在所述多个接收通道上接收所述运动目标反馈的与所述多个第一脉冲信号对应的第一回波信号、以及与所述第二脉冲信号对应的第二回波信号；对所述第一回波信号进行处理以得到对应的第一距离-多普勒图像，对所述第二回波信号进行处理以得到对应的第二距离-多普勒图像，并基于所述第一距离-多普勒图像和所述第二距离-多普勒图像进行帧内速度解模糊处理以及帧间速度解模糊处理，以得到所述运动目标的当前速度。
进一步地，所述对所述第一回波信号进行处理以得到对应的第一距离-多普勒图像，对所述第二回波信号进行处理以得到对应的第二距离-多普勒图像包括：针对每个所述接收通道执行如下操作：对该接收通道接收到的一个周期内的所述第一回波信号进行距离维采样，以得到Nr1*Nd1的二维数据，并对所述Nr1*Nd1的二维数据进行快速傅里叶变换以得到该接收通道对应的第一原始距离-多普勒图像，其中， Nr1为距离维采样点数， Nd1为一个周期内发射的第一脉冲信号的总数；对所述第一原始距离-多普勒图像按照多普勒维进行Nt等分，得到Nt个第一距离多普勒子图像，并将所述Nt个第一距离多普勒子图像的数据进行非相干积累以得到所述第一距离-多普勒图像。
进一步地，所述对所述第一回波信号进行处理以得到对应的第一距离-多普勒图像，对所述第二回波信号进行处理以得到对应的第二距离-多普勒图像包括：针对每个所述接收通道执行如下操作：对该接收通道接收到的一个周期内的所述第二回波信号进行距离维采样，以得到Nr2*Nd2的二维数据，并对所述Nr2*Nd2的二维数据进行快速傅里叶变换以得到该接收通道对应的第二原始距离-多普勒图像，其中， Nr2为距离维采样点数， Nd2为一个周期内发射的第二脉冲信号的总数；对所述第二原始距离-多普勒图像按照多普勒维进行Nt等分，得到Nt个第二距离多普勒子图像，并将所述Nt个第二距离多普勒子图像的数据进行非相干积累以得到所述第二距离-多普勒图像。
进一步地，所述基于所述第一距离-多普勒图像和所述第二距离-多普勒图像进行帧内速度解模糊处理包括：根据由所述冗余编码在多普勒维形成的空子带的位置偏移进行所述帧内速度解模糊处理。
进一步地，所述根据由所述冗余编码在多普勒维形成的空子带的位置偏移进行所述帧内速度解模糊处理包括：针对每个所述接收通道执行如下操作：对所述第一距离-多普勒图像进行检测以得到第一目标距离索引和第一目标多普勒索引；根据所述第一目标距离索引和所述第一目标多普勒索引从所述Nt个第一距离多普勒子图像分别获取对应的数据，以得到Nt个第一目标数据；确定所述Nt个第一目标数据中的最小值并计算所述Nt个第一目标数据的均值，并在二倍的所述最小值小于所述均值的情况下，将具有所述最小值的第一目标数据对应的第一距离多普勒子图像确定为由所述冗余编码形成的空子带的第一位置；将所述第一位置相对静止目标的偏移量确定为速度扩展的第一倍数；使用所述第一倍数修正所述第一目标多普勒索引，以得到第一修正后的目标多普勒索引。
进一步地，所述根据由所述冗余编码在多普勒维形成的空子带的位置偏移进行所述帧内速度解模糊处理还包括：针对每个所述接收通道执行如下操作：对所述第二距离-多普勒图像进行检测以得到第二目标距离索引和第二目标多普勒索引；根据所述第二目标距离索引和所述第二目标多普勒索引从所述Nt个第二距离多普勒子图像分别获取对应的数据，以得到Nt个第二目标数据；确定所述Nt个第二目标数据中的最小值并计算所述Nt个第二目标数据的均值，并在所述最小值小于所述均值的二倍的情况下，将具有所述最小值的第二目标数据对应的第二距离多普勒子图像确定为由所述冗余编码形成的空子带的第二位置；将所述第二位置相对静止目标的偏移量确定为速度扩展的第二倍数；使用所述第二倍数修正所述第二目标多普勒索引，以得到第二修正后的目标多普勒索引。
进一步地，所述基于所述第一距离-多普勒图像和所述第二距离-多普勒图像进行帧间速度解模糊处理包括：基于所述第一修正后的目标多普勒索引和所述第二修正后的目标多普勒索引进行所述帧间速度解模糊处理。
