CN115963467B - 调频波形参数的处理方法、装置和计算机设备 - Google Patents

调频波形参数的处理方法、装置和计算机设备 Download PDF

Info

Publication number
CN115963467B
CN115963467B CN202310250714.7A CN202310250714A CN115963467B CN 115963467 B CN115963467 B CN 115963467B CN 202310250714 A CN202310250714 A CN 202310250714A CN 115963467 B CN115963467 B CN 115963467B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parameter
distance
speed
error
index value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310250714.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115963467A (zh
Inventor
姜薇
郑巧珍
于晓爽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Foss Hangzhou Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
Foss Hangzhou Intelligent Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foss Hangzhou Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Foss Hangzhou Intelligent Technology Co Ltd
Priority to CN202310250714.7A priority Critical patent/CN115963467B/zh
Publication of CN115963467A publication Critical patent/CN115963467A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115963467B publication Critical patent/CN115963467B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本申请涉及一种调频波形参数的处理方法、装置和计算机设备。所述方法包括:通过获取目标模拟器在至少两组不同类型的模拟参数下的雷达回波信号;根据每组雷达波信号相应的距离多普勒谱图,获取目标模拟器在每个距离多普勒谱图的参数索引值集合;根据第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数;基于修正后的第一波形参数、第二波形参数和第二参数索引值集合,对第三波形参数进行修正,得到修正后的第三波形参数。采用本方法能够提高雷达测速测距的精度。

Description

调频波形参数的处理方法、装置和计算机设备
技术领域
本申请涉及雷达技术领域,特别是涉及一种调频波形参数的处理方法、装置和计算机设备。
背景技术
随着雷达技术的发展,雷达被广泛地应用在不同的领域。例如,雷达应用在智能驾驶领域中可以辅助驾驶,通过精准定位实现合理的路径规划、避开障碍物等。由于智能驾驶技术的快速发展需要高级驾驶辅助系统实现丰富的功能,因此对车载毫米波雷达性能的需求也逐步增加。测距测速精度是车载毫米雷达的一项重要指标,为了降低雷达测速测距误差带来的影响,需要对提高雷达测速测距的精度。
为了提高雷达测速测距的精度,传统方式通过采集大量的雷达测速测距数据,通过对雷达测速测距数据进行分析,确定距离补偿系数和速度补偿系数。通过距离补偿系数和速度补偿系数分别对距离和速度进行补偿,这一处理方式的雷达测速测距不能满足实际应用场景的需求,存在数据处理复杂以及测速测距精度低的问题。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高雷达测速测距精度的调频波形参数的处理方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
第一方面,本申请提供了一种调频波形参数的处理方法。所述方法包括:
在目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数的情况下,获取所述至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号;
分别确定与每组雷达回波信号相应的距离多普勒谱图,得到所述目标模拟器在所述距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合和第二参数索引值集合;其中,所述第一参数索引值集合存在对应的第一估计参数误差,所述第二参数索引值集合存在对应的第二估计参数误差;
基于所述第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数;
基于所述第一波形参数、所述第二波形参数和所述第二参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数。
在其中一个实施例中,所述模拟参数包括距离参数和速度参数;所述在目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数的情况下,获取所述至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号,包括:
在目标模拟器的速度处于设定速度且所述目标模拟器设置在距离参数组的情况下,获取所述距离参数组中各距离参数相应的雷达回波信号;以及
在目标模拟器的距离为设定距离且所述目标模拟器设置在速度参数组的情况下,获取所述速度参数组中各速度参数相应的雷达回波信号。
在其中一个实施例中,分别确定与每组雷达回波信号相应的距离多普勒谱图,得到所述目标模拟器在所述距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合和第二参数索引值集合索引值,包括:
确定与所述距离参数组对应的雷达回波信号相应的第一距离多普勒谱图,获取所述目标模拟器在所述第一距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合;以及
确定与所述速度参数组对应的雷达回波信号相应的第二距离多普勒谱图,获取所述目标模拟器在所述第二距离多普勒谱图中的第二参数索引值集合。
在其中一个实施例中,所述第一参数索引值集合包括第一距离单元索引值集合和第一速度单元索引值集合;所述第一预设误差范围包括第一预设距离误差范围和第一预设速度误差范围;第一估计参数误差包括距离误差和第一速度误差;
所述基于所述第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数,包括:
从所述第一距离多普勒谱图中确定与所述第一距离单元索引值集合中各第一距离单元索引值对应的第一估计距离;
确定各所述第一估计距离和各自对应的第一实际距离的距离误差,当所述距离误差在所述第一预设距离误差范围内时,得到修正后的调频斜率;
获取步进调频波形的波长和中心频率、扫频周期的个数;
基于所述波长、所述中心频率、所述扫频周期的个数、所述调频斜率、所述第一距离单元索引值集合和所述第一速度单元索引值集合,确定所述第一速度单元索引值集合中各第一速度单元索引值对应的第一估计速度;
确定各所述第一估计速度和各自相应的第一实际速度的第一速度误差,当所述第一速度误差在所述第一预设速度误差范围内时,得到修正后的步进频率。
在其中一个实施例中,所述确定各所述第一估计距离和对应的第一实际距离的距离误差,当所述距离误差在第一预设距离误差范围内时,得到修正后的调频斜率,包括:
确定各所述第一估计距离和各所述第一估计距离对应的第一实际距离之间的损失函数;所述损失函数的自变量参数包括第一波形参数;
基于所述损失函数对各所述距离误差进行拟合,当各所述距离误差在第一预设距离误差范围内时,得到目标拟合参数;
根据所述目标拟合参数确定修正后的调频斜率。
在其中一个实施例中,所述第一参数索引值集合包括第一距离单元索引值集合和第一速度单元索引值集合,所述第一预设误差范围包括第一预设距离误差范围和第一预设速度误差范围;第一估计参数误差包括距离误差和第一速度误差;
所述基于所述第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数,包括:
在第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,从所述第一距离多普勒谱图中确定与所述第一距离单元索引值集合中各第一距离单元索引值对应的第一估计距离;
