CN114966650A - 信号处理方法、装置、存储介质及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请属于传感器技术领域,涉及一种信号处理方法、装置、存储介质及车辆,所述方法包括:对第一接收信号进行处理,确定第一时域数据;使用失配滤波器对第一时域数据进行滤波处理,获得第一距离谱数据;根据第一距离谱数据,获得第一距离检测数据;根据第一距离检测数据和第一接收信号获得的第一检测数据,确定第二检测数据。根据本申请的信号处理方法,能够提高对第一接收信号进行检测的准确性,提升终端在自动驾驶或者辅助驾驶中的高级驾驶辅助系统ADAS能力,可用于辅助驾驶和自动驾驶中的目标探测和跟踪,可以应用于车联网,如车辆外联V2X、车间通信长期演进技术LTE‑V、车辆‑车辆V2V等。
Description
技术领域
本申请涉及传感器技术领域,尤其涉及一种信号处理方法、装置、存储介质及车辆。
背景技术
随着社会的发展,智能运输设备、智能家居设备、机器人等智能终端正在逐步进入人们的日常生活中。传感器在智能终端上发挥着十分重要的作用。安装在智能终端上的各式各样的传感器,比如毫米波雷达,激光雷达,摄像头,超声波雷达等,在智能终端的运动过程中感知周围的环境,收集数据,进行移动物体的辨识与追踪,以及静止场景如车道线、标示牌的识别,并结合导航仪及地图数据进行路径规划。传感器可以预先察觉到可能发生的危险并辅助甚至自主采取必要的规避手段,有效增加了智能终端的安全性和舒适性。
以智能终端为智能运输设备为例,毫米波雷达由于成本较低、技术比较成熟率先成为无人驾驶系统和辅助驾驶系统的主力传感器。目前高级辅助驾驶系统(AdvancedDriver Assistance Systems,ADAS)已开发出十多项功能,其中自适应巡航控制(AdaptiveCruise Control,ACC)、自动紧急制动(Autonomous Emergency Braking,AEB)、变道辅助(Lance Change Assist,LCA)、盲点监测(Blind Spot Monitoring,BSD)都离不开毫米波雷达。毫米波一般是指波长介于1-10mm的电磁波,所对应的频率范围为30-300GHz。在这个频段,毫米波相关的特性非常适合应用于车载领域。例如,带宽大,频域资源丰富,天线副瓣低,有利于实现成像或准成像;波长短,雷达设备体积和天线口径得以减小,重量减轻;波束窄,在相同天线尺寸下毫米波的波束要比微波的波束窄得多,雷达分辨率高;穿透强,相比于激光雷达和光学系统,更加具有穿透烟、灰尘和雾的能力,可全天候工作。
在毫米波雷达的使用过程中,通过发出发射信号,并对接收到的、由目标反射的回波信号进行分析,可以判断目标与毫米波雷达的距离。其中,由于受到雷达所处环境的影响,分析回波信号的过程中,回波信号中的有效信号可能受到其他大幅度信号的干扰,使得毫米波雷达测得准确的距离较为困难。在这种前提下,如何提高检测准确性,是亟需解决的一个技术问题。
发明内容
有鉴于此,提出了一种信号处理方法、装置、存储介质及车辆,根据本申请实施例的信号处理方法,能够减弱大幅度信号的干扰,提高对回波信号进行检测的准确性。
第一方面,本申请的实施例提供了一种信号处理方法,所述方法包括:
获取第一接收信号,对所述第一接收信号进行处理得到距离和速度二维谱数据;根据所述距离和速度二维谱数据,确定第一时域数据;使用失配滤波器对所述第一时域数据进行滤波处理,获得第一距离谱数据,其中,所述失配滤波器的参数根据第二接收信号的时域数据或所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据确定;根据所述第一距离谱数据,获得第一距离检测数据;根据所述第一距离检测数据和所述第一接收信号获得的第一检测数据,确定第二检测数据。
根据本申请实施例的信号处理方法,通过根据第二接收信号的时域数据或所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据,可以确定失配滤波器的参数,并使用该失配滤波器对第一时域数据进行滤波处理,可以获得第一距离谱数据。根据第一距离谱数据获得的第一距离检测数据和所述第一接收信号获得的第一检测数据,可以获得第二检测数据。由于第一接收信号、第二接收信号是经过信号产生、传输以及接收的环境后获取的,因此,基于第一接收信号、第二接收信号确定的失配滤波器进行信号处理,可以消除第一接收信号中信号产生、传输以及接收的环境中的物理因素的非理想特性的影响,提高旁瓣抑制效果。并且,第二检测数据是由第一接收信号的第一检测数据和第一距离检测数据确定,因此第二检测数据包含第一检测数据和第一距离检测数据的信息,具有较高的准确度。在应用于雷达等探测装置时,可以得到更准确的环境信息,提高探测装置的探测准确度;在探测装置应用于汽车时,可以提高汽车系统的信息处理能力。
根据第一方面,在所述信号处理方法的第一种可能的实现方式中,所述第二接收信号是发射泄露信号。
通过这种方式,使得在接收到第一接收信号之前,就可以确定失配滤波器参数,在接收到第一接收信号时,即可利用失配滤波器完成检测,从而以较高的检测效率,获得具有较高准确度的检测数据。
根据第一方面的第一种可能的实现方式,在所述信号处理方法的第二种可能的实现方式中,所述方法包括:根据所述第二接收信号的时域数据,确定所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;根据所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度,确定所述第二接收信号的期望滤波数据,其中,所述期望滤波数据的距离维旁瓣的幅度低于所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;根据所述第二接收信号的时域数据和所述第二接收信号的期望滤波数据,确定所述失配滤波器的参数。
通过这种方式,可以实现获取使得滤波处理后的信噪比损失和旁瓣幅度均比较理想的失配滤波器参数。使用以上述方法确定的失配滤波器参数,是能够使得发射泄露信号时域数据接近于期望滤波数据的参数,使用该失配滤波器参数对数据进行滤波处理,可以把对发射泄露信号到期望滤波数据的处理趋势应用到数据处理过程中,使得该失配滤波器的处理效果得到保障。
根据第一方面,在所述信号处理方法的第三种可能的实现方式中,所述方法包括:根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据,获取所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据;根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述失配滤波器的参数。
通过这种方式,使得使失配滤波器参数可以是针对第一接收信号的最大幅度的距离谱数据进行确定的参数,且第一时域数据是根据第一接收信号的数据信息确定的,在使用该失配滤波器参数对第一时域数据进行滤波处理时,可以得到准确度更高的第一距离谱数据。
根据第一方面的第三种可能的实现方式,在所述信号处理方法的第四种可能的实现方式中,根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述失配滤波器的参数,包括:
根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;根据所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度,确定所述第一接收信号中的最大幅度信号的期望滤波数据,其中,所述期望滤波数据的距离维旁瓣的幅度低于所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据和第一接收信号中的最大幅度信号的期望滤波数据,确定所述失配滤波器的参数。
通过选取第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,可以使得确定的失配滤波器参数更为准确。
根据第一方面,在所述信号处理方法的第五种可能的实现方式中,根据所述距离和速度二维谱数据,确定第一时域数据,包括:
根据发射信号,构造反演矩阵;根据所述距离和速度二维谱数据,确定第二距离谱数据;根据所述第二距离谱数据和所述反演矩阵,确定所述第一时域数据。
这样,第一时域数据中的数据信息均为来自第一接收信号的数据信息,对第一时域数据进行滤波处理后可以得到第一接收信号的目标的距离信息。并且,反演得到的第一时域数据的数据率较小,可以降低失配滤波处理过程的成本。
根据第一方面的第五种可能的实现方式,在所述信号处理方法的第六种可能的实现方式中,根据所述距离和速度二维谱数据,确定第二距离谱数据,包括:
根据所述距离和速度二维谱数据,确定所述第一接收信号中的信号的距离维旁瓣幅度;将距离维旁瓣幅度大于或等于幅度阈值的信号确定为目标信号;根据所述距离和速度二维谱数据中,所述目标信号所在的多普勒单元的距离谱数据,确定所述第二距离谱数据。
通过这种方式,使得可以针对距离维旁瓣幅度较高的多普勒单元的距离谱数据进行失配滤波处理,可以降低失配滤波处理的数据成本。
根据第一方面,在所述信号处理方法的第七种可能的实现方式中,包括:根据所述第一接收信号的距离和速度二维谱数据,确定所述第一接收信号中的最大幅度信号所在的多普勒单元;从所述第一接收信号的距离和速度二维谱数据中,提取所述第一接收信号中的最大幅度信号所在的多普勒单元的距离和速度二维谱数据,作为所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据。
通过这种方式,使得确定失配滤波器参数时使用的数据信息可以与第一接收信号中的最大幅度信号相对应,能够提高失配滤波器参数的准确性。
根据第一方面,以及以上第一方面的任意一种可能的实现方式,在所述信号处理方法的第八种可能的实现方式中,所述第一检测数据包括距离检测和/或速度检测数据,根据所述第一距离检测数据和所述第一接收信号获得的第一检测数据,确定第二检测数据,包括:
利用所述第一距离检测数据替换所述第一检测数据中的距离检测数据,获得第二检测数据,或者,对所述第一距离检测数据和所述第一检测数据进行或运算,获得第二检测数据。