进一步地，所述基于所述第一修正后的目标多普勒索引和所述第二修正后的目标多普勒索引进行所述帧间速度解模糊处理包括：根据所述第一修正后的目标多普勒索引和具有多个取值的模糊数确定对应的多个第一参考速度。
进一步地，所述基于所述第一修正后的目标多普勒索引和所述第二修正后的目标多普勒索引进行所述帧间速度解模糊处理还包括：根据所述第二修正后的目标多普勒索引和所述具有多个取值的模糊数计算对应的多个第二参考速度。
进一步地，所述基于所述第一修正后的目标多普勒索引和所述第二修正后的目标多普勒索引进行所述帧间速度解模糊处理还包括：计算每个所述第一参考速度分别与每个所述第二参考速度之间的差值的绝对值，并确定所述差值的绝对值中的最小值，并将所述最小值对应的所述第一参考速度。
根据本发明的一方面，提供一种运动目标的速度解模糊，用于MIMO雷达，所述MIMO雷达具有多个发射天线和多个接收天线，所述多个发射天线和所述多个接收天线之间构成多个发射通道和多个接收通道，其特征在于，所述装置包括：信号发射单元，用于周期性地依序在第一发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第一脉冲信号，在第二发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第二脉冲信号，其中，每个所述第一脉冲信号之前具有第一空闲时间段，每个所述第二脉冲信号之前具有第二空闲时间段，并且所述第一空闲时间段与所述第二空闲时间段的值不同，以及所述相位编码包括多个有效编码和一个冗余编码，所述多个有效编码的数量与所述多个发射通道的数量一致；回波信号接收单元，用于在所述多个接收通道上接收所述运动目标反馈的与所述多个第一脉冲信号对应的第一回波信号、以及与所述第二脉冲信号对应的第二回波信号；速度解模糊单元，用于对所述第一回波信号进行处理以得到对应的第一距离-多普勒图像，对所述第二回波信号进行处理以得到对应的第二距离-多普勒图像，并基于所述第一距离-多普勒图像和所述第二距离-多普勒图像进行帧内速度解模糊处理以及帧间速度解模糊处理，以得到所述运动目标的当前速度。
根据本发明的一方面，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本发明任一实施例所述的运动目标的速度解模糊方法。
本发明的优点在于，本发明在获取运动目标的速度时，通过周期性地依序在第一发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第一脉冲信号，在第二发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第二脉冲信号，每个所述第一脉冲信号之前具有第一空闲时间段，每个所述第二脉冲信号之前具有第二空闲时间段，并且所述第一空闲时间段与所述第二空闲时间段的值不同，从而提升所述运动目标的当前速度准确性。另一方面，相位编码包括多个有效编码和一个冗余编码，也即增加一个空子带，通过确定空子带的第一位置确定所述运动目标的当前速度，进一步提高准确性。
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为本发明实施例一提供的运动目标的速度解模糊方法的步骤流程图。
图2A为本发明实施例步骤S130的子步骤流程图。
图2B为本发明实施例步骤S130的子步骤流程图。
图3A为本发明实施例步骤S300的子步骤流程图。
图3B为本发明实施例步骤S300的子步骤流程图。
图4为本发明实施例步骤S130的子步骤流程图。
图5为本发明实施例二提供的运动目标的速度解模糊装置的结构示意图。
图6为本发明实施例提供的第一脉冲信号和第二脉冲信号的波形示意图。
图7为本发明实施例提供的第一原始距离-多普勒图像和第二原始距离-多普勒图像的示意图。