基于预设损失函数、所述第一估计距离以及与所述第一估计距离对应的第一实际距离,对所述预设损失函数中的自变量参数进行求偏导,当所述预设损失函数的损失函数值最小时,得到目标自变量参数值;
根据所述目标自变量参数值确定修正后的调频斜率;
根据所述第一速度单元索引值集合、步进调频波形的波长、步进调频波形的中心频率、扫频周期的个数,以及所述第一估计距离,确定修正后的步进频率。
在其中一个实施例中,所述第二参数索引值集合包括第二距离单元索引值集合和第二速度单元索引值集合,所述第二预设误差范围包括第二预设速度误差范围;第二估计参数误差包括第二速度误差;
所述基于所述第一波形参数、所述第二波形参数和所述第二参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数,包括:
基于所述调频斜率、所述步进频率、所述第二距离单元索引值集合和所述第二速度单元索引值集合,确定所述第二速度单元索引值集合中各第二速度单元索引值对应的第二估计速度;
确定各所述第二估计速度和各自对应的第二实际速度之间的第二速度误差,在所述第二速度误差在第二预设速度误差范围内的情况下,得到修正后的扫频周期。
在其中一个实施例中,所述第二参数索引值集合包括第二距离单元索引值集合和第二速度单元索引值集合,所述第二估计参数误差包括第二预设速度误差范围;所述第二预设误差范围包括第二预设速度误差范围;第二估计参数误差包括第二速度误差;
所述基于所述第一波形参数、所述第二波形参数和所述第二参数索引值集合进行调频波形参数修正,在所述第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数,包括:
在所述第二速度误差在所述第二预设速度误差范围内的情况下,根据所述第二距离单元索引值集合中各所述第二距离单元索引值,确定对应的第二估计距离;
获取步进调频波形的波长和中心频率、扫频周期的个数;
根据所述第二估计距离向量、所述修正后的调频斜率、所述修正后的步进频率和所述第二参数索引值集合、波长和中心频率和周期数量,得到矫正后的扫频周期。
第二方面,本申请还提供了一种调频波形参数的处理装置。所述装置包括:
信号采集模块,用于在目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数的情况下,获取所述至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号;
信号处理模块,用于别确定与每组雷达回波信号相应的距离多普勒谱图,得到所述目标模拟器在所述距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合和第二参数索引值集合;其中,所述第一参数索引值集合存在对应的第一估计参数误差,所述第二参数索引值集合存在对应的第二估计参数误差;
波形参数处理模块,用于基于所述第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数;
基于所述第一波形参数、所述第二波形参数和所述第二参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数。第三方面,本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
在目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数的情况下,获取所述至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号;
分别确定与每组雷达回波信号相应的距离多普勒谱图,得到所述目标模拟器在所述距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合和第二参数索引值集合;其中,所述第一参数索引值集合存在对应的第一估计参数误差,所述第二参数索引值集合存在对应的第二估计参数误差;
基于所述第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数;
基于所述第一波形参数、所述第二波形参数和所述第二参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数。
第四方面,本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
在目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数的情况下,获取所述至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号;
分别确定与每组雷达回波信号相应的距离多普勒谱图,得到所述目标模拟器在所述距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合和第二参数索引值集合;其中,所述第一参数索引值集合存在对应的第一估计参数误差,所述第二参数索引值集合存在对应的第二估计参数误差;
基于所述第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数;
基于所述第一波形参数、所述第二波形参数和所述第二参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数。
第五方面,本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
在目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数的情况下,获取所述至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号;
分别确定与每组雷达回波信号相应的距离多普勒谱图,得到所述目标模拟器在所述距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合和第二参数索引值集合;其中,所述第一参数索引值集合存在对应的第一估计参数误差,所述第二参数索引值集合存在对应的第二估计参数误差;
基于所述第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数;
基于所述第一波形参数、所述第二波形参数和所述第二参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数。
上述调频波形参数的处理方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品,通过目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数,采集不同类型的模拟参数下的雷达回波信号,得到不同组类型模拟参数下的雷达回波信号对应的距离多普勒谱图。进一步根据距离多普勒谱图得到各自相应的参数索引值集合,按照设定顺序依次对步进调频波形参数进行修正,消除雷达回波信号处理中所使用的波形参数和实际波形参数之间的偏差以及考虑了步进调频波形参数之间的互耦合性,提高测速测距的精度,进一步地,不需要使用大量数据处理分析得到距离补偿系数和速度补偿系数,减少了数据处理量。
附图说明
图1为一个实施例中调频波形参数的处理方法的应用环境图;
图2为一个实施例中调频波形参数的处理方法的流程示意图;
图3为一个实施例中第一波形参数和第二波形参数的修正方法的流程示意图;
图4为一个实施例中确定修正后的调频斜率的步骤的流程示意图;
图5为另一个实施例中第一波形参数和第二波形参数的修正方法的流程示意图;
图6为一个实施例中第三波形参数的修正方法的流程示意图;
图7为另一个实施例中第三波形参数的修正方法的流程示意图;
图8为另一个实施例中调频波形参数的处理方法的流程示意图;
图9为一个实施例中修正前的目标模拟器距离估计误差和修正后的目标模拟器距离估计误差的示意图;
图10为一个实施例中修正前的目标模拟器速度估计误差和修正后的目标模拟器速度估计误差的示意图;
图11为一个实施例中步进斜率修正前后的对比示意图;
图12为一个实施例中扫频周期修正前后的对比示意图;
图13为另一个实施例中调频波形参数的处理方法的流程示意图;
图14为一个实施例中调频斜率矫正前后及添加暗箱固定距离补偿前后的对比示意图;
图15为另一个实施例中步进频率矫正前后的对比示意图;
图16为另一个实施例中扫频周期修正前后的对比示意图;
图17为一个实施例中调频波形参数的处理装置的结构框图;
图18为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
随着雷达应用不断地推广,对雷达的性能的需求也是逐步增加。以智能驾驶领域为例,为了实现智能驾驶功能的多样化,应用在智能驾驶中的车载毫米波雷达性能的需求也逐步增加。为了提高雷达的性能,需要提高雷达的测速测距精度。目前在提高雷达的测速测距精度,都是通过确定距离和速度的补偿系数进行补偿来提高雷达的性能。这一处理方式未考虑距离估计和速度估计的互耦性,以及存在信号处理流程所使用的理论波形参数和雷达实际工作的波形参数间存在系统偏差,导致测距测速精度的测量精度低,不能满足实际的需求。