通过这种方式,可以提高获取第二检测数据的灵活性。并且,使用替换方式获取第二检测数据可以提升第二检测数据的准确性,使用或运算方式获取第二检测数据可以避免漏检。
第二方面,本申请的实施例提供了一种信号处理装置,所述装置包括:
第一获取模块,用于获取第一接收信号,对所述第一接收信号进行处理得到距离和速度二维谱数据;
第一确定模块,用于根据所述距离和速度二维谱数据,确定第一时域数据;
处理模块,用于使用失配滤波器对所述第一时域数据进行滤波处理,获得第一距离谱数据,其中,所述失配滤波器的参数根据第二接收信号的时域数据或所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据确定;
第二获取模块,用于根据所述第一距离谱数据,获得第一距离检测数据;
第二确定模块,用于根据所述第一距离检测数据和所述第一接收信号获得的第一检测数据,确定第二检测数据。
根据本申请的实施例的信号处理装置,能够获得具有较高的准确度的第二检测数据。从而能够得到更准确的环境信息,提高探测准确度。
根据第二方面,在所述信号处理装置的第一种可能的实现方式中,所述第二接收信号是发射泄露信号。
根据第二方面的第一种可能的实现方式,在所述信号处理装置的第二种可能的实现方式中,所述装置包括:
第三确定模块,用于根据所述第二接收信号的时域数据,确定所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
第四确定模块,用于根据所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度,确定所述第二接收信号的期望滤波数据,其中,所述期望滤波数据的距离维旁瓣的幅度低于所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
第五确定模块,用于根据所述第二接收信号的时域数据和所述第二接收信号的期望滤波数据,确定所述失配滤波器的参数。
根据第二方面,在所述信号处理装置的第三种可能的实现方式中,所述装置还包括:
第三获取模块,用于根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据,获取所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据;
第六确定模块,用于根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述失配滤波器的参数。
根据第二方面的第三种可能的实现方式,在所述信号处理装置的第四种可能的实现方式中,所述第六确定模块包括:
第一确定子模块,用于根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
第二确定子模块,用于根据所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度,确定所述第一接收信号中的最大幅度信号的期望滤波数据,其中,所述期望滤波数据的距离维旁瓣的幅度低于所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
第三确定子模块,用于根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据和第一接收信号中的最大幅度信号的期望滤波数据,确定所述失配滤波器的参数。
根据第二方面,在所述信号处理装置的第五种可能的实现方式中,所述第一确定模块包括:
第四确定子模块,用于根据发射信号,构造反演矩阵;
第五确定子模块,用于根据所述距离和速度二维谱数据,确定第二距离谱数据;
第六确定子模块,用于根据所述第二距离谱数据和所述反演矩阵,确定所述第一时域数据。
根据第二方面的第五种可能的实现方式,在所述信号处理装置的第六种可能的实现方式中,根据所述距离和速度二维谱数据,确定第二距离谱数据,包括:
根据所述距离和速度二维谱数据,确定所述第一接收信号中的信号的距离维旁瓣幅度;
将距离维旁瓣幅度大于或等于幅度阈值的信号确定为目标信号;
根据所述距离和速度二维谱数据中,所述目标信号所在的多普勒单元的距离谱数据,确定所述第二距离谱数据。
根据第二方面,在所述信号处理装置的第七种可能的实现方式中,所述装置还包括:
第七确定模块,用于根据所述第一接收信号的距离和速度二维谱数据,确定所述第一接收信号中的最大幅度信号所在的多普勒单元;
第八确定模块,用于从所述第一接收信号的距离和速度二维谱数据中,提取所述第一接收信号中的最大幅度信号所在的多普勒单元的距离和速度二维谱数据,作为所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据。
根据第二方面,以及以上第二方面的任意一种可能的实现方式,在所述信号处理装置的第八种可能的实现方式中,所述第一检测数据包括距离检测和/或速度检测数据,
所述第二确定模块包括:
第七确定子模块,用于利用所述第一距离检测数据替换所述第一检测数据中的距离检测数据,获得第二检测数据,或者,
第八确定子模块,用于对所述第一距离检测数据和所述第一检测数据进行或运算,获得第二检测数据。
第三方面,本申请的实施例提供了一种信号处理装置,包括:处理器;用于存储处理器可执行指令的存储器;其中,所述处理器被配置为可以执行上述第一方面或者第一方面的多种可能的实现方式中的一种或几种的信号处理方法。
根据本申请实施例的信号处理装置,能够获得具有较高的准确度的第二检测数据,并基于第二检测数据确定的目标的距离和速度等信息也更为准确。在信号处理装置应用于汽车时,可用于辅助驾驶和自动驾驶中的目标探测和跟踪,可以提高汽车系统的信息处理能力。
第四方面,本申请的实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述第一方面或者第一方面的多种可能的实现方式中的一种或几种的信号处理方法。
第五方面,本申请实施例提供了一种车辆,所述车辆配置为可以包括上述第二方面或者第三方面的多种可能的实现方式中的任意一种的信号处理装置。
本申请的这些和其他方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面,并且用于解释本申请的原理。
图1示出一种车载毫米波雷达装置示例性结构的示意图。
图2示出两种典型基带信号在理想情况下的距离谱数据的归一化结果的一种示例性示意图。
图3示出两种典型基带信号在非理想情况下的距离谱数据的归一化结果的一种示例性示意图。
图4示出对发射端器件的非理想进行建模或半物理仿真的示意图。
图5示出根据本申请实施例的信号处理方法的示例性示意图。
图6示出根据本申请实施例的相关器的设置方式的示例性示意图。
图7a示出根据本申请实施例的第一接收信号的距离和速度二维谱数据的示例性示意图。
图7b示出根据本申请实施例的失配滤波器参数的一种示例性获取方式的示意图。
图7c示出根据本申请实施例的失配滤波器参数的另一种示例性获取方式的示意图。
图8示出发射泄露信号的产生原理的示意图。
图9示出根据本申请实施例的第二接收信号的时域数据确定失配滤波器的参数的一种示例性实现方式的示意图。
图10示出根据本申请实施例的第二接收信号的时域数据确定失配滤波器的参数的一种示例性实现方式的示意图。
图11a示出根据本申请实施例的第二接收信号的时域数据确定失配滤波器的参数的另一种示例性实现方式的示意图。
图11b示出根据本申请实施例的第二接收信号的时域数据确定失配滤波器的参数的另一种示例性实现方式的示意图。
图12示出根据本申请实施例的第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据的示例性获取方式的示意图。
图13示出根据本申请实施例的第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据确定失配滤波器的参数的一种示例性实现方式的示意图。
图14示出根据本申请实施例的第一接收信号的最大幅度的距离谱数据确定失配滤波器的参数的一种示例性实现方式的示意图。
图15示出根据本申请实施例的第一接收信号的最大幅度的距离谱数据确定失配滤波器的参数的另一种示例性实现方式的示意图。
图16a示出根据本申请实施例的一个示例性应用场景。
图16b示出根据本申请实施例的另一个示例性应用场景。
图17示出根据本申请实施例的信号处理装置的示意性框图。
图18示出根据本申请实施例的信号处理装置的示例性应用场景。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外,为了更好的说明本申请,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本申请同样可以实施。在一些实例中,对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述,以便于凸显本申请的主旨。
以下,对本文可能出现的术语进行解释。
雷达(Radar):或称为雷达装置,也可以称为探测器或者探测装置。其工作原理是通过发射信号(或者称为探测信号),并接收经过目标物体反射的反射信号(或者称为回波信号),来探测相应的目标物体。
基带信号:雷达产生的没有经过调制(进行频谱搬移和变换)的原始电信号,基带信号可以作为调制信号。基带信号是需要被传输的信号。
相位调制连续波(PMCW,Phase Modulation Continuous Wave):通过基带信号和载波混频得到的相位随时间变化的电磁波。
二进制相移键控(BPSK,Binary Phase Shift Keying):在相位调制中,通过二进制数值表示基带信号,基带信号和载波调制后得到可以传输的相位调制连续波,载波相位表示基带信号的二进制数值1或0。其中,取数值为“1”时,相位调制连续波与未调载波同相;取数值为“0”时,相位调制连续波与未调载波反相;“1”和“0”时调制后载波相位差180°。其中,二进制数值1或0也可表示为基带信号的编码数值“+”或“-”。其中,取数值为“+”时,相位调制连续波与未调载波同相;取数值为“-”时,相位调制连续波与未调载波反相;“+”和“-”时调制后载波相位差180°。
回波时延:从雷达发出发射信号开始,到接收到环境中目标反射的、该发射信号的回波信号的时间,基于回波时延,可以计算目标与雷达的距离、目标速度、角度等参数。