图8为本发明实施例提供的第一距离-多普勒图像和第二距离-多普勒图像的示意图。
图9为本发明实施例提供的不同发射通道的波形示意图。
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。
如图1所示，为本发明实施例一提供的运动目标的速度解模糊方法，所述方法包括：
步骤S110：周期性地依序在第一发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第一脉冲信号，在第二发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第二脉冲信号。
示例性地，所述运动目标的速度解模糊方法用于MIMO雷达，所述MIMO雷达具有多个发射天线和多个接收天线，所述多个发射天线和所述多个接收天线之间构成多个发射通道和多个接收通道其中，每个所述第一脉冲信号之前具有第一空闲时间段，每个所述第二脉冲信号之前具有第二空闲时间段，并且所述第一空闲时间段与所述第二空闲时间段的值不同，以及所述相位编码包括多个有效编码和一个冗余编码，所述多个有效编码的数量与所述多个发射通道的数量一致。
为了便于理解第一脉冲信号和第二脉冲信号之间的关系，结合参阅图6，作进一步地说明，图6中是雷达某一个发射通道发射的第一脉冲信号（即Frame1）和第如二脉冲信号（即Frame2），其中T1 = t1 + t2, T2 = t1 + t3，Frame1和Frame2的波形参数除了空闲时间（即第一空闲时间t2和第二空闲时间t3）时间不一样，其它参数完全相同，且Frame1和Frame2交替发射。Frame1和Frame2的波形参数对应的多普勒分辨率分别为dopplerRes1 =λ/（4*T1），dopplerRes2 = λ/（4*T2），λ表示波长(λ=c/f，其中c是光速，f是发射信号频率，如第一脉冲信号频率和第二脉冲信号频率)。
结合参阅图9，假设雷达7个发射通道，则编码数量为Nt=7+1，即发射通道的相位调制为w=2π（k-1）/Nt（其中k为通道的索引），多产生的一个相位编码会在多普勒维形成一个空的子带。比如，雷达有7个发射通道，则发射通道的相位调制为w=2π（k-1）/8，每个发射对应的编码如图9所示。
步骤S120：在所述多个接收通道上接收所述运动目标反馈的与所述多个第一脉冲信号对应的第一回波信号、以及与所述第二脉冲信号对应的第二回波信号。
在一些实施例中，可以在一个接收通道接收述运动目标反馈的与所述多个第一脉冲信号对应的第一回波信号、以及与所述第二脉冲信号对应的第二回波信号。
步骤S130：对所述第一回波信号进行处理以得到对应的第一距离-多普勒图像，对所述第二回波信号进行处理以得到对应的第二距离-多普勒图像，并基于所述第一距离-多普勒图像和所述第二距离-多普勒图像进行帧内速度解模糊处理以及帧间速度解模糊处理，以得到所述运动目标的当前速度。
如图2A和2B所示，在一些实施例中，步骤S130：对所述第一回波信号进行处理以得到对应的第一距离-多普勒图像，对所述第二回波信号进行处理以得到对应的第二距离-多普勒图像，并基于所述第一距离-多普勒图像和所述第二距离-多普勒图像进行帧内速度解模糊处理以及帧间速度解模糊处理，以得到所述运动目标的当前速度。进一步包括以下步骤：
如图2A，针对每个所述接收通道执行如下操作：
步骤S131：对该接收通道接收到的一个周期内的所述第一回波信号进行距离维采样，以得到Nr1*Nd1的二维数据，并对所述Nr1*Nd1的二维数据进行快速傅里叶变换以得到该接收通道对应的第一原始距离-多普勒图像。
其中， Nr1为距离维采样点数， Nd1为一个周期内发射的第一脉冲信号的总数。结合参阅图6，以Frame1为例，其中Nd1为n个，Nr1为在一个第一脉冲信号上采样点的数量。结合参阅图7，图7为第一回波信号的第一原始距离-多普勒图像。