针对这一技术问题,提出了一种调频波形参数的处理方法。本申请实施例提供的调频波形参数的处理方法,可以应用于如图1所示的应用环境中。其中,目标模拟器102和终端104通过网络进行通信。数据存储系统可以存储终端104需要处理的数据。数据存储系统可以集成在终端104上,也可以放在云端服务器或其他网络服务器上。在目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数的情况下,获取至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号;分别确定与每组雷达回波信号相应的距离多普勒谱图,得到目标模拟器在距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合和第二参数索引值集合;其中,第一参数索引值集合存在对应的第一估计参数误差,第二参数索引值集合存在对应的第二估计参数误差;基于第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数;基于第一波形参数、第二波形参数和第二参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数。其中,终端104可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和物联网设备等。
在一个实施例中,如图2所示,提供了一种调频波形参数的处理方法,以该方法应用于图1中的终端为例进行说明,包括以下步骤:
步骤202,在目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数的情况下,获取至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号。
其中,目标模拟器可以用于模拟不同状态下的雷达回波,例如,目标模拟器可以用于模拟目标模拟器处于静止状态下,设置不同距离下的雷达回波;目标模拟器还可以用于模拟目标模拟器处于设定距离的情况下,设置不同速度下的雷达回波。目标模拟器模拟雷达回波可以根据实际应用场景进行设置,在此不做限定。模拟参数可以包括距离参数和速度参数等。本实例以两组参数为例进行说明,两组参数以距离参数和速度参数为例进行说明。
具体地,在目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数的情况下,获取至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号,即得到各组模拟参数对应的一组雷达回波信号。其中,在获取至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号的获取顺序可以根据实际需求进行获取,在此不做限定。例如,获取目标模拟器处于静止状态下,设置不同距离下的雷达回波,以及获取目标模拟器处于设定距离的情况下,设置不同速度下的雷达回波。
可以理解的是,设置的不同的距离可以是按照设定的起始距离到设定的结束距离,按照预设的距离变化步长来确定的,例如,目标模拟器设置的距离从起始距离R_start到结束距离R_end以步长R_step变化(R = R_start : R_step : R_end), 获得目标模拟器设置不同距离下的雷达回波。设置不同速度下可以是按照设定的起始速度到设定的结束速度以速度变化步长来确定的,例如,目标模拟器距离固定(R = R_fix),目标模拟器设置的速度从起始速度V_start到结束速度V_end以步长V_step变化(V = V_start:V_step:V_end),获得目标模拟器设置固定距离但不同速度的雷达回波。
步骤204,分别确定与每组雷达回波信号相应的距离多普勒谱图,得到目标模拟器在距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合和第二参数索引值集合;其中,第一参数索引值集合存在对应的第一估计参数误差,第二参数索引值集合存在对应的第二估计参数误差。
其中,距离多普勒谱图可以理解为各通道的距离-多普勒二维复数功率谱图进行非相干积累后确定的。各通道的距离-多普勒二维复数功率谱图的确定方式可以是通过对采集的各通道雷达回波的距离维和多普勒维分别进行傅里叶变换处理确定的,具体的实现方式可以通过现有的方式实现,在此不做赘述。
第一参数索引值集合可以是模拟参数为距离参数的情况下确定的参数索引值集合,第二参数索引值集合可以是模拟参数为速度参数的情况下确定的参数索引值集合。第一参数索引值集合中每个第一参数索引值存在对应的第一估计参数,可以理解为,第一参数索引值集合包括多个第一距离单元索引值和多个第一速度单元索引值,每个第一距离单元索引值存在对应的第一估计距离,每个第一速度单元索引值存在对应的第一估计速度。第二参数索引值集合中的每个第二参数索引值存在对应的第二估计参数,可以理解为第二参数索引值集合包括多个第二距离单元索引值和多个第二速度单元索引值,每个第二距离单元索引值存在对应的第二估计距离,每个第二速度单元索引值存在对应的第二估计速度。第一估计参数误差包括距离误差和第一速度误差。第二估计参数误差包括第二速度误差。
具体地,在获取每组模拟参数对应的雷达回波后,分别对每组雷达回波的距离维和多普勒维进行傅里叶变换处理,获得各通道的距离-多普勒二维复数功率谱图,在通道间进行非相干积累后,得到每组雷达波信号相应的距离多普勒谱图,对每组雷达波信号相应的距离多普勒谱图进行二维恒虚警检测,得到目模拟器在每组模拟参数对应的二维谱图上对应的参数索引值集合。
步骤206,基于第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数。
可以理解的是,在考虑到为提高雷达性能以及满足实际场景的需求,提高雷达测速测距的精度,从引起测速测距误差的源头以及减少数据的处理量出发,对步进调频波形参数按照设定的顺序进行调整,考虑到雷达性能的要求,本实施例通过先对第一波形参数和第二波形参数进行调整。其中,第一波形参数可以是调频斜率,第二波形参数可以是步进频率。第一预设误差范围包括第一预设距离误差范围和第一预设速度误差范围。
具体地,根据第一参数索引值集合中不同距离下的多个第一距离单元索引值确定对应的第一估计距离,根据多个第一估计距离以及各自对应的第一实际距离进行步进调频波形参数修正。可以理解的是,对第一波形参数进行修正其实质可以是使第一估计距离和对应的第一实际距离的第一距离误差在第一预设距离误差范围内的情况下,可以得到修正后的调频斜率。其中,确保第一估计距离和对应的第一实际距离的第一距离误差在第一预设距离误差范围内可以是根据基于自变量参数包括第一波形参数的损失函数进行拟合确定的,也可以是根据预设损失函数确定的。
在确定修正后的调频斜率后,根据修正后的调频斜率、第一参数索引值集合中不同距离下的多个第一距离单元索引值,以及各自相应的第一速度单元索引值进行步进调频波形参数修正。可以理解的是,对第二波形参数进行修正其实质可以是使第一估计速度和对应的第一实际速度之间的第一速度误差在第一预设速度误差范围内的情况下,可以得到修正后的步进频率。其中,第一估计速度和对应的第一实际速度之间的第一速度误差在第一预设速度误差范围内的确定方式可是根据各第一估计速度各自相应的第一实际速度确定第一速度误差,通过对初始的步进频率进行调整,使得随距离变化的目标速度的第一速度误差在第一预设速度误差范围内;也可以是通过预设的函数关系式来确定。
步骤208,基于第一波形参数、第二波形参数和第二参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数。
其中,第二参数索引值集合中包括第二距离单元索引值集合和第二速度单元索引值集合。确定第二距离单元索引值和第二速度单元索引值的方式可以通过上述方式来实现,在此不做赘述。第三波形参数可以是扫频周期。第二估计参数误差包括第二速度误差,第二预设误差范围包括第二预设速度误差范围。
具体地,在根据修正后的调频斜率、修正后的步进频率以及第二距离单元索引值集合和第二速度单元索引值集合对步进调频波形参数中的第三波形参数进行修正时,考虑到第二参数索引值集合是目标模拟器的距离为设定距离且目标模拟器设置在速度参数组的情况下确定的,在对第三波形参数进行修正,可以理解为其实质是,在第二速度误差在第二预设速度误差范围的情况下得到的第三波形参数,即可确定为修正后的扫频周期。其中,第二速度误差在第二预设速度误差范围的方式可以通过基于修正后的调频斜率、修正后的步进频率以及多个第二距离单元索引值和多个第二速度单元索引值,确定对应的第二估计速度,根据第二估计速度和第二实际速度之间的第二速度误差进行调整来确定。
上述调频波形参数的处理方法中,通过目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数,采集不同类型的模拟参数下的雷达回波信号,得到不同组类型模拟参数下的雷达回波信号对应的距离多普勒谱图。进一步根据距离多普勒谱图得到各自相应的参数索引值集合,按照设定顺序依次对步进调频波形参数进行修正,消除雷达回波信号处理中所使用的波形参数和实际波形参数之间的偏差以及考虑了步进调频波形参数之间的互耦合性,提高测速测距的精度,进一步地,不需要使用大量数据处理分析得到距离补偿系数和速度补偿系数,减少了数据处理量。