周期自相关:即匹配滤波,在相位调制中,对回波信号进行匹配滤波可以获取回波信号中的频域信号,在频域信号中,可确定回波信号的幅度信息,通过幅度信息可以确定回波信号中的主瓣及旁瓣,其中,主瓣的幅度对应的频域信号可用于计算目标与雷达的距离。
相干积累:雷达的接收信号包括多个脉冲,单个脉冲能量有限,可通过对多个脉冲进行相干积累,利用接收脉冲之间的相位关系,将信号的幅度叠加,以提高信噪比,再对相干积累的结果进行检测及判断。
距离单元:雷达照射区内相同的距离环带内为同一距离单元,距离单元的宽度代表距离分辨率。
多普勒单元:也称多普勒频率单元,位于相同多普勒单元的数据具有相同的多普勒频率。
距离维主瓣:也称距离主瓣,是指距离谱中的主瓣。在距离和速度二维谱(RV-map,Range velocity map)中,也包括距离维主瓣。
距离维旁瓣:也称距离旁瓣,是指距离谱中的旁瓣。在距离和速度二维谱中,也包括距离维旁瓣。
下面结合图1阐述一下雷达信号的产生、发射、接收以及处理的过程。图1提供了一种车载毫米波雷达装置示例性结构的示意图,一般包括振荡器、调制器、发射天线、接收天线、解调器、模数转换器、相关器、累加器、处理器、控制器等装置。图1中的控制器也可以不设置在车载毫米波雷达装置中,而设置在车载毫米波雷达装置所输出信号的接收端,例如,可以位于汽车中,或者用于控制汽车行驶的处理装置等。
基带信号可以是数字形式的信号,能够直接在短距离内进行传输,如要进行长距离传输,可对基带信号进行数字调制(通常是采用连续波作为载波),然后再将经调制后的信号(相位调制连续波)送到信道上去传输。这种数字调制称为连续波数字调制。
其中,基带信号可以预先设置,基带信号可由伪随机序列码产生器(图中未示出)产生并输出至调制器,基带信号的序列长度可为Lc。用于数字调制的载波可以是通过振荡器产生的、具有简谐波的稳定频率的连续波信号。上述载波输出至调制器,与基带信号进行混频完成调制(二进制相移键控),获得发射信号。发射信号通过发射天线发射出去,并通过接收天线接收车辆前方目标物体反射回来的回波信号。
回波信号在解调器中解调并在模数转换器中采样量化得到回波信号的时域数据,所述时域数据包含目标物体的信息,所述目标物体的信息可以为目标物体与所述车载雷达所在的车辆之间的相对参数,例如目标物体与车辆之间的相对距离、速度、角度中的至少一项信息。相关器可对时域数据进行滤波处理得到距离谱数据,并经过累加器处理得到幅度更大的距离谱数据。处理器可对距离谱数据进行处理(例如,可以对信号进行快速傅里叶变换,或者,进行频谱分析)以得到所述目标物体的信息,最后输出到控制器以进行车辆控制。
其中,每个目标反射的回波信号的距离谱数据存在一个距离维主瓣和多个距离维旁瓣,在其他条件都相同时,基带信号不同,得到的距离谱数据也不相同,例如,基带信号为最长线性反馈移位寄存器序列(简称m序列)且序列是长度为Lc时,可以得到回波信号的距离维主瓣幅度为Lc,所有距离维旁瓣的幅度为-1。基带信号还可以为零相关序列,例如类最佳自相关序列(APAS,Almost Perfect Autocorrelation Sequences)且序列是长度为Lc时,可以得到回波信号的距离维旁瓣为0,但在Lc/2处存在距离维栅瓣。距离维栅瓣具有与距离维主瓣相同的幅度,但二者的距离信息并不相同,对于同一个目标,探测装置可能测得两种距离,因此无法准确测定目标的距离。图2示出两种典型基带信号在理想情况下的距离谱数据的归一化结果的一种示例性示意图。
然而,在实际的雷达系统中,由于存在非理想(比如非线性和噪声)和滤波的影响,得到的回波信号的距离谱数据会有性能的损失,包括距离维主瓣幅度的降低和距离维旁瓣幅度的抬升。图3示出两种典型基带信号在非理想情况下的距离谱数据的归一化结果的一种示例性示意图。
基于此,如果将一个目标对应的距离维主瓣和距离维旁瓣看作一组距离维主瓣和距离维旁瓣,则雷达在接收到多个目标反射的回波信号时,距离谱数据中可能存在多组距离维主瓣和距离维旁瓣,而回波信号的距离维主瓣和距离维旁瓣幅度,与目标的距离、目标的物理参数例如反射率等相关,在环境中存在与雷达足够近、并且反射率足够大的目标a,和与雷达较远、反射率较小的目标b的前提下,在距离谱数据中,目标a的回波信号产生的距离维旁瓣的幅度,可能会大于目标b的回波信号产生的距离维主瓣的幅度。如果二者具有相同的回波时延,目标b的回波信号产生的距离维主瓣会被覆盖,则雷达将无法识别到目标b的回波信号产生的距离维主瓣,进而无法获得目标b的距离信息,造成目标漏检。
除回波信号之外,雷达接收端接收到的信号,也可能是没有经过目标反射的信号,例如,由雷达1的发射天线直接传输到雷达1的接收天线的信号,或者,由雷达2的发射天线直接传输到雷达1的接收天线的信号。经雷达1的解调器、相关器等处理后,在距离谱数据中,也能体现距离维主瓣和距离维旁瓣。因此,该信号在一定条件下,例如,满足功率足够大、传输距离近等时,其距离谱数据中的距离维旁瓣也有遮盖目标a或者目标b的距离维主瓣的可能,即,也可能会造成目标漏检。
现有技术提出通过物理仿真的方式,对雷达发射端的基带信号进行补偿,使得基于补偿后的基带信号生成的发射信号能够不受发射端物理器件的非理想特性影响。图4示出对发射端器件的非理想进行建模或半物理仿真的示意图。如图4所示,编码器输入基带信号到调制器进行数字调制,输出对应的连续波形,连续波形输入到物理仿真模型中。其中,物理仿真模型可以结合发射端物理影响因素(混频器、滤波器、放大器、天线/其他信号收发器件)评估发射通路(发射端)的性能,使得编码器可以根据发射通路的性能重新编码获得补偿后的基带信号。再根据补偿后的基带信号获得相位调制连续波并发出,并对回波信号进行失配滤波处理获取距离谱数据。
然而,现有技术仍未考虑雷达接收端的物理因素例如低噪声放大器、混频器、滤波器等的非理想特性影响,只是有限范围内改善了滤波器设计的效果。
有鉴于此,本申请提供了一种信号处理方法,本申请实施例的信号处理方法提出失配滤波器参数的两种确定方式,根据本申请实施例确定的失配滤波器参数,能够实现滤波处理后的距离维旁瓣较低,不会对其他目标的检测造成影响。该方法可以应用于雷达等探测装置,从而实现提高探测装置的探测准确度。
图5示出根据本申请实施例的信号处理方法的示例性示意图。如图5所示,所述方法包括:
S10,获取第一接收信号,对所述第一接收信号进行处理得到距离和速度二维谱数据;
S11,根据所述距离和速度二维谱数据,确定第一时域数据;
S12,使用失配滤波器对所述第一时域数据进行滤波处理,获得第一距离谱数据,其中,所述失配滤波器的参数根据第二接收信号的时域数据或所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据确定;
S13,根据所述第一距离谱数据,获得第一距离检测数据;
S14,根据所述第一距离检测数据和所述第一接收信号获得的第一检测数据,确定第二检测数据。
根据本申请实施例的信号处理方法,通过根据第二接收信号的时域数据或所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据,可以确定失配滤波器的参数,并使用该失配滤波器对第一时域数据进行滤波处理,可以获得第一距离谱数据。根据第一距离谱数据获得的第一距离检测数据和所述第一接收信号获得的第一检测数据,可以获得第二检测数据。由于第一接收信号、第二接收信号是经过信号产生、传输以及接收的环境后获取的,因此,基于第一接收信号、第二接收信号确定的失配滤波器进行信号处理,可以消除第一接收信号中信号产生、传输以及接收的环境中的物理因素的非理想特性的影响,提高旁瓣抑制效果。并且,第二检测数据是由第一接收信号的第一检测数据和第一距离检测数据确定,因此第二检测数据包含第一检测数据和第一距离检测数据的信息,具有较高的准确度。在应用于雷达等探测装置时,可以得到更准确的环境信息,提高探测装置的探测准确度;在探测装置应用于汽车时,可以提高汽车系统的信息处理能力。
本申请实施例的信号处理方法能够提升终端在自动驾驶或者辅助驾驶中的高级驾驶辅助系统ADAS能力,可以应用于车联网,如车辆外联V2X、车间通信长期演进技术LTE-V、车辆-车辆V2V等。
其中,第一接收信号包括雷达使用过程中接收到的信号,其可包括上文中的回波信号以及没有经过目标反射的信号。
在步骤S10中,对所述第一接收信号进行处理得到距离和速度二维谱数据,可以参考图1相关的描述。举例来说,第一接收信号可由接收天线接收,并依次输入解调器、模数转换器、相关器、累加器,以及处理器。其中,解调器还用于接收雷达接收端的振荡器产生的载波,并根据第一接收信号以及载波实现第一接收信号的解调。解调后的信号输出到模数转换器完成采样及量化,例如,发射信号相位为{0,0,0,π},在理想情况下,若第一接收信号幅度为a,则经过解调和采样后的时域数据可为{a,a,a,-a}。上述时域数据可例如进入1bit相关器进行滤波处理,1bit相关器可以用于对相关器参数与时域数据的乘积进行求和,以获得回波信号的距离谱信息。举例来说,如果相关器的参数为{1,1,1,-1},则相关器与回波信号的时域数据的时延是匹配的,处理得到a*1+a*1+a*1+(-a)*(-1)=4a,即,第一接收信号的距离谱数据的距离维主瓣幅度,根据主瓣对应的距离信息,可确定目标的距离。如果相关器的参数为{1,1,-1,1},则相关器与回波信号的时域数据的时延是不匹配的,处理得到a*1+a*1+a*(-1)+(-a)*1=0,即,第一接收信号的距离谱数据的距离维旁瓣幅度。可设置多个相关器,参见图6,每个相关器的参数对应第一接收信号的时域数据的时延的一种可能情况,例如,发射信号相位为{0,0,0,π}时,可设置第一相关器{1,1,1,-1}、第二相关器{1,1,-1,1}、第三相关器{1,-1,1,1}、第四相关器{-1,1,1,1}。在此情况下,多个相关器中必然有一个相关器的参数与第一接收信号的时域数据的时延是匹配的,基于此,可以获得第一接收信号的距离谱数据。利用相关器对时域数据进行匹配滤波处理的一种实现方式如公式(1)所示:
其中,τ表示延迟时间,s(t)表示第一接收信号经模数转换器处理后的结果,h(t)=s*(t)称为匹配滤波,s0(t)表示自相关的结果,也即,匹配滤波处理的处理结果(距离谱数据)。匹配滤波是信噪比相对最优的滤波方式。