步骤S132：对所述第一原始距离-多普勒图像按照多普勒维进行Nt等分，得到Nt个第一距离多普勒子图像，并将所述Nt个第一距离多普勒子图像的数据进行非相干积累以得到所述第一距离-多普勒图像。
结合参阅图8，图8为第一距离多普勒子图像的数据进行非相干积累以得到所述第一距离-多普勒图像。
如图2B，针对每个所述接收通道执行如下操作：
步骤S133：对该接收通道接收到的一个周期内的所述第二回波信号进行距离维采样，以得到Nr2*Nd2的二维数据，并对所述Nr2*Nd2的二维数据进行快速傅里叶变换以得到该接收通道对应的第二原始距离-多普勒图像。
其中， Nr2为距离维采样点数， Nd2为一个周期内发射的第二脉冲信号的总数。结合参阅图6，以Frame1为例，其中Nd2为n个，Nr2为在一个第一脉冲信号上采样点的数量。结合参阅图7，图7为第一回波信号的第一原始距离-多普勒图像。
步骤S134：对所述第二原始距离-多普勒图像按照多普勒维进行Nt等分，得到Nt个第二距离多普勒子图像，并将所述Nt个第二距离多普勒子图像的数据进行非相干积累以得到所述第二距离-多普勒图像。Nt等分的原因：这是由于第一脉冲信号或第二脉冲信号DDMA（Doppler division multiple access）波形的特点，假设设计了Nt个发射编码，发射通道将复用多普勒维，发射通道之间的间距为Nd/Nt。
结合参阅图8，图8为第一距离多普勒子图像的数据进行非相干积累以得到所述第一距离-多普勒图像。
需要说明的是，图7和图8中Nd可以表示为Nd1，也可以表示为Nd2，Nr即可以表示为Nr1，也可以表示Nr2，也就是说第一原始距离-多普勒图像和第二原始距离-多普勒图像是类似的，第一距离-多普勒图像和第二距离-多普勒图像在此也是类似的，在此仅用同一张图表示。
在一些实施例中，步骤S130还包括步骤S300：根据由所述冗余编码在多普勒维形成的空子带的位置偏移进行所述帧内速度解模糊处理。
具体地，结合参阅图3A和3B所示，步骤S135还包括以下步骤：
如图3A，针对每个所述接收通道执行如下操作：
步骤S310：对所述第一距离-多普勒图像进行检测以得到第一目标距离索引和第一目标多普勒索引。
步骤S320：根据所述第一目标距离索引和所述第一目标多普勒索引从所述Nt个第一距离多普勒子图像分别获取对应的数据，以得到Nt个第一目标数据。
步骤S330：确定所述Nt个第一目标数据中的最小值并计算所述Nt个第一目标数据的均值，并在二倍的所述最小值小于所述均值的情况下，将具有所述最小值的第一目标数据对应的第一距离多普勒子图像确定为由所述冗余编码形成的空子带的第一位置。
步骤S340：将所述第一位置相对静止目标的偏移量确定为速度扩展的第一倍数。
步骤S350：使用所述第一倍数修正所述第一目标多普勒索引，以得到第一修正后的目标多普勒索引。
为了便于理解步骤S310至步骤S350，举例说明，例如Nt个第一目标数据为D= [D1,D2, … DNt]，计算D的最小值Dmin和均值Dmean，如果2*Dmin小于Dmean，则认为Dmin所在的Image_x为空子带位置（即最小值的第一目标数据对应的第一距离多普勒子图像确定为由所述冗余编码形成的空子带的第一位置），x的取值范围[1, 2, … , Nt]。x相对静止目标的空子带位置的偏移量x_offset即为速度扩展的第一倍数。使用所述第一倍数修正所述第一目标多普勒索引，计算方法为dopplerIdx1_i= dopplerIdx1+x_offset*（Nd1/Nt），其中dopplerIdx1为第一目标多普勒索引。此时得到的dopplerIdx1_i的范围是[0, Nd]，表示的速度范围 [0, Nd] *dopplerRes1，此时速度范围扩大了Nt倍。
如图3B，针对每个所述接收通道执行如下操作：