可以理解的是,根据实际应用需求,可以设置两组不同类型的模拟参数,然后分别针对每组模拟参数,获取对应情况下的雷达回波信号。
在一个实施例中,模拟参数包括距离参数和速度参数,在目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数的情况下,获取至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号具体包括:在目标模拟器的速度处于设定速度且目标模拟器设置在距离参数组的情况下,获取距离参数组中各距离参数相应的雷达回波信号;以及在目标模拟器的距离为设定距离且目标模拟器设置在速度参数组的情况下,获取速度参数组中各速度参数相应的雷达回波信号。
其中,获取雷达回波信号的方式可以通过现有的方式实现,在此不做赘述。设定速度可以是零,也可以根据实际需求进行设置。设定距离可以根据实际需求进行设置。
进一步地,在设置两组模拟参数的情况下,获取对应雷达回波信号时,为了提高雷达的测速测距精度以及考虑参数之间的耦合性,需要先确定目标模拟器在距离多普勒谱图中的参数索引值集合。
在一个实施例中,分别确定与每组类型的模拟参数对应的雷达波信号相应的距离多普勒谱图,获取目标模拟器在各距离多普勒谱图的参数索引值集合,包括:确定与距离参数组对应的雷达回波信号相应的第一距离多普勒谱图,获取目标模拟器在第一距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合;以及确定与速度参数组对应的雷达回波信号相应的第二距离多普勒谱图,获取目标模拟器在第二距离多普勒谱图中的第二参数索引值集合。
在对步进调频波形参数的波形参数进行修正时,可以根据实际需求确定合适的修正方式。
在一个实施例中,如图3所示,提供了一种第一波形参数和第二波形参数的修正方法,包括以下步骤:
步骤302,从第一距离多普勒谱图中确定与第一距离单元索引值集合中各第一距离单元索引值对应的第一估计距离。
具体地,在采集各通道的雷达回波信号后,对距离维和多普勒维分别进行FFT,获得各通道的距离-多普勒二维复数功率谱图。在通道间进行非相干积累后,进行二维恒虚警检测,得到目模拟器在二维谱图上对应的第一距离单元索引值和第一速度单元索引值;根据第一距离单元索引值进行解算,得到对应的第一估计距离,多个第一估计距离可以确定估计距离向量,可以表示为:
Figure SMS_1
,其中M为目标模拟器设置不同距离的个数。
步骤304,确定各第一估计距离和各自对应的第一实际距离的距离误差,当距离误差在第一预设距离误差范围内时,得到修正后的调频斜率。
具体地,根据对应的第一实际距离确定对应的实际距离向量,根据实际距离向量和估计距离向量确定对应的距离误差,对距离误差进行拟合,当距离误差在第一预设距离误差范围内时,得到修正后的调频斜率。其中,确定修正后的调频斜率的步骤,如图4所示,包括以下步骤:
步骤402,确定各第一估计距离和各第一估计距离对应的第一实际距离之间的损失函数;损失函数的自变量参数包括第一波形参数。
具体地,根据多个第一估计距离可以确定估计距离向量
Figure SMS_2
,以及对应的第一实际距离确定对应的实际距离向量
Figure SMS_3
。通过使用最小二乘法进行多项拟合来获得调频斜率修正系数 a和暗箱固定距离补偿值
Figure SMS_4
。记需要拟合的参数为
Figure SMS_5
,同时令
Figure SMS_6
,其中
Figure SMS_7
Figure SMS_8
的列向量,因此,损失函数可表示为:
Figure SMS_9
其中,X为M
Figure SMS_11
2的矩阵,
Figure SMS_14
为2
Figure SMS_15
1的向量,
Figure SMS_12
代表
Figure SMS_13
范数。令损失函数相对于
Figure SMS_16
的梯度为
Figure SMS_17
,可获得如下关系:
Figure SMS_10
步骤404,基于损失函数对各距离误差进行拟合,在距离误差在第一预设距离误差范围内的情况下,得到目标拟合参数。
可以理解的是,基于损失函数对各距离误差进行拟合直接得到的目标拟合参数,满足距离误差在第一预设距离误差范围内。
具体地,基于损失函数对距离误差进行拟合,得到距离误差在第一预设距离误差范围内的情况下的目标拟合参数。其中,目标拟合参数包括拟合后的调频斜率修正系数为
Figure SMS_18
及暗箱固定距离补偿值为
Figure SMS_19
,即可选地,基于损失函数对距离误差进行拟合,在距离误差在第一预设距离误差范围内的情况下,也可以确定暗箱固定距离补偿值,也可以简称为距离补偿值。
步骤406,根据目标拟合参数确定修正后的调频斜率。
具体地,根据拟合后的调频斜率修正系数和初始调频斜率修正后的调频斜率,即使用修正后的调率斜率
Figure SMS_20
,其中
Figure SMS_21
。考虑到使用步进线性调频波形引起距离估计和速度估计的互耦问题,通过先修正调频斜率的基础上,再对步进频率进行修正。
步骤306,获取步进调频波形的波长和中心频率、扫频周期的个数。
步骤308,基于波长、中心频率、扫频周期的个数、调频斜率、第一距离单元索引值集合和第一速度单元索引值集合,确定第一速度单元索引值集合中各第一速度单元索引值对应的第一估计速度。
步骤310,确定各第一估计速度和各自相应的第一实际速度的第一速度误差,在第一速度误差在第一预设速度误差范围内的情况下,得到修正后的步进频率。
可以理解的是,在对步进频率进行修正时,根据初始步进频率、波长、中心频率、扫频周期的个数、修正后的调频斜率、第一距离单元索引值集合和第一速度单元索引值集合,确定对应的初始估计速度,若初始估计速度和对应的第一实际速度的第一速度误差不在第一预设速度误差范围内,则持续修正步进频率,直到在第一速度误差在第一预设速度误差范围内的情况下,得到修正后的步进频率。
具体地,在确定修正后的调频斜率后,根据修正后的调频斜率、第一参数索引值集合中不同距离下的多个第一距离单元索引值以及各自相应的第一速度单元索引值进行速度求解,得到每个速度单元索引值对应的第一估计速度,根据多个第一估计速度确定和各自相应的第一实际速度之间的第一速度误差,通过对初始的步进频率进行调整,使得随距离变化的目标速度估计误差与坐标系的水平轴平行,得到修正后的步进频率。
换言之,使用修正后的调频斜率
Figure SMS_22
,其中
Figure SMS_23
,及第一距离单元索引值和第一速度单元索引值进行速度解算,得到第一估计速度;获得随目标模拟器设置距离变化的第一估计速度和第一实际速度之间的目标速度估计误差图,调节步进频率
Figure SMS_24
,使得随距离变化的目标速度估计误差与坐标系的水平轴平行,获得修正后的步进频率
Figure SMS_25
上述实施例中,在对雷达测速测距的精度进行调整时,通过从引起测速测距误差的源头为切入点,进行波形参数修正方法,通过先对调频斜率进行修正后再对步进频率进行调整,考虑了波形参数之间的耦合性,消除信号处理流程中所使用的波形参数和实际波形配置参数之间的偏差,确保波形参数调整的可靠性以及准确性。
在另一个实施例中,如图5所示,提供了一种第一波形参数和第二波形参数的修正方法,包括以下步骤:
步骤502,在第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,从第一距离多普勒谱图中确定与第一距离单元索引值集合中各第一距离单元索引值对应的第一估计距离。
其中,确定第一距离单元索引值对应的第一估计距离可以通过上述方式实现,在此不做赘述。
步骤504,基于预设损失函数、第一估计距离以及与第一估计距离对应的第一实际距离,对预设损失函数中的自变量参数进行求偏导,当预设损失函数的损失函数值最小时,得到目标自变量参数值。
其中,自变量参数包括调频斜率矫正系数和暗箱固定距离补偿值,暗箱固定距离补偿值也可以简称为固定距离补偿值,预设损失函数可以表示为:
Figure SMS_26
Figure SMS_27
为第一估计距离,
Figure SMS_28
为第一实际距离,m代表距离单元索引值的数量,
Figure SMS_29
为调频斜率矫正系数,
Figure SMS_30
为暗箱固定距离补偿值,可以理解的是预设损失函数的确定考虑了距离误差在第一预设距离误差范围内。
由于损失函数
Figure SMS_32
是关于调频斜率矫正系数
Figure SMS_35
和暗箱固定距离补偿值
Figure SMS_38
的凸函数,可令损失函数
Figure SMS_33
对调频斜率矫正系数为
Figure SMS_36
和暗箱固定距离补偿值
Figure SMS_37
分别求偏导,并令其偏导数为零,即
Figure SMS_39
Figure SMS_31
获得相应的拟合后的调频斜率矫正系数为
Figure SMS_34
Figure SMS_40
以及拟合后的暗箱固定距离补偿值
Figure SMS_41
Figure SMS_42
;其中
Figure SMS_43
代表所有目标模拟器距离解算值的平均值
Figure SMS_44
,即估计距离的平均值;
Figure SMS_45
代表设置目标模拟器设置的实际距离的平均值