上述距离谱数据s0(t)由可由多个脉冲组成,其数据率比较大,并且单个脉冲的能量较低,因此,距离谱数据s0(t)可输入到累加器进行多次相干积累,通过幅度叠加,获得数据率降低且信噪比更高的距离谱数据s0′(t)。距离谱数据s0′(t)可输入到处理器,由处理器对距离谱数据s0′(t)进行处理(例如,可以对距离谱数据s0′(t)进行快速傅里叶变换,或者,进行频谱分析)以得到所述目标物体的速度和距离二维谱数据,并确定第一接收信号的时延,进而确定目标的距离、速度、角度等信息。图7a示出根据本申请实施例的第一接收信号的距离和速度二维谱数据的示例性示意图。其中,幅度明显较高的是距离维主瓣,幅度中等的是距离维旁瓣,幅度最低的是系统底噪。可以看出,距离维旁瓣的幅度是比较大的。
在步骤S11中,可以根据步骤S10得到的距离和速度二维谱数据,获得用于进行失配滤波处理的第一时域数据。举例来说,第一接收信号的速度和距离二维谱数据是频域数据,而第一时域数据是时域数据,因此,可以提取第一接收信号的距离和速度二维谱数据中,幅度比较大的距离维旁瓣的所在的一组或多组距离维主瓣和距离维旁瓣的数据,并基于提取出的数据进行反演得到第一时域数据。
在步骤S12中,可以对第一时域数据进行失配滤波处理,得到包括距离信息的第一距离谱数据(频域数据)。其中,如图7b和图7c所示,失配滤波器参数h可以通过两种方式确定。其一,参见图7b,除第一接收信号外,雷达还可接收与第一接收信号传输路径不同的第二接收信号,第二接收信号的时域数据可例如通过接收天线、解调器以及模数转换器处理得到。失配滤波器参数可通过第二接收信号的时域数据确定;其二,参见图7c,可以先对第一接收信号的最大幅度的距离和速度二维谱数据反演获得时域数据,失配滤波器参数可通过反演获得的时域数据确定。
确定失配滤波器参数h后,可以构建失配滤波器参数h的矩阵H,如公式(2)所示,其中,Lc表示发射信号的长度(基带信号的序列长度),h(n)表示为对列向量h进行循环移位,移位的位数为n,移位的方向为向上。
H=[h h(1)…h(Lc-1)] (2)
定义第一时域数据为y,对第一时域数据y进行失配滤波处理如公式(3)所示:
x′=HTy (3)
其中,x′为失配滤波处理得到的第一距离谱数据。
在步骤S13中,在获得第一距离谱数据之后,可以通过门限检测,输出第一距离检测数据。其中,第一距离检测数据指示目标的距离。
在一种可能的实现方式中,根据第一接收信号也可以获得第一检测数据,其中,第一检测数据指示目标的距离,可选地,第一检测数据还指示目标的速度。第一检测数据可以通过第一接收信号的速度和距离二维谱数据确定,例如先对第一接收信号的距离谱数据进行快速傅里叶变换得到第一接收信号的距离和速度二维谱数据,再对所述速度和距离二维谱数据进行虚警检测或者其他门限检测。在步骤S14中,目标的距离信息可以综合第一距离检测数据和第一检测数据确认,以获得准确度更好的距离信息。
在一种可能的实现方式中,所述第二接收信号是发射泄露信号。下面介绍发射泄露信号的产生原理。
雷达发射天线发出发射信号进行目标探测,在理想情况下,获得的接收信号是只包括环境中的目标反射的回波信号的。但由于存在接收天线与发射天线之间隔离度不是无穷大(不能完全隔离接收天线与发射天线之间的信号传输)、接收天线的辐射场的相对场强(归一化模值)在一定方向上较高等因素的影响,部分发射信号没有被环境中的目标反射,而是直接发送到了接收天线,然后被接收天线接收,具体见图8。这一部分信号即为发射泄露信号。
通常情况下,雷达将发射天线以及接收天线设置的比较接近(典型值为几厘米),因此,发射泄露信号的功率与发射信号的功率非常接近,发射泄露信号具有极高的信噪比;在接收天线同时接收发射泄露信号和目标反射的回波信号时,发射泄露信号通常是接收天线接收到的全部信号中幅度最大的信号之一,因此易于识别。对于发射泄露信号来说,从发出发射信号到接收发射泄露信号的过程均在雷达内实现,没有经过外界空间且不经过目标反射,其幅度、相位和时延特性均比较稳定。并且,发射泄露信号与目标反射的回波信号除没有经历外界空间并接触目标外,其接触的雷达系统中的硬件装置是相同的,因此,发射泄露信号是可以用来估计雷达系统的硬件装置在信号产生、传输以及接收的环境中,对接收到的信号造成的非理想特性的。
在一种可能的实现方式中,以第二接收信号的时域数据确定失配滤波器参数时,失配滤波器参数的确定可以在接收到第一接收信号之前完成。举例来说,在本申请实施例的方法应用于雷达等探测装置时,第二接收信号的获取可以在暗室等无反射条件的环境中进行。在此情况下,探测装置发出发射信号后,只能接收到发射泄露信号,使得接收到的第二接收信号是发射泄露信号。根据第二接收信号确定失配滤波器参数后,再到目标所在的环境中获取第一接收信号后,可以执行本申请实施例的信号处理方法。
通过这种方式,使得在接收到第一接收信号之前,就可以确定失配滤波器参数,在接收到第一接收信号时,即可利用失配滤波器完成检测,从而以较高的检测效率,获得具有较高准确度的检测数据。
图9和图10示出根据本申请实施例的第二接收信号的时域数据确定失配滤波器的参数的一种示例性实现方式的示意图。
如图9所示,在一种可能的实现方式中,失配滤波器的参数可以通过最优化方法确定。根据第二接收信号的时域数据确定失配滤波器的参数,包括:
S20,根据所述第二接收信号的时域数据,确定所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
S21,根据所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度,确定所述第二接收信号的期望滤波数据,其中,所述期望滤波数据的距离维旁瓣的幅度低于所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
S22,根据所述第二接收信号的时域数据和所述第二接收信号的期望滤波数据,确定所述失配滤波器的参数。
举例来说,第二接收信号即发射泄露信号,如图10所示,第二接收信号的时域数据可例如通过对接收到的发射泄露信号进行量化处理得到。在步骤S20中,根据发射泄露信号的时域数据,可以通过相关器处理得到距离谱数据,根据距离谱数据能够确定发射泄露信号的距离维旁瓣最大幅度m。
在步骤S21中,基于发射泄露信号的距离维旁瓣最大幅度m,可以确定期望滤波数据的旁瓣应小于m。其中,期望滤波数据指示预设的失配滤波结果,期望滤波数据可包括距离维主瓣和距离维旁瓣,其中,距离维主瓣可预设为与发射信号的长度(基带信号的序列长度)Lc大小相同,距离维旁瓣可预设为0,定义期望滤波数据为e,期望滤波数据e的一个示例如公式(4)所示:
e=[Lc 0…0] (4)
发射泄露信号的期望滤波数据中的距离维旁瓣也可以确定为其他数值,例如,可使得期望滤波数据的距离维主瓣幅度为Lc,距离维旁瓣幅度为m1(例如m>m1)。本领域人员应理解,只要使得期望滤波数据的距离维旁瓣幅度小于发射泄露信号的距离维旁瓣幅度即可,在实际应用中可以根据需求对期望滤波数据的距离维旁瓣的幅度取值进行调整,本申请对此不作限制。
在步骤S22中,可以先根据发射信号的长度(基带信号的序列长度)以及第二接收信号的时域数据构建矩阵。例如,在发射信号长度为Lc时,发射泄露信号的时域数据可以定义为a,定义A为发射泄露信号的时域数据构造的托普利兹矩阵,矩阵A的一个示例如公式(5)所示。
其中,a(-n)表示为对列向量a进行循环移位,移位的位数为n(1≤n≤Lc且为整数),移位的方向为向上。
本领域技术人员应理解,矩阵A的构建也可以采用其他方式,只要能够满足通过矩阵A以及期望滤波数据能够计算得到失配滤波器参数h即可,本申请对此不作限制。
定义失配滤波处理后的信噪比损失为SNRloss,则滤波器参数求取可以表示为公式(6):
其中,∈为期望滤波数据的距离维旁瓣幅度的误差允许边界,∈<m。通过公式(6),可求解满足信噪比损失为SNRloss最小化的失配滤波器参数h。在公式(6)中,信噪比损失SNRloss和失配滤波器参数h具有相关性,实际应用中并不需要距离维旁瓣必须达到零,因此,可以通过最优化方法松弛滤波后的零旁瓣需求,例如使得距离维旁瓣低于探测装置的底噪(可预先设置,例如根据探测装置的发射功率确定)等等,实现获取使得滤波处理后的信噪比损失和旁瓣幅度均比较理想的失配滤波器参数。
通过这种方式,可以得到滤波的信噪比效果较好的失配滤波器参数。
图11a和图11b示出根据本申请实施例的第二接收信号的时域数据确定失配滤波器的参数的另一种示例性实现方式的示意图。
在一种可能的实现方式中,失配滤波器的参数也可以通过矩阵运算的方式确定。如图11a所示,根据第二接收信号的时域数据确定失配滤波器的参数,包括:
S90,根据发射信号,确定所述第二接收信号的期望滤波数据,其中,所述期望滤波数据的距离维旁瓣幅度为零;
S91,根据所述发射信号、所述第二接收信号的时域数据以及所述期望滤波数据,确定所述失配滤波器的参数。
其中,在步骤S90中,如图11b所示,期望滤波数据可以直接根据发射信号的长度确定,例如,在本申请实施例确定的期望滤波数据中,其主瓣幅度为Lc,旁瓣幅度为0。与最优化的方法相比,可以节省确定所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度的步骤。
在一种可能的实现方式中,在步骤S91中,可以先根据发射信号的长度(基带信号的序列长度)以及第二接收信号的时域数据构建矩阵A。其具体实现方式可参见步骤S22的描述。
使用失配滤波器对发射泄露信号的时域数据进行滤波处理如公式(7)所示:
ATh=e (7)
假定矩阵A满秩,则对应的失配滤波器参数h的获取如公式(8)所示:
h=(AT)-1e (8)
通过这种方式,即可获得失配滤波器的参数。使用以上述方法确定的失配滤波器参数,是能够使得发射泄露信号时域数据接近于期望滤波数据的参数,使用该失配滤波器参数对数据进行滤波处理,可以把对发射泄露信号到期望滤波数据的处理趋势应用到数据处理过程中,使得该失配滤波器的处理效果得到保障。并且,失配滤波器参数的确定方法比较简单直接,在实际应用时易于实现,可以提高信号处理效率。
在一种可能的实现方式中,本申请实施例的失配滤波器参数也可通过第一接收信号的信息进行计算获得,失配滤波器参数也可以在接收到第一接收信号之后确定。
举例来说,第一接收信号是探测装置接收到的信号时,第一接收信号也包括发射泄露信号。参见上文描述,由于传输距离近,发射泄露信号功率与发射信号功率也接近。如果外界空间中的目标与雷达的距离较远,则目标反射的回波信号可能有较大的功率损失。此时,第一接收信号中最大幅度的距离和速度二维谱数据,即为发射泄露信号的数据信息。如果外界空间中的目标与雷达的距离也很近,则目标反射的回波信号可能有比发射泄露信号更大的功率。此时,第一接收信号中最大幅度的距离和速度二维谱数据,即为回波信号的数据信息。本领域技术人员应理解,根据功率更大的数据信息,计算获得的失配滤波器参数准确性也更高,因此,可以使用第一接收信号中最大幅度的距离和速度二维谱数据来完成失配滤波器参数的确定。