步骤S311：对所述第二距离-多普勒图像进行检测以得到第二目标距离索引和第二目标多普勒索引。
步骤S321：根据所述第二目标距离索引和所述第二目标多普勒索引从所述Nt个第二距离多普勒子图像分别获取对应的数据，以得到Nt个第二目标数据。
步骤S331：确定所述Nt个第二目标数据中的最小值并计算所述Nt个第二目标数据的均值，并在所述最小值小于所述均值的二倍的情况下，将具有所述最小值的第二目标数据对应的第二距离多普勒子图像确定为由所述冗余编码形成的空子带的第二位置。
步骤S341：将所述第二位置相对静止目标的偏移量确定为速度扩展的第二倍数。
步骤S351：使用所述第二倍数修正所述第二目标多普勒索引，以得到第二修正后的目标多普勒索引。
为了便于理解步骤S310至步骤S350，举例说明，例如Nt个第二目标数据为D= [D1,D2, … DNt]，计算D的最小值Dmin和均值Dmean，如果2*Dmin小于Dmean，则认为Dmin所在的Image_x为空子带位置（即最小值的第一目标数据对应的第一距离多普勒子图像确定为由所述冗余编码形成的空子带的第一位置），x的取值范围[1, 2, … , Nt]。x相对静止目标的空子带位置的偏移量x_offset即为速度扩展的第一倍数。使用所述第一倍数修正所述第一目标多普勒索引，计算方法为dopplerIdx2_i= dopplerIdx2+x_offset*（Nd2/Nt），其中dopplerIdx2为第二目标多普勒索引。此时得到的dopplerIdx2_i的范围是[0, Nd]，表示的速度范围 [0, Nd] *dopplerRes2，此时速度范围扩大了Nt倍。
如图4所示，在一些实施例中，步骤S130还包括：
步骤S410：基于所述第一修正后的目标多普勒索引和所述第二修正后的目标多普勒索引进行所述帧间速度解模糊处理。
步骤S420：根据所述第一修正后的目标多普勒索引和具有多个取值的模糊数确定对应的多个第一参考速度。
步骤S430：根据所述第二修正后的目标多普勒索引和所述具有多个取值的模糊数计算对应的多个第二参考速度。
步骤S440：计算每个所述第一参考速度分别与每个所述第二参考速度之间的差值的绝对值，并确定所述差值的绝对值中的最小值，并将所述最小值对应的所述第一参考速度确定为所述运动目标的当前速度。
为了便于理解步骤S410至步骤S440，举例说明，例如对于运动目标的第一参考速度为V1，则V1可表示为(dopplerIdx1_i + Nd*Namb) * dopplerRes，其中Namb为[-2 -1 01]，Namb可以为预设的，也可以根据双重频波形方式，可以解出Namb的数值。Frame1周期运动目标速度V1 = (dopplerIdx1_i + Nd*Namb) * dopplerRes1，如果Namb取[-2 -1 0 1]时，则对应的速度V1= (dopplerIdx1_i + NdNamb)* dopplerRes1,其中Nd*Namb = [-2*Nd,-Nd, 0, Nd]。类似的对于运动目标的第二参考速度为V2，则V2可表示为(dopplerIdx2_i +Nd*Namb) * dopplerRes2，其中Namb为[-2 -1 0 1]，Namb可以为预设的，也可以根据双重频波形方式，可以解出Namb的数值。Frame2周期运动目标速度V2 = (dopplerIdx2_i + Nd*Namb) * dopplerRes2，如果Namb取[-2 -1 0 1]时，则对应的速度V2= (dopplerIdx2_i +NdNamb)* dopplerRes2,其中Nd*Namb = [-2*Nd, -Nd, 0, Nd]。
计算V1中每个速度值与V2中每个速度值之间的差值的绝对值，计算方法是Xi =|V1i-V2i|，(V1i=V1 [i], i=1,2,3,4)，(V2i=V2 [i], i=1,2,3,4)，然后计算Xi的最小值Xmin=min（Xi）, Xmin对应的索引值i可得出运动目标的当前速度为V1 [i]。当然在一些其他实施例中Xmin对应的索引值i可得出运动目标的当前速度为V2 [i]。