Figure SMS_46
步骤506,根据目标自变量参数值确定修正后的调频斜率。
具体地,根据调频斜率矫正系数
Figure SMS_47
,确定调频斜率矫正偏差
Figure SMS_48
,基于调频斜率矫正偏差获得矫正后的调频斜率
Figure SMS_49
步骤508,根据第一速度单元索引值集合、步进调频波形的波长、步进调频波形的中心频率、扫频周期的个数,以及第一估计距离,确定修正后的步进频率。
可以理解的是,由于设定速度为零的情况下,目标模拟器保持静止,故由于估计距离
Figure SMS_50
引起的速度变化与第一速度单元索引值带来的速度变化相等。根据第一速度单元索引值
Figure SMS_51
、步进调频波形的波长
Figure SMS_52
、步进调频波形的中心频率
Figure SMS_53
以及扫频周期的个数K,可获得矫正后的步进频率为:
Figure SMS_54
上述实施例中,基于预设损失函数,通过对预设损失函数中的调频斜率矫正系数和暗箱固定距离补偿值进行分别求偏导,在满足预设损失函数的损失函数值最小时,确定目标自变量参数值,直接通过对预设损失函数进行求偏导,确定修正后的调频斜率和步进频率,减少了人工处理的操作,提高了参数修正的效率。
基于第一波形参数、第二波形参数和第二参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数,包括以下两种方式:
在一个实施例中,如图6所示,提供了一种第三波形参数的修正方法,可以应用在如图1所示的终端,包括以下步骤:
步骤602,基于调频斜率、步进频率、第二距离单元索引值集合和第二速度单元索引值集合,确定第二速度单元索引值集合中各第二速度单元索引值对应的第二估计速度。
步骤604,确定各第二估计速度和各自对应的第二实际速度之间的第二速度误差,在第二速度误差在第二预设速度误差范围内的情况下,得到修正后的扫频周期。
其中,第二速度误差在第二预设速度误差范围内可以理解为根据获得的第二估计速度和第二实际速度,获得随目标模拟器设置速度变化的目标速度估计误差图,通过调节chirp周期
Figure SMS_55
,使得随速度变化的目标速度估计误差与坐标系的水平轴平行;其中,chirp可以理解为调频线性连续波。
具体地,使用修正后的调频斜率和步进频率,以及第二距离单元索引值和第二速度单元索引值,进行速度解算;得到第二估计速度,根据获得的第二估计速度和第二实际速度,获得随目标模拟器设置速度变化的目标速度估计误差图,通过调节chirp周期
Figure SMS_56
,使得随速度变化的目标速度估计误差与坐标系的水平轴平行,得到修正后的扫频周期
Figure SMS_57
上述实施例中,在对雷达测速测距的精度进行调整时,通过从引起测速测距误差的源头为切入点,通过先修正调频斜率和步进频率,在修正调频斜率和步进频率的基础上在对扫频周期进行修正,考虑了步进线性调频波形引起距离估计和速度估计的互耦问题,通过依次对波形参数进行修正,确保了雷达测速测距的精度。
在另一个实施例中,如图7所示,提供了一种第三波形参数的修正方法,可以应用在如图1所示的终端,包括以下步骤:
步骤702,在第二速度误差在第二预设速度误差范围内的情况下,根据第二距离单元索引值集合中各第二距离单元索引值,确定对应的第二估计距离。
步骤704,获取步进调频波形的波长和中心频率、扫频周期的个数。
步骤706,根据第二估计距离、修正后的调频斜率、修正后的步进频率和第二参数索引值集合、波长和中心频率和扫频周期的个数,得到修正后的扫频周期。
具体地,对每一个目标模拟器设置不同速度
Figure SMS_59
的回波信号,对其分别做距离维和多普勒维FFT,得到各接收通道的距离-多普勒二维功率谱图。通过对各接收通道的二维谱图进行非相干积累及进行二维恒虚警检测,获得目标模拟器的第二距离单元索引值
Figure SMS_61
和第二速度单元索引值
Figure SMS_65
;由第二距离单元索引值,可解算出目标模拟器的第二估计距离
Figure SMS_60
;根据第二速度单元索引值
Figure SMS_63
、步进调频波形的波长
Figure SMS_66
、步进调频波形的中心频率
Figure SMS_67
、扫频周期的个数K,以及矫正后的调频斜率
Figure SMS_58
和矫正后的步进频率
Figure SMS_62
,可获得矫正后的chirp周期
Figure SMS_64
为:
Figure SMS_68
上述实施例中,通过从引起测速测距误差的源头为切入点,通过先修正调频斜率和步进频率,在修正调频斜率和步进频率的基础上,根据第二估计距离、修正后的调频斜率、修正后的步进频率和第二参数索引值集合、波长和中心频率和扫频周期的个数直接确定修正后的扫频周期,无需手动调试,提高了参数修正的效率。
在另一个实例中,如图8所示,提供了一种调频波形参数的处理方法,以该方法应用于图1中的终端为例进行说明,包括以下步骤:
步骤802,在目标模拟器的速度处于设定速度且目标模拟器设置在距离参数组的情况下,获取距离参数组中各距离参数相应的雷达回波信号。
步骤804,确定与距离参数组对应的雷达回波信号相应的第一距离多普勒谱图,获取目标模拟器在第一距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合。
步骤806,从第一距离多普勒谱图中确定与第一距离单元索引值集合中各第一距离单元索引值对应的第一估计距离。
步骤808,确定各第一估计距离和各自对应的第一实际距离的距离误差,当距离误差在第一预设距离误差范围内时,得到修正后的调频斜率。
步骤810,获取步进调频波形的波长和中心频率、扫频周期的个数。
步骤812,基于波长、中心频率、扫频周期的个数、调频斜率、第一距离单元索引值集合和第一速度单元索引值集合,确定第一速度单元索引值集合中各第一速度单元索引值对应的第一估计速度。
步骤814,确定各第一估计速度和各自相应的第一实际速度的第一速度误差,在第一速度误差在第一预设速度误差范围内的情况下,得到修正后的步进频率。
步骤816,在目标模拟器的距离为设定距离且目标模拟器设置在速度参数组的情况下,获取速度参数组中各速度参数相应的雷达回波信号。
步骤818,确定与速度参数组对应的雷达回波信号相应的第二距离多普勒谱图,获取目标模拟器在第二距离多普勒谱图中的第二参数索引值集合。
步骤820,基于调频斜率、步进频率、第二距离单元索引值集合和第二速度单元索引值集合,确定第二速度单元索引值集合中各第二速度单元索引值对应的第二估计速度。
步骤822,确定各第二估计速度和各自对应的第二实际速度之间的第二速度误差,在第二速度误差在第二预设速度误差范围内的情况下,得到修正后的扫频周期。
例如,实际配置的波形参数为:发射波形每帧发512个chirp,每个chirp采样个数为256个点,采样频率为8.2MHz。调频斜率为
Figure SMS_69
,chirp间的步进频率为
Figure SMS_70
,起始频率为
Figure SMS_71
,chirp周期为T_chirp=36.5
Figure SMS_72
采集第一组雷达回波信号:目标模拟器静止(V=0m/s),目标模拟器距离从15m到165m以10m为步长进行增长(R =15m:10m:165m),共计16个不同距离。按照上述方式进行调频斜率和步进频率进行修正,以及确定暗箱固定距离补偿值
Figure SMS_73
,可以概括为:
第一步,根据获取的雷达波信号进行距离维的多项式拟合,获得拟合参数
Figure SMS_74
m 和调频斜率修正系数a=0.0011,修正前的目标模拟器距离估计误差和修正后的目标模拟器距离估计误差如图9所示。
第二步,使用修正后的调频斜率
Figure SMS_75
,其中,
Figure SMS_76
,及第一距离索引值和第一速度索引值进行速度估计,修正前后的对比如图10所示。
第三步,获得随真实距离变化的目标模拟器速度估计误差图,调节步进频率
Figure SMS_77
,使得随真实距离变化的目标模拟器速度估计误差与水平坐标系平行,获得修正后的步进频率
Figure SMS_78
,步进斜率修正前后的对比如图11所示。
采集第二组雷达回波信号:目标模拟器距离固定(R=25m),目标模拟器速度从-90m/s到90m/s以10m/s为步长进行增长(V = -90m/s:10m/s:90m/s),共计19个不同速度。使用修正后的调频斜率
Figure SMS_79
和步进频率
Figure SMS_80
,获得随真实速度变化的目标模拟器速度估计误差图。微调chirp周期,使得随真实速度变化的目标模拟器速度估计误差与水平坐标系平行,获得修正后的chirp周期T_chirp = 36.525
Figure SMS_81
。Chirp周期修正前后的对比如图12所示。最后输出所需修正波形参数:调频斜率
Figure SMS_82
,步进频率
Figure SMS_83
,以及chirp周期T_chirp,根据修正的波形参数估计目标的距离和速度。