其中,在使用第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据确定失配滤波器的参数之前,要先获取第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据。图12示出根据本申请实施例的第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据的示例性获取方式的示意图。如图12所示,在一种可能的实现方式中,获取第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据,包括:
S30,根据所述第一接收信号的距离和速度二维谱数据,确定所述第一接收信号中的最大幅度信号所在的多普勒单元;
S31,从所述第一接收信号的距离和速度二维谱数据中,提取所述第一接收信号中的最大幅度信号所在的多普勒单元的距离和速度二维谱数据,作为所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据。
举例来说,第一接收信号的距离和速度二维谱数据是对第一接收信号进行采样量化、匹配滤波、相干积累、以及速度维快速傅里叶变换后获得的数据信息。以图7a中的距离和速度二维谱数据为例,最大幅度信号约在35速度单元。并且,在相关技术中,速度和多普勒频率具有相关性,对于探测装置发出的信号,其多普勒频率正比于速度。因此,在步骤S30中可先确定本应用场景下35速度单元对应的多普勒单元(例如,多普勒单元Q),即可确定第一接收信号中的最大幅度信号所在的多普勒单元是多普勒单元Q。
在此情况下,在步骤S31中,可将确定的多普勒单元的数据信息提取出来,提取出的数据信息的速度相同。提取出的数据信息即可作为第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据,用于失配滤波器参数的确定。
通过这种方式,使得确定失配滤波器参数时使用的数据信息可以与第一接收信号中的最大幅度信号相对应,能够提高失配滤波器参数的准确性。
下面针对如何通过第一接收信号的最大幅度的距离和速度二维谱数据获取失配滤波器参数进行说明。
图13示出根据本申请实施例的第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据确定失配滤波器的参数的一种示例性实现方式的示意图。如图13所示,在一种可能的实现方式中,根据第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据确定失配滤波器的参数,包括:
S40,根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据,获取所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据;
S41,根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述失配滤波器的参数。
举例来说,在一种可能的实现方式中,第一接收信号的速度和距离二维谱数据中,每个多普勒单元对应的距离谱数据均由第一接收信号匹配滤波得到,也即,第一接收信号的最大幅度的速度和距离二维谱数据可以是第一接收信号中的最大幅度信号匹配滤波得到的。并且,相同来源的数据信息(例如均来自最大幅度信号)中的速度信息也相同,因此,最大幅度信号的距离和速度二维谱数据应当处于同样的多普勒单元。可以通过第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据,确定第一接收信号的最大幅度信号的时域数据。而第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据中,速度谱数据与失配滤波器参数的确定没有关联,因此,可以提取第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据中的距离谱数据进行计算。
在一种可能的实现方式中,第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据中,包括多个距离单元,每个距离单元的数据信息的幅度相同或不同。可以对每个距离单元的数据信息进行移位,使得幅度最大的数据信息位于0距离单元。可将移位后的多个距离单元的数据信息作为第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据。
通过这种方式,使得使失配滤波器参数可以是针对第一接收信号的最大幅度的距离谱数据进行确定的参数,且第一时域数据是根据第一接收信号的数据信息确定的,在使用该失配滤波器参数对第一时域数据进行滤波处理时,可以得到准确度更高的第一距离谱数据。
图14示出根据本申请实施例的第一接收信号的最大幅度的距离谱数据确定失配滤波器的参数的一种示例性实现方式的示意图。如图14所示,在一种可能的实现方式中,失配滤波器的参数可以通过最优化方法确定。根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述失配滤波器的参数,还包括:
S410,根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
S411,根据所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度,确定所述第一接收信号中的最大幅度信号的期望滤波数据,其中,所述期望滤波数据的距离维旁瓣的幅度低于所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
S412,根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据和第一接收信号中的最大幅度信号的期望滤波数据,确定所述失配滤波器的参数。
举例来说,在步骤S410中,可以对第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据进行处理,处理方法可例如通过距离谱数据确定第一接收信号中的距离维旁瓣,并基于此得到第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度m1。例如,一般认为与雷达距离较远的距离单元中,不会存在距离维主瓣,如果第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据位于多普勒单元J,第七、第八、第九距离单元是相邻的且与雷达距离较远的三个距离单元,则可以通过比较多普勒单元J中第七、第八、第九距离单元的数据信息幅度,确定距离维旁瓣的最大幅度m1。例如,如果第七距离单元的幅度最大,则第七距离单元的幅度即为距离维旁瓣的最大幅度m1。
在步骤S411中,基于第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度m1,可以确定期望滤波数据的旁瓣应小于m1。例如,在本申请实施例确定的期望滤波数据中,其主瓣幅度为Lc,旁瓣幅度为0;或者主瓣幅度为Lc,旁瓣幅度为m2(m2<m1)。
由上文描述可知,失配滤波器参数通过时域数据与时域数据的期望滤波数据确定,因此,在根据第一接收信号的相关信息确定失配滤波器时,也可以先获取第一接收信号的时域数据。
由于第一接收信号进行量化得到的时域数据,其数据率较高,因此,如果直接使用所述第一接收信号的时域数据获取失配滤波器参数,会显著增加数据处理成本。基于此,本申请实施例提出通过反演得到第一接收信号的最大幅度信号的时域数据,并根据反演得到的时域数据确定失配滤波器参数。
举例来说,在步骤S412中,可根据发射信号和所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,先获得第一接收信号中的最大幅度信号的时域数据。
在一种可能的实现方式中,可定义c为发射信号构成的列向量,定义向量c(u)为向量c的周期移位,移位的位数是u(1≤u≤Lc-1且为整数),其中,该处的移位定义下移为正,上移为负。则反演矩阵C如公式(9)所示:
C=[c c(1)…c(Lc-1)] (9)
其中,反演矩阵C是对应于第一接收信号中的最大幅度信号在0距离单元的应用场景构建的,通过这种方式构造的反演矩阵中,第一行的数据对应第一距离单元(0距离单元),可定义k为第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,定义y为反演得到的时域数据,则时域数据的获取如公式(10)所示:
y=C-1k (10)
由上文可知,第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据k中,最大幅度的数据信息也位于0距离单元,这样,反演矩阵的逆矩阵与第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据k相乘,可以得到第一接收信号中的最大幅度信号的时域数据。
在一种可能的实现方式中,矩阵C的构建也可以采用其他方式,例如,将第一接收信号的最大幅度的距离和速度二维谱数据的距离维数据直接作为第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,此时,幅度最大的数据信息可能位于任意距离单元(例如第二距离单元),可以构建反演矩阵C,使得反演矩阵C的第一行的数据对应第二距离单元。本申请对反演矩阵的具体构建方式不作限制。
在一种可能的实现方式中,可以根据时域数据构建矩阵,失配滤波器参数可以结合矩阵、期望滤波数据、期望滤波数据的旁瓣幅度的误差允许边界(第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度)以及信噪比损失求解最优化的值,其具体实现方式可以参照上文中步骤S22的描述。