如图2所示，为本发明实施例二提供的运动目标的速度解模糊装置，所述装置包括：信号发射单元100、回波信号接收单元200和速度解模糊单元。
信号发射单元用于周期性地依序在第一发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第一脉冲信号，在第二发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第二脉冲信号，其中，每个所述第一脉冲信号之前具有第一空闲时间段，每个所述第二脉冲信号之前具有第二空闲时间段，并且所述第一空闲时间段与所述第二空闲时间段的值不同，以及所述相位编码包括多个有效编码和一个冗余编码，所述多个有效编码的数量与所述多个发射通道的数量一致。
示例性地，所述运动目标的速度解模糊方法用于MIMO雷达，所述MIMO雷达具有多个发射天线和多个接收天线，所述多个发射天线和所述多个接收天线之间构成多个发射通道和多个接收通道其中，每个所述第一脉冲信号之前具有第一空闲时间段，每个所述第二脉冲信号之前具有第二空闲时间段，并且所述第一空闲时间段与所述第二空闲时间段的值不同，以及所述相位编码包括多个有效编码和一个冗余编码，所述多个有效编码的数量与所述多个发射通道的数量一致。
为了便于理解第一脉冲信号和第二脉冲信号之间的关系，结合参阅图6，作进一步地说明，图6中是雷达某一个发射通道发射的第一脉冲信号（即Frame1）和第如二脉冲信号（即Frame2），其中T1 = t1 + t2, T2 = t1 + t3，Frame1和Frame2的波形参数除了空闲时间（即第一空闲时间t2和第二空闲时间t3）时间不一样，其它参数完全相同，且Frame1和Frame2交替发射。Frame1和Frame2的波形参数对应的多普勒分辨率分别为dopplerRes1 =λ/（4*T1），dopplerRes2 = λ/（4*T2），λ表示波长(λ=c/f，其中c是光速，f是发射信号频率，如第一脉冲信号频率和第二脉冲信号频率)。
本发明在获取运动目标的速度时，通过周期性地依序在第一发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第一脉冲信号，在第二发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第二脉冲信号，每个所述第一脉冲信号之前具有第一空闲时间段，每个所述第二脉冲信号之前具有第二空闲时间段，并且所述第一空闲时间段与所述第二空闲时间段的值不同，从而提升所述运动目标的当前速度准确性。另一方面，相位编码包括多个有效编码和一个冗余编码，也即增加一个空子带，通过确定空子带的第一位置确定所述运动目标的当前速度，进一步提高准确性。
回波信号接收单元用于在所述多个接收通道上接收所述运动目标反馈的与所述多个第一脉冲信号对应的第一回波信号、以及与所述第二脉冲信号对应的第二回波信号。
在一些实施例中，可以在一个接收通道接收述运动目标反馈的与所述多个第一脉冲信号对应的第一回波信号、以及与所述第二脉冲信号对应的第二回波信号。
速度解模糊单元用于对所述第一回波信号进行处理以得到对应的第一距离-多普勒图像，对所述第二回波信号进行处理以得到对应的第二距离-多普勒图像，并基于所述第一距离-多普勒图像和所述第二距离-多普勒图像进行帧内速度解模糊处理以及帧间速度解模糊处理，以得到所述运动目标的当前速度。
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本发明任意实施例所述的运动目标的速度解模糊方法。