上述实施例中,通过目标模拟器设置两组不同类型的模拟参数,采集不同类型的模拟参数下的雷达回波信号,得到不同组类型模拟参数下的雷达回波信号对应的距离多普勒谱图。进一步根据距离多普勒谱图得到各自相应的参数索引值集合,通过参数索引值集合分别确定不同类型的模拟参数对应的估计参数,根据获取的估计参数和实际参数,按照设定顺序依次对波形参数进行修正,消除雷达波信号处理中所使用的波形参数和实际波形参数之间的偏差,提高测速测距的精度,不需要使用大量数据处理分析得到距离补偿系数和速度补偿系数,只需使用两组数据,即可获得波形参数系统偏差,数据需求量小,减少了数据处理量以及便于实现。
在另一个实例中,如图13所示,提供了一种调频波形参数的处理方法,以该方法应用于图1中的终端为例进行说明,包括以下步骤:
步骤1302,在目标模拟器的速度处于设定速度且目标模拟器设置在距离参数组的情况下,获取距离参数组中各距离参数相应的雷达回波信号。
步骤1304,确定与距离参数组对应的雷达回波信号相应的第一距离多普勒谱图,获取目标模拟器在第一距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合。
步骤1306,在第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,从第一距离多普勒谱图中确定与第一距离单元索引值集合中各第一距离单元索引值对应的第一估计距离。
步骤1308,基于预设损失函数、第一估计距离以及与第一估计距离对应的第一实际距离,对预设损失函数中的自变量参数进行求偏导,当预设损失函数的损失函数值最小时,得到目标自变量参数值。
步骤1310,根据目标自变量参数值确定修正后的调频斜率。
步骤1312,根据第一速度单元索引值集合、步进调频波形的波长、步进调频波形的中心频率、扫频周期的个数,以及第一估计距离,确定修正后的步进频率。
步骤1314,在目标模拟器的距离为设定距离且目标模拟器设置在速度参数组的情况下,获取速度参数组中各速度参数相应的雷达回波信号。
步骤1316,确定与速度参数组对应的雷达回波信号相应的第二距离多普勒谱图,获取目标模拟器在第二距离多普勒谱图中的第二参数索引值集合。
步骤1318,在第二速度误差在第二预设速度误差范围内的情况下,根据第二距离单元索引值集合中各第二距离单元索引值,确定对应的第二估计距离。
步骤1320,获取步进调频波形的波长和中心频率、扫频周期的个数。
步骤1322,根据第二估计距离、修正后的调频斜率、修正后的步进频率和第二参数索引值集合、波长和中心频率和扫频周期的个数,得到修正后的扫频周期。
以下为上述方法的应用场景:
例如,实际配置的波形参数为:发射波形每帧发K=512个chirp,每个chirp采样个数为512个点,采样频率为30MHz。调频斜率为
Figure SMS_84
,chirp间的步进频率为
Figure SMS_85
,起始频率为
Figure SMS_86
,chirp周期为
Figure SMS_87
采集第一组雷达回波信号:目标模拟器保持静止(V=0m/s),设置M=13个不同距离R= 15m:10m:135m,分别采集不同距离下的雷达回波信号。按照上述方式进行调频斜率和步进频率进行修正,可以概括为:
第一步,通过使用最小二乘法对距离维进行多项式拟合,获得拟合后的调频斜率矫正系数
Figure SMS_88
及拟合后的暗箱固定距离补偿值
Figure SMS_89
第二步,通过拟合后的调频斜率矫正系数
Figure SMS_90
可获得矫正后的调频斜率
Figure SMS_91
,调频斜率矫正前后及添加暗箱固定距离补偿前后对比如图14所示。
第三步,由于目标模拟器保持静止,可通过公式:
Figure SMS_92
获得矫正后步进频率
Figure SMS_93
,步进频率矫正前后的对比如图15所示。
采集第二组雷达回波信号:目标模拟器设置距离为R=25m,设置N=19个不同速度V=-90m/s:10m/s:90m/s,分别采集不同速度下的雷达回波信号。基于上述的扫频周期修正方式,将矫正后的调频斜率和步进频率带入公式
Figure SMS_94
即可获得矫正后的chirp周期,chirp周期矫正前后的对比如图16所示。
上述实施例中,通过目标模拟器设置两组不同类型的模拟参数,采集不同类型的模拟参数下的雷达回波信号,得到不同组类型模拟参数下的雷达回波信号对应的距离多普勒谱图,根据距离多普勒谱图得到各自相应的参数索引值集合,按照设定顺序依次对步进调频波形参数进行自动修正,在考虑了步进调频波形参数之间的互耦合性的基础上不需要人工调节进行修正,消除雷达回波信号处理中所使用的波形参数和实际波形参数之间的偏差,在提高测速测距的精度的基础上进一步提高了参数的修正效率。
应该理解的是,虽然如上的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,如上的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的调频波形参数的处理方法的调频波形参数的处理装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似,故下面所提供的一个或多个调频波形参数的处理装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于调频波形参数的处理方法的限定,在此不再赘述。
在一个实施例中,如图17所示,提供了一种调频波形参数的处理装置,包括:信号采集模块1702、信号处理模块1704和波形参数处理模块1706,其中:
信号采集模块1702,用于在目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数的情况下,获取至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号;
信号处理模块1704,用于分别确定与每组雷达回波信号相应的距离多普勒谱图,得到目标模拟器在距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合和第二参数索引值集合;其中,第一参数索引值集合存在对应的第一估计参数误差,第二参数索引值集合存在对应的第二估计参数误差;
波形参数处理模块1706,用于基于第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数;
基于第一波形参数、第二波形参数和第二参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数。
上述实施例中,通过目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数,采集不同类型的模拟参数下的雷达回波信号,得到不同组类型模拟参数下的雷达回波信号对应的距离多普勒谱图。进一步根据距离多普勒谱图得到各自相应的参数索引值集合,按照设定顺序依次对步进调频波形参数进行修正,消除雷达回波信号处理中所使用的波形参数和实际波形参数之间的偏差以及考虑了步进调频波形参数之间的互耦合性,提高测速测距的精度,进一步地,不需要使用大量数据处理分析得到距离补偿系数和速度补偿系数,减少了数据处理量。
在另一个实施例中,提供了一种调频波形参数的处理装置,除包括信号采集模块1702、信号处理模块1704和波形参数处理模块1706之外,还包括:距离确定模块和速度确定模块,其中:
信号采集模块1702还用于在目标模拟器的速度处于设定速度且目标模拟器设置在距离参数组的情况下,获取距离参数组中各距离参数相应的雷达回波信号;以及
在目标模拟器的距离为设定距离且目标模拟器设置在速度参数组的情况下,获取速度参数组中各速度参数相应的雷达回波信号。
信号处理模块1704还用于确定与距离参数组对应的雷达回波信号相应的第一距离多普勒谱图,获取目标模拟器在第一距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合;以及确定与速度参数组对应的雷达回波信号相应的第二距离多普勒谱图,获取目标模拟器在第二距离多普勒谱图中的第二参数索引值集合。
距离确定模块,用于从第一距离多普勒谱图中确定与第一距离单元索引值集合中各第一距离单元索引值对应的第一估计距离。
波形参数处理模块1706还用于确定各第一估计距离和各自对应的第一实际距离的距离误差,当距离误差在第一预设距离误差范围内时,得到修正后的调频斜率。
速度确定模块,还用于获取步进调频波形的波长和中心频率、扫频周期的个数;基于波长、中心频率、扫频周期的个数、调频斜率、第一距离单元索引值集合和第一速度单元索引值集合,确定第一速度单元索引值集合中各第一速度单元索引值对应的第一估计速度。
波形参数处理模块1706还用于确定各第一估计速度和各自相应的第一实际速度的第一速度误差,在第一速度误差在第一预设速度误差范围内的情况下,得到修正后的步进频率。
波形参数处理模块1706还用于确定各第一估计距离和各第一估计距离对应的第一实际距离之间的损失函数;损失函数的自变量参数包括第一波形参数;
基于损失函数对各距离误差进行拟合,在距离误差在第一预设距离误差范围内的情况下,得到目标拟合参数;根据目标拟合参数确定修正后的调频斜率。
距离确定模块,用于在第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,从第一距离多普勒谱图中确定与第一距离单元索引值集合中各第一距离单元索引值对应的第一估计距离。