通过这种方式,可以确定失配滤波器参数。反演得到的时域数据的数据率较小,能够降低滤波过程的数据处理成本。并且,通过选取第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,可以使得确定的失配滤波器参数更为准确。
图15示出根据本申请实施例的第一接收信号的最大幅度的距离谱数据确定失配滤波器的参数的另一种示例性实现方式的示意图。如图15所示,在另一种可能的实现方式中,失配滤波器的参数可以通过矩阵运算方法确定。根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述失配滤波器的参数,还包括:
S81,根据发射信号和所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,获得第一接收信号中的最大幅度信号的时域数据;
S82,根据所述发射信号,确定所述第一接收信号中的最大幅度信号的时域数据的期望滤波数据,其中,所述期望滤波数据的距离维旁瓣幅度为零;
S83,根据所述发射信号、所述第一接收信号中的最大幅度信号的时域数据和所述期望滤波数据,确定所述失配滤波器的参数。
在一种可能的实现方式中,步骤S81中,第一接收信号中的最大幅度信号的时域数据的获取方法可以参照步骤S412的描述。在步骤S82中,根据发射信号的长度(基带信号的序列长度)Lc,可以构建第一接收信号中的最大幅度信号的时域数据的期望滤波数据。例如,在本申请实施例确定的期望滤波数据中,其主瓣幅度为Lc,旁瓣幅度为0。
在步骤S83中,可以根据反演得到的时域数据以及期望滤波数据,确定失配滤波器参数。例如,可以先根据发射信号的长度以及反演得到的时域数据构建矩阵。失配滤波器的参数也可以通过矩阵运算的方式确定。其具体实现可参照图15以及上文步骤S91的描述,为了简洁,在此不再赘述。
通过这种方式,使得在使用第一接收信号的数据信息确定失配滤波器参数时,不必确定第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度,可以提高确定失配滤波器参数的效率。
基于此,探测装置接收到第一个第一接收信号,即可确定失配滤波器参数。在实际应用中,可以直接使用确定的失配滤波器参数对探测装置在后续工作时接收到的其他第一接收信号进行信号处理,也可以设置在确定一次失配滤波器参数的一段时间后,重新确定失配滤波器参数,以使重新确定的失配滤波器进行数据处理时,能够消除前次确定失配滤波器参数之后,探测装置的物理器件的非理想特性新变化(例如老化等)对第一接收信号造成的影响。以提高信号处理获得的第二检测数据的准确度。如果想要进一步提高第二检测数据的准确度,也可以设置探测装置每次接收到第一接收信号时均重新确定失配滤波器参数。本申请对此不做限制。
通过这种方式,在使用失配滤波器进行信号处理时,即可消除雷达发射端与接收端对接收信号造成的非理想特性,并提高获得的失配滤波器参数的准确性。并且,确定失配滤波器参数具有多种选择,可以提高信号处理的灵活性。
在一种可能的实现方式中,在步骤S12中,失配滤波器的滤波对象是时域数据,而第一接收信号的量化后的时域数据的数据率较大,因此,在步骤S11中,为了减少滤波处理的数据成本,也可以对第一接收信号的距离和速度二维谱数据中的部分数据信息进行反演,获取数据率较少的第一时域数据。在一种可能的实现方式中,步骤S11可包括:
根据发射信号,构造反演矩阵;
根据所述距离和速度二维谱数据,确定第二距离谱数据;
根据所述第二距离谱数据和所述反演矩阵,确定所述第一时域数据。
其中,根据发射信号构造反演矩阵的具体实现方式可参考上文S412的描述。第二距离谱数据,也即待反演的数据,可以通过第一接收信号的距离和速度二维谱数据确定,这样,第一时域数据中的数据信息均为来自第一接收信号的数据信息,对第一时域数据进行滤波处理后可以得到第一接收信号的目标的距离信息。并且,反演得到的第一时域数据的数据率较小,可以降低失配滤波处理过程的成本。
在一种可能的实现方式中,根据所述距离和速度二维谱数据,确定第二距离谱数据,可包括:
根据所述距离和速度二维谱数据,确定所述第一接收信号中的信号的距离维旁瓣幅度;
将距离维旁瓣幅度大于或等于幅度阈值的信号确定为目标信号;
根据所述距离和速度二维谱数据中,所述目标信号所在的多普勒单元的距离谱数据,确定所述第二距离谱数据。
举例来说,第一接收信号中可能包括多个信号,例如发射泄露信号和多个目标反射发射信号获得的多个回波信号。通过第一接收信号的距离和速度二维谱数据,可以确定上述多个信号的旁瓣幅度。可以预设一个幅度阈值,将旁瓣幅度超出幅度阈值的信号的数据信息确定为目标信号,目标信号的距离谱数据可进行失配滤波处理,来抑制过高的旁瓣。
其中,旁瓣幅度超出幅度阈值的信号的数据信息,可以通过提取旁瓣幅度超出幅度阈值的信号所在的多普勒单元的数据信息确定。因此,只要提取旁瓣幅度超出幅度阈值的数据信息中,相同多普勒单元的数据信息,即可获得目标信号的数据信息,也即第二距离谱数据。
通过这种方式,使得可以针对距离维旁瓣幅度较高的多普勒单元的距离谱数据进行失配滤波处理,可以降低失配滤波处理的数据成本。
在一种可能的实现方式中,所述第一检测数据包括距离检测和/或速度检测数据,根据所述第二距离谱数据和所述反演矩阵,确定所述第一时域数据,可包括:利用所述第一距离检测数据替换所述第一检测数据中的距离检测数据,获得第二检测数据,或者,对所述第一距离检测数据和所述第一检测数据进行或运算,获得第二检测数据。
举例来说,第一检测数据可以通过对第一接收信号的距离和速度二维谱数据进行门限检测,或者虚警检测等获得,其中,可以只进行距离检测,获得第一接收信号的距离检测数据,也可以进行距离和速度检测,获得距离检测数据和速度检测数据。
第一距离检测数据可以与第一检测数据融合,以获得准确度更高的第二检测数据。举例来说,在第一检测数据包括距离检测数据时,可以使用第一距离检测数据替换第一检测数据中的距离检测数据,得到第二检测数据;或者,对第一距离检测数据和第一检测数据进行或运算,得到第二检测数据。
通过这种方式,可以提高获取第二检测数据的灵活性。并且,使用替换方式可以提升数据准确性,使用或运算方式可以提升数据准确性以及避免漏检。
图16a和图16b分别示出根据本申请实施例的示例性应用场景。在图16a所示的应用场景中,失配滤波器参数在暗室场景中获取,暗室场景无法实现信号的反射,此时,雷达的接收天线只接收到第二接收信号。雷达可以对第二接收信号进行解调、采样量化处理,得到第二接收信号的时域数据。根据第二接收信号的时域数据,可以计算获得失配滤波器参数。确定失配滤波器参数之后,雷达可以在非暗室场景中实现本申请实施例的信号处理方法。其中,非暗室场景中,在探测装置的探测距离内可包括至少一个目标,在此情况下,雷达的接收天线可以接收到第一接收信号,第一接收信号可以包括目标反射的回波信号以及发射天线直接传输到接收天线的发射泄露信号。雷达可以基于匹配滤波的处理结果先获得一个包括距离信息和/或速度信息的第一检测数据。根据匹配滤波过程中处理得到的距离和速度二维谱数据,雷达还可以提取出待处理的距离谱数据,并根据在暗室中确定的失配滤波器参数对提取出的距离谱数据反演得到的第一时域数据进行处理,基于失配滤波的处理结果(第一距离谱数据)再获得一个包括距离信息的第一距离检测数据。在此情况下,雷达可以根据第一检测数据和第一距离检测数据,获得准确度较高的第二检测数据。
在图16b所示的应用场景中,失配滤波器参数在非暗室场景中获取,其中,非暗室场景中,在探测装置的探测距离内可包括至少一个目标,在此情况下,雷达的接收天线可以接收到第一接收信号,第一接收信号可以包括目标反射的回波信号以及发射天线直接传输到接收天线的发射泄露信号。雷达可以对第一接收信号进行解调、采样量化、匹配滤波、相干积累、速度维快速傅里叶变换处理,得到第一接收信号的距离和速度二维谱数据。第一接收信号的距离和速度二维谱数据有三种用途,其一,雷达可以基于距离和速度二维谱数据先获得一个包括距离信息和/或速度信息的第一检测数据。其二,根据第一接收信号的距离和速度二维谱数据,可以获取第一接收信号的最大幅度的距离谱数据,根据提取出的最大幅度的距离谱数据进行反演得到的时域数据,可以计算获得失配滤波器参数。其三,雷达还可以从距离和速度二维谱数据中提取出待处理的距离谱数据,并根据确定的失配滤波器参数对提取出的距离谱数据反演得到的第一时域数据进行处理,基于失配滤波的处理结果(第一距离谱数据)再获得一个包括距离信息的第一距离检测数据。在此情况下,雷达可以根据第一检测数据和第一距离检测数据,获得准确度较高的第二检测数据。
上文中详细描述了本申请实施例提供的信号处理方法,下面将描述本申请实施例提供的信号处理装置。
图17示出根据本申请实施例的信号处理装置的示意性框图。
如图17所示,本申请实施例的信号处理装置1400包括:
第一获取模块1410,用于获取第一接收信号,对所述第一接收信号进行处理得到距离和速度二维谱数据;
第一确定模块1420,用于根据所述距离和速度二维谱数据,确定第一时域数据;
处理模块1430,用于使用失配滤波器对所述第一时域数据进行滤波处理,获得第一距离谱数据,其中,所述失配滤波器的参数根据第二接收信号的时域数据或所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据确定;
第二获取模块1440,用于根据所述第一距离谱数据,获得第一距离检测数据;
第二确定模块1450,用于根据所述第一距离检测数据和所述第一接收信号获得的第一检测数据,确定第二检测数据。
根据本申请实施例的信号处理装置,能够获得具有较高的准确度的第二检测数据,并基于第二检测数据确定的目标的距离和速度等信息也更为准确。在信号处理装置应用于汽车时,可用于辅助驾驶和自动驾驶中的目标探测和跟踪,可以提高汽车系统的信息处理能力。
本申请实施例的信号处理装置1400可以是探测装置,也可以是探测装置内的一个或多个芯片。信号处理装置1400可以用于执行本申请实施例中的探测装置的部分或全部功能。可选的,该信号处理装置1400还可以包括存储模块。
其中,存储模块可用于存储实现本申请实施例的信号处理方法的指令。
在一种可能的实现方式中,所述第二接收信号是发射泄露信号。
在一种可能的实现方式中,所述信号处理装置包括:
第三确定模块,用于根据所述第二接收信号的时域数据,确定所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