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)

1.一种运动目标的速度解模糊方法，用于MIMO雷达，所述MIMO雷达具有多个发射天线和多个接收天线，所述多个发射天线和所述多个接收天线之间构成多个发射通道和多个接收通道，其特征在于，所述方法包括：
周期性地依序在第一发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第一脉冲信号，周期性地依序在第二发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第二脉冲信号，其中，每个所述第一脉冲信号之前具有第一空闲时间段，每个所述第二脉冲信号之前具有第二空闲时间段，并且所述第一空闲时间段与所述第二空闲时间段的值不同，以及所述相位编码包括多个有效编码和一个冗余编码，所述多个有效编码的数量与所述多个发射通道的数量一致，所述冗余编码用于所述发射通道的相位调制；
在所述多个接收通道上接收所述运动目标反馈的与所述多个第一脉冲信号对应的第一回波信号、以及与所述第二脉冲信号对应的第二回波信号；
对所述第一回波信号进行处理以得到对应的第一距离-多普勒图像，对所述第二回波信号进行处理以得到对应的第二距离-多普勒图像，并基于所述第一距离-多普勒图像和所述第二距离-多普勒图像进行帧内速度解模糊处理以及帧间速度解模糊处理，以得到所述运动目标的当前速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一回波信号进行处理以得到对应的第一距离-多普勒图像，对所述第二回波信号进行处理以得到对应的第二距离-多普勒图像包括：
针对每个所述接收通道执行如下操作：
对该接收通道接收到的一个周期内的所述第一回波信号进行距离维采样，以得到Nr1*Nd1的二维数据，并对所述Nr1*Nd1的二维数据进行快速傅里叶变换以得到该接收通道对应的第一原始距离-多普勒图像，其中， Nr1为距离维采样点数，Nd1为一个周期内发射的第一脉冲信号的总数；
对所述第一原始距离-多普勒图像按照多普勒维进行Nt等分，得到Nt个第一距离多普勒子图像，并将所述Nt个第一距离多普勒子图像的数据进行非相干积累以得到所述第一距离-多普勒图像。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述第一回波信号进行处理以得到对应的第一距离-多普勒图像，对所述第二回波信号进行处理以得到对应的第二距离-多普勒图像包括：
针对每个所述接收通道执行如下操作：
对该接收通道接收到的一个周期内的所述第二回波信号进行距离维采样，以得到Nr2*Nd2的二维数据，并对所述Nr2*Nd2的二维数据进行快速傅里叶变换以得到该接收通道对应的第二原始距离-多普勒图像，其中，Nr2为距离维采样点数，Nd2为一个周期内发射的第二脉冲信号的总数；
对所述第二原始距离-多普勒图像按照多普勒维进行Nt等分，得到Nt个第二距离多普勒子图像，并将所述Nt个第二距离多普勒子图像的数据进行非相干积累以得到所述第二距离-多普勒图像。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一距离-多普勒图像和所述第二距离-多普勒图像进行帧内速度解模糊处理包括：根据由所述冗余编码在多普勒维形成的空子带的位置偏移进行所述帧内速度解模糊处理。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据由所述冗余编码在多普勒维形成的空子带的位置偏移进行所述帧内速度解模糊处理包括：
针对每个所述接收通道执行如下操作：
对所述第一距离-多普勒图像进行检测以得到第一目标距离索引和第一目标多普勒索引；
根据所述第一目标距离索引和所述第一目标多普勒索引从所述Nt个第一距离多普勒子图像分别获取对应的数据，以得到Nt个第一目标数据；