波形参数处理模块1706还用于基于预设损失函数、第一估计距离以及与第一估计距离对应的第一实际距离,对预设损失函数中的自变量参数进行求偏导,当预设损失函数的损失函数值最小时,得到目标自变量参数值;根据目标自变量参数值确定修正后的调频斜率;根据第一速度单元索引值集合、步进调频波形的波长、步进调频波形的中心频率、扫频周期的个数,以及第一估计距离,确定修正后的步进频率。
速度确定模块,用于基于调频斜率、步进频率、第二距离单元索引值集合和第二速度单元索引值集合,确定第二速度单元索引值集合中各第二速度单元索引值对应的第二估计速度。
波形参数处理模块1706还用于确定各第二估计速度和各自对应的第二实际速度之间的第二速度误差,在第二速度误差在第二预设速度误差范围内的情况下,得到修正后的扫频周期。
距离确定模块,用于在第二速度误差在第二预设速度误差范围内的情况下,根据第二距离单元索引值集合中各第二距离单元索引值,确定对应的第二估计距离。
波形参数处理模块1706还用于获取步进调频波形的波长和中心频率、扫频周期的个数;根据第二估计距离向量、修正后的调频斜率、修正后的步进频率和第二参数索引值集合、波长和中心频率和扫频周期的个数,得到修正后的扫频周期。
上述调频波形参数的处理装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是终端,其内部结构图可以如图18所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信,无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种调频波形参数的处理方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏,该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层,也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板,还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解,图18中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中,还提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
需要说明的是,本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等),均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
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,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(MagnetoresistiveRandom Access Memory,MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory,FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory,PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccessMemory,DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等,不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等,不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种调频波形参数的处理方法,其特征在于,所述方法包括:
在目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数的情况下,获取所述至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号;
分别确定与每组雷达回波信号相应的距离多普勒谱图,得到所述目标模拟器在所述距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合和第二参数索引值集合;其中,所述第一参数索引值集合存在对应的第一估计参数误差,所述第二参数索引值集合存在对应的第二估计参数误差;
基于所述第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数;
基于所述第一波形参数、所述第二波形参数和所述第二参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述模拟参数包括距离参数和速度参数;所述在目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数的情况下,获取所述至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号,包括:
在目标模拟器的速度处于设定速度且所述目标模拟器设置在距离参数组的情况下,获取所述距离参数组中各距离参数相应的雷达回波信号;以及
在目标模拟器的距离为设定距离且所述目标模拟器设置在速度参数组的情况下,获取所述速度参数组中各速度参数相应的雷达回波信号。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,分别确定与每组雷达回波信号相应的距离多普勒谱图,得到所述目标模拟器在所述距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合和第二参数索引值集合索引值,包括:
确定与所述距离参数组对应的雷达回波信号相应的第一距离多普勒谱图,获取所述目标模拟器在所述第一距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合;以及
确定与所述速度参数组对应的雷达回波信号相应的第二距离多普勒谱图,获取所述目标模拟器在所述第二距离多普勒谱图中的第二参数索引值集合。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一参数索引值集合包括第一距离单元索引值集合和第一速度单元索引值集合;所述第一预设误差范围包括第一预设距离误差范围和第一预设速度误差范围;第一估计参数误差包括距离误差和第一速度误差;
所述基于所述第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数,包括:
从所述第一距离多普勒谱图中确定与所述第一距离单元索引值集合中各第一距离单元索引值对应的第一估计距离;
确定各所述第一估计距离和对应的第一实际距离的距离误差,当所述距离误差在所述第一预设距离误差范围内时,得到修正后的调频斜率;
获取步进调频波形的波长和中心频率、扫频周期的个数;
基于所述波长、所述中心频率、所述扫频周期的个数、所述调频斜率、所述第一距离单元索引值集合和所述第一速度单元索引值集合,确定所述第一速度单元索引值集合中各第一速度单元索引值对应的第一估计速度;
确定各所述第一估计速度和各自相应的第一实际速度的第一速度误差,在所述第一速度误差在所述第一预设速度误差范围内的情况下,得到修正后的步进频率。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述确定各所述第一估计距离和对应的第一实际距离的距离误差,当所述距离误差在第一预设距离误差范围内时,得到修正后的调频斜率,包括:
确定各所述第一估计距离和各所述第一估计距离对应的第一实际距离之间的损失函数;所述损失函数的自变量参数包括第一波形参数;
基于所述损失函数对各所述距离误差进行拟合,在所述距离误差在所述第一预设距离误差范围内的情况下,得到目标拟合参数;
根据所述目标拟合参数确定修正后的调频斜率。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一参数索引值集合包括第一距离单元索引值集合和第一速度单元索引值集合,所述第一预设误差范围包括第一预设距离误差范围和第一预设速度误差范围;第一估计参数误差包括距离误差和第一速度误差;
所述基于所述第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数,包括:
在第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,从所述第一距离多普勒谱图中确定与所述第一距离单元索引值集合中各第一距离单元索引值对应的第一估计距离;
基于预设损失函数、所述第一估计距离以及与所述第一估计距离对应的第一实际距离,对所述预设损失函数中的自变量参数进行求偏导,当所述预设损失函数的损失函数值最小时,得到目标自变量参数值;
根据所述目标自变量参数值确定修正后的调频斜率;
根据所述第一速度单元索引值集合、步进调频波形的波长、步进调频波形的中心频率、扫频周期的个数,以及所述第一估计距离,确定修正后的步进频率。