第四确定模块,用于根据所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度,确定所述第二接收信号的期望滤波数据,其中,所述期望滤波数据的距离维旁瓣的幅度低于所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
第五确定模块,用于根据所述第二接收信号的时域数据和所述第二接收信号的期望滤波数据,确定所述失配滤波器的参数。
在一种可能的实现方式中,所述装置还包括:
第三获取模块,用于根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据,获取所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据;
第六确定模块,用于根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述失配滤波器的参数。
在一种可能的实现方式中,所述第六确定模块包括:
第一确定子模块,用于根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
第二确定子模块,用于根据所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度,确定所述第一接收信号中的最大幅度信号的期望滤波数据,其中,所述期望滤波数据的距离维旁瓣的幅度低于所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
第三确定子模块,用于根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据和第一接收信号中的最大幅度信号的期望滤波数据,确定所述失配滤波器的参数。
在一种可能的实现方式中,所述第一确定模块包括:
第四确定子模块,用于根据发射信号,构造反演矩阵;
第五确定子模块,用于根据所述距离和速度二维谱数据,确定第二距离谱数据;
第六确定子模块,用于根据所述第二距离谱数据和所述反演矩阵,确定所述第一时域数据。
在一种可能的实现方式中,根据所述距离和速度二维谱数据,确定第二距离谱数据,包括:
根据所述距离和速度二维谱数据,确定所述第一接收信号中的信号的距离维旁瓣幅度;
将距离维旁瓣幅度大于或等于幅度阈值的信号确定为目标信号;
根据所述距离和速度二维谱数据中,所述目标信号所在的多普勒单元的距离谱数据,确定所述第二距离谱数据。
在一种可能的实现方式中,所述装置还包括:
第七确定模块,用于根据所述第一接收信号的距离和速度二维谱数据,确定所述第一接收信号中的最大幅度信号所在的多普勒单元;
第八确定模块,用于从所述第一接收信号的距离和速度二维谱数据中,提取所述第一接收信号中的最大幅度信号所在的多普勒单元的距离和速度二维谱数据,作为所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据。
在一种可能的实现方式中,所述第一检测数据包括距离检测和/或速度检测数据,所述第二确定模块包括:
第七确定子模块,用于利用所述第一距离检测数据替换所述第一检测数据中的距离检测数据,获得第二检测数据,或者,
第八确定子模块,用于对所述第一距离检测数据和所述第一检测数据进行或运算,获得第二检测数据。
在一种可能的实现方式中,本申请实施例还提供一种信号处理装置,包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器;其中,所述处理器可用于实现上文所描述的信号处理方法。
根据本申请实施例的信号处理装置,能够获得具有较高的准确度的第二检测数据,并基于第二检测数据确定的目标的距离和速度等信息也更为准确。在信号处理装置应用于汽车时,可以提高汽车系统的信息处理能力。
如图18所示,信号处理装置例如雷达可以安装在机动车辆、无人机、轨道车、自行车、信号灯、测速装置或网络设备(如各种系统中的基站、终端设备)等等。本申请既适用于车与车之间的雷达系统,也适用于车与无人机等其他装置的雷达系统,或其他装置之间的雷达系统。例如,雷达可以安装在智能运输设备、智能家居设备、机器人等智能终端上。本申请对安装雷达的终端设备类型,雷达的安装位置和雷达的功能不做限定。
其中,信号处理装置可包括处理器、存储器、发射天线、接收天线以及单片微波集成电路(MMIC,Monolithic Microwave Integrated Circuit),单片微波集成电路可包括调制器、振荡器(oscillator)、模数转换器(ADC,Analog-to-Digital Converter)、解调器、相关器、累加器、编码器等等。其中,发射天线连接调制器,接收天线、解调器、模数转换器、相关器、累加器依次连接,振荡器分别连接调制器以及解调器,输出用于调制以及解调的载波。调制器还可连接编码器,接收用于调制的基带信号。
调制器可用于对载波以及基带信号进行调制和功率放大得到发射信号,并发送发射信号至发射天线。
发射天线(例如毫米波天线)用于向环境中发出发射信号,以实现对环境中的目标的探测,该环境中的目标可能是目标车辆,也可能是其他车辆或者其他运动物体。
接收天线(例如毫米波天线),用于接收环境中的目标所反射的回波信号。由于发射天线和接收天线的隔离度原因,接收天线也接受到由发射天线直接传输到接收天线的发射泄露信号。接收天线将接收到的信号传输至解调器。在本申请中,接收天线接收到的可以是第一接收信号或者第二接收信号,其中,第一接收信号可以包括目标反射的回波信号和发射泄露信号。第二接收信号可以包括发射泄露信号。
解调器,用于将传输过来的信号分别与振荡器预先发送的载波进行混频(下变频)以及低噪声放大等处理。模数转换器用于对解调器处理后的信号进行模数转换,得到信号的时域数据。在本申请中,可以得到第一接收信号的时域数据或者第二接收信号的时域数据。
相关器用于对信号的时域数据进行匹配滤波处理,得到目标的距离信息。在本申请中,可以得到第一接收信号的距离谱数据。累加器用于对目标的距离信息进行相干积累,提高距离信息的幅度。
处理器用于对目标的距离信息进行处理得到目标的速度信息,基于目标的距离信息和速度信息,处理器可以检测确定目标距离和速度,完成目标定位。
处理器可以是通用处理器,例如通用中央处理器(CPU,Central ProcessingUnit)、网络处理器(NP,Network Processor)、微处理器等,也可以是特定应用集成电路(ASIC,Application-Specific Integrated CircBIt),或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。还可以是数字信号处理器(DSP,Digital Signal Processor)、现场可编程门阵列(FPGA,Field-Programmable Gate Array)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。处理器也可以是实现计算功能的组合,例如包含一个或多个微处理器组合,DSP和微处理器的组合等等。处理器通常是基于存储器内存储的程序指令来执行逻辑和算术运算。其中,处理器可以全部或部分实现本申请实施例中第一获取模块1410、第一确定模块1420、处理模块1430、第二获取模块1440和第二确定模块1450的功能。
存储器可以是可以位于处理器内部的存储单元,如寄存器、缓存等。存储器还可以是位于处理器外部的存储单元,例如只读存储器(ROM,Read-Only Memory)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备,随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)等。存储器可实现本申请实施例中存储模块1460的功能。
可选地,单片微波集成电路还可包括功率放大器、低噪声放大器、可变增益放大器等装置。本领域人员应理解,所有可以实现本申请的信号处理装置都在本申请的保护范围之内。
本申请实施例提供了一种车辆,所述车辆包括本申请实施例的信号处理装置。
本申请实施例提供一种程序或包括程序指令的一种计算机程序产品,该程序指令在被处理器执行时,将会使该处理器实现上述任一方法实施例中的方法流程。
其中,上述程序指令可以全部或者部分存储在与处理器封装在一起的存储介质上,也可以部分或者全部存储在不与处理器封装在一起的存储器上。
本申请的实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、只读存储器(Read Only Memory,ROM)、可擦式可编程只读存储器(Electrically Programmable Read-Only-Memory,EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory,SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory,CD-ROM)、数字多功能盘(Digital Video Disc,DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。
这里所描述的计算机可读程序指令或代码可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备,或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络失配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令,并转发该计算机可读程序指令,以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本申请操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(Instruction Set Architecture,ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码,所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等,以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(Local Area Network,LAN)或广域网(WideArea Network,WAN)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中,通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路,例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGate Array,FPGA)或可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array,PLA),该电子电路可以执行计算机可读程序指令,从而实现本申请的各个方面。
这里参照根据本申请实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本申请的各个方面。应当理解,流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合,都可以由计算机可读程序指令实现。
附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分,所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。
也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行相应的功能或动作的硬件(例如电路或ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit,专用集成电路))来实现,或者可以用硬件和软件的组合,如固件等来实现。
尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述,然而,在实施所要求保护的本发明过程中,本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书,可理解并实现所述公开实施例的其它变化。在权利要求中,“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤,“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施,但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
以上已经描述了本申请的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (17)
1.一种信号处理方法,其特征在于,所述方法包括:
获取第一接收信号,对所述第一接收信号进行处理得到距离和速度二维谱数据;
根据所述距离和速度二维谱数据,确定第一时域数据;
使用失配滤波器对所述第一时域数据进行滤波处理,获得第一距离谱数据,其中,所述失配滤波器的参数根据第二接收信号的时域数据或所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据确定;
根据所述第一距离谱数据,获得第一距离检测数据;
根据所述第一距离检测数据和所述第一接收信号获得的第一检测数据,确定第二检测数据。
2.根据权利要求1所述的信号处理方法,其特征在于,所述第二接收信号是发射泄露信号。
3.根据权利要求2所述的信号处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述第二接收信号的时域数据,确定所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
根据所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度,确定所述第二接收信号的期望滤波数据,其中,所述期望滤波数据的距离维旁瓣的幅度低于所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
根据所述第二接收信号的时域数据和所述第二接收信号的期望滤波数据,确定所述失配滤波器的参数。
4.根据权利要求1所述的信号处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据,获取所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据;
根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述失配滤波器的参数。
5.根据权利要求4所述的信号处理方法,其特征在于,根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述失配滤波器的参数,包括:
根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
根据所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度,确定所述第一接收信号中的最大幅度信号的期望滤波数据,其中,所述期望滤波数据的距离维旁瓣的幅度低于所述第一接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据和第一接收信号中的最大幅度信号的期望滤波数据,确定所述失配滤波器的参数。
6.根据权利要求1所述的信号处理方法,其特征在于,根据所述距离和速度二维谱数据,确定第一时域数据,包括:
根据发射信号,构造反演矩阵;
根据所述距离和速度二维谱数据,确定第二距离谱数据;
根据所述第二距离谱数据和所述反演矩阵,确定所述第一时域数据。
7.根据权利要求6所述的信号处理方法,其特征在于,根据所述距离和速度二维谱数据,确定第二距离谱数据,包括:
根据所述距离和速度二维谱数据,确定所述第一接收信号中的信号的距离维旁瓣幅度;
将距离维旁瓣幅度大于或等于幅度阈值的信号确定为目标信号;
根据所述距离和速度二维谱数据中,所述目标信号所在的多普勒单元的距离谱数据,确定所述第二距离谱数据。
8.根据权利要求1所述的信号处理方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述第一接收信号的距离和速度二维谱数据,确定所述第一接收信号中的最大幅度信号所在的多普勒单元;
从所述第一接收信号的距离和速度二维谱数据中,提取所述第一接收信号中的最大幅度信号所在的多普勒单元的距离和速度二维谱数据,作为所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据。
9.根据权利要求1-8所述的信号处理方法,其特征在于,所述第一检测数据包括距离检测和/或速度检测数据,
根据所述第一距离检测数据和所述第一接收信号获得的第一检测数据,确定第二检测数据,包括:
利用所述第一距离检测数据替换所述第一检测数据中的距离检测数据,获得第二检测数据,或者,
对所述第一距离检测数据和所述第一检测数据进行或运算,获得第二检测数据。
10.一种信号处理装置,其特征在于,所述装置包括:
第一获取模块,用于获取第一接收信号,对所述第一接收信号进行处理得到距离和速度二维谱数据;
第一确定模块,用于根据所述距离和速度二维谱数据,确定第一时域数据;
处理模块,用于使用失配滤波器对所述第一时域数据进行滤波处理,获得第一距离谱数据,其中,所述失配滤波器的参数根据第二接收信号的时域数据或所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据确定;
第二获取模块,用于根据所述第一距离谱数据,获得第一距离检测数据;
第二确定模块,用于根据所述第一距离检测数据和所述第一接收信号获得的第一检测数据,确定第二检测数据。
11.根据权利要求10所述的信号处理装置,其特征在于,所述第二接收信号是发射泄露信号。
12.根据权利要求11所述的信号处理装置,其特征在于,所述装置还包括:
第三确定模块,用于根据所述第二接收信号的时域数据,确定所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
第四确定模块,用于根据所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度,确定所述第二接收信号的期望滤波数据,其中,所述期望滤波数据的距离维旁瓣的幅度低于所述第二接收信号中距离维旁瓣的最大幅度;
第五确定模块,用于根据所述第二接收信号的时域数据和所述第二接收信号的期望滤波数据,确定所述失配滤波器的参数。
13.根据权利要求10所述的信号处理装置,其特征在于,所述装置还包括:
第三获取模块,用于根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据,获取所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据;
第六确定模块,用于根据所述第一接收信号中的最大幅度的距离谱数据,确定所述失配滤波器的参数。
14.根据权利要求10所述的信号处理装置,其特征在于,所述装置包括:
第七确定模块,用于根据所述第一接收信号的距离和速度二维谱数据,确定所述第一接收信号中的最大幅度信号所在的多普勒单元;
第八确定模块,用于从所述第一接收信号的距离和速度二维谱数据中,提取所述第一接收信号中的最大幅度信号所在的多普勒单元的距离和速度二维谱数据,作为所述第一接收信号中的最大幅度的距离和速度二维谱数据。
15.一种信号处理装置,其特征在于,包括:
处理器;
用于存储处理器可执行指令的存储器;
其中,所述处理器被配置为执行所述指令时实现权利要求1-9任意一项所述的方法。
16.一种非易失性计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序指令,其特征在于,所述计算机程序指令被处理器执行时实现权利要求1-9中任意一项所述的方法。
17.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括如权利要求10-15中任意一项所述的装置。
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