确定所述Nt个第一目标数据中的最小值并计算所述Nt个第一目标数据的均值，并在二倍的所述最小值小于所述均值的情况下，根据具有所述最小值的第一目标数据对应的第一距离多普勒子图像确定由所述冗余编码形成的空子带的第一位置；
将所述第一位置相对静止目标的偏移量确定为速度扩展的第一倍数；
使用所述第一倍数修正所述第一目标多普勒索引，以得到第一修正后的目标多普勒索引；
所述根据由所述冗余编码在多普勒维形成的空子带的位置偏移进行所述帧内速度解模糊处理还包括：
针对每个所述接收通道执行如下操作：
对所述第二距离-多普勒图像进行检测以得到第二目标距离索引和第二目标多普勒索引；
根据所述第二目标距离索引和所述第二目标多普勒索引从所述Nt个第二距离多普勒子图像分别获取对应的数据，以得到Nt个第二目标数据；
确定所述Nt个第二目标数据中的最小值并计算所述Nt个第二目标数据的均值，并在所述最小值小于所述均值的二倍的情况下，根据具有所述最小值的第二目标数据对应的第二距离多普勒子图像确定由所述冗余编码形成的空子带的第二位置；
将所述第二位置相对静止目标的偏移量确定为速度扩展的第二倍数；
使用所述第二倍数修正所述第二目标多普勒索引，以得到第二修正后的目标多普勒索引；
所述帧间速度解模糊处理包括：基于所述第一修正后的目标多普勒索引和所述第二修正后的目标多普勒索引进行所述帧间速度解模糊处理。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一修正后的目标多普勒索引和所述第二修正后的目标多普勒索引进行所述帧间速度解模糊处理包括：
根据所述第一修正后的目标多普勒索引和具有多个取值的模糊数确定对应的多个第一参考速度；
根据所述第二修正后的目标多普勒索引和所述具有多个取值的模糊数计算对应的多个第二参考速度；
所述基于所述第一修正后的目标多普勒索引和所述第二修正后的目标多普勒索引进行所述帧间速度解模糊处理还包括：
计算每个所述第一参考速度分别与每个所述第二参考速度之间的差值的绝对值，并确定所述差值的绝对值中的最小值，并将所述最小值对应的所述第一参考速度确定为所述运动目标的当前速度。
7.一种运动目标的速度解模糊装置，用于MIMO雷达，所述MIMO雷达具有多个发射天线和多个接收天线，所述多个发射天线和所述多个接收天线之间构成多个发射通道和多个接收通道，其特征在于，所述装置包括：
信号发射单元，用于周期性地依序在第一发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第一脉冲信号，周期性地依序在第二发射时序内在所述多个发射通道上分别向所述运动目标同时发射相位编码后的不同的多个第二脉冲信号，其中，每个所述第一脉冲信号之前具有第一空闲时间段，每个所述第二脉冲信号之前具有第二空闲时间段，并且所述第一空闲时间段与所述第二空闲时间段的值不同，以及所述相位编码包括多个有效编码和一个冗余编码，所述多个有效编码的数量与所述多个发射通道的数量一致，所述冗余编码用于所述发射通道的相位调制；
回波信号接收单元，用于在所述多个接收通道上接收所述运动目标反馈的与所述多个第一脉冲信号对应的第一回波信号、以及与所述第二脉冲信号对应的第二回波信号；
速度解模糊单元，用于对所述第一回波信号进行处理以得到对应的第一距离-多普勒图像，对所述第二回波信号进行处理以得到对应的第二距离-多普勒图像，并基于所述第一距离-多普勒图像和所述第二距离-多普勒图像进行帧内速度解模糊处理以及帧间速度解模糊处理，以得到所述运动目标的当前速度。
8.一种存储介质，其特征在于，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权利要求1-6中任一所述的运动目标的速度解模糊方法。
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