7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述第二参数索引值集合包括第二距离单元索引值集合和第二速度单元索引值集合,所述第二预设误差范围包括第二预设速度误差范围;第二估计参数误差包括第二速度误差;
所述基于所述第一波形参数、所述第二波形参数和所述第二参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数,包括:
基于所述调频斜率、所述步进频率、所述第二距离单元索引值集合和所述第二速度单元索引值集合,确定所述第二速度单元索引值集合中各第二速度单元索引值对应的第二估计速度;
确定各所述第二估计速度和各自对应的第二实际速度之间的第二速度误差,在所述第二速度误差在第二预设速度误差范围内的情况下,得到修正后的扫频周期。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第二参数索引值集合包括第二距离单元索引值集合和第二速度单元索引值集合,所述第二估计参数误差包括第二预设速度误差范围;所述第二预设误差范围包括第二预设速度误差范围;第二估计参数误差包括第二速度误差;
所述基于所述第一波形参数、所述第二波形参数和所述第二参数索引值集合进行调频波形参数修正,在所述第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数,包括:
在所述第二速度误差在所述第二预设速度误差范围内的情况下,根据所述第二距离单元索引值集合中各所述第二距离单元索引值,确定对应的第二估计距离;
获取步进调频波形的波长和中心频率、扫频周期的个数;
根据所述第二估计距离、所述修正后的调频斜率、所述修正后的步进频率和所述第二参数索引值集合、波长和中心频率和扫频周期的个数,得到修正后的扫频周期。
9.一种调频波形参数的处理装置,其特征在于,所述装置包括:
信号采集模块,用于在目标模拟器设置至少两组不同类型的模拟参数的情况下,获取所述至少两组不同类型的模拟参数各自相应的雷达回波信号;
信号处理模块,用于分别确定与每组雷达回波信号相应的距离多普勒谱图,得到所述目标模拟器在所述距离多普勒谱图中的第一参数索引值集合和第二参数索引值集合;其中,所述第一参数索引值集合存在对应的第一估计参数误差,所述第二参数索引值集合存在对应的第二估计参数误差;
波形参数处理模块,用于基于所述第一参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第一估计参数误差在第一预设误差范围内的情况下,得到修正后的第一波形参数和修正后的第二波形参数;
基于所述第一波形参数、所述第二波形参数和所述第二参数索引值集合进行步进调频波形参数修正,在所述第二估计参数误差在第二预设误差范围内的情况下,得到修正后的第三波形参数。
10.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至权利要求8中任一项所述的方法的步骤。
CN202310250714.7A 2023-03-16 2023-03-16 调频波形参数的处理方法、装置和计算机设备 Active CN115963467B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310250714.7A CN115963467B (zh) 2023-03-16 2023-03-16 调频波形参数的处理方法、装置和计算机设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310250714.7A CN115963467B (zh) 2023-03-16 2023-03-16 调频波形参数的处理方法、装置和计算机设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115963467A CN115963467A (zh) 2023-04-14
CN115963467B true CN115963467B (zh) 2023-06-06

Family

ID=85889839

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310250714.7A Active CN115963467B (zh) 2023-03-16 2023-03-16 调频波形参数的处理方法、装置和计算机设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115963467B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109581307A (zh) * 2018-11-22 2019-04-05 西安八阵图电子科技有限公司 回波强度z参数标定方法、装置、计算机设备及存储介质

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109061589B (zh) * 2018-07-06 2022-08-26 西安电子科技大学 随机跳频雷达的目标运动参数估计方法
CN110837081B (zh) * 2019-11-08 2022-09-06 南京理工大学 基于p/d波段雷达信号融合处理的高速目标检测方法
WO2021212521A1 (zh) * 2020-04-24 2021-10-28 华为技术有限公司 一种信号处理方法、装置及系统
CN112673272B (zh) * 2020-07-27 2022-03-11 华为技术有限公司 一种信号处理方法、装置以及存储介质
CN113655459B (zh) * 2021-09-27 2024-04-26 清华大学 一种基于泊松盘采样的雷达无模糊多普勒扩展方法及装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109581307A (zh) * 2018-11-22 2019-04-05 西安八阵图电子科技有限公司 回波强度z参数标定方法、装置、计算机设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN115963467A (zh) 2023-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110333503B (zh) 激光雷达的标定方法、装置及电子设备
CN112415485B (zh) 毫米波雷达的角度超分辨方法、装置及终端设备
CN109959892B (zh) 一种均匀圆阵双通道干涉仪测向方法、装置和系统
CN112485783B (zh) 目标探测方法、装置、计算机设备和存储介质
WO2023134430A1 (zh) AoA估计方法、装置、基站、存储介质和计算机程序产品
CN117948965A (zh) 点云轨迹优化方法、装置、电子设备及存储介质
CN115963467B (zh) 调频波形参数的处理方法、装置和计算机设备
Li et al. Passive multipath time delay estimation using MCMC methods
CN110755055A (zh) 一种用于确定脉搏波形的波形评价信息的方法与设备
CN117750309A (zh) 定位方法、装置、设备及可读存储介质
JPH06506059A (ja) 合成開口レーダー
CN110673114B (zh) 校准三维相机深度的方法、装置、计算机装置及存储介质
CN118091596A (zh) 拖点识别方法、装置、计算机设备和存储介质
CN114375038B (zh) 定位方法、装置、基站、存储介质和计算机程序产品
CN111971435B (zh) 沥青密度估算系统以及减小信号噪声的相关方法
CN112147606A (zh) 一种基于多通道雷达的旋转目标微动特征提取方法和装置
CN112198473A (zh) 基于均匀圆阵测向仪的相位解模糊方法和电子设备
CN112731318B (zh) 单/双站动态复杂目标回波模拟方法及实现
CN117194854B (zh) 基于改进Chan算法的三维定位方法和装置
CN118091613A (zh) 雷达参数校正方法、装置、计算机设备和存储介质
Areshin et al. Algorithm for Nonlinear Filtering of the Coordinates of a Fluctuating Object in a Bistatic Radio System
CN117036511B (zh) 多类型传感器的标定方法、装置、计算机设备和存储介质
CN118191769A (zh) 一种4k点fft拼接计算方法、系统及可读存储介质
CN118091570A (zh) 目标检测方法、装置、计算机设备和存储介质
CN117518073A (zh) 一种相关干涉仪快速测向方法、系统、设备及终端

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant