CN117518113A - 步进频雷达的杂波检测方法、目标检测方法及雷达 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种步进频雷达的杂波检测方法、目标检测方法及雷达。该步进频雷达的杂波检测方法包括：获取在步进频雷达载体运动过程中步进频雷达的回波数据，根据回波数据生成距离多普勒RD图；获取步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数和步进频雷达载体的行驶速度；根据波形参数和行驶速度，在RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引，并根据行驶速度和RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围。本方案充分考虑步进频雷达载体的行驶速度对杂波带位置和杂波带宽度的影响，提升确定杂波带检测的精确度，从而基于杂波带检测结果提升杂波的抑制效果和实现目标的精确检测。

Description

步进频雷达的杂波检测方法、目标检测方法及雷达

技术领域

本申请涉及雷达探测技术领域，尤其涉及一种步进频雷达的杂波检测方法、目标检测方法及雷达。

背景技术

毫米波雷达通过发射电磁波信号并接收来自障碍物的反射信号来实现对雷达周边环境的探测和感知，雷达工作过程中，接收信号通常是回波和杂波信号的合成信号。反射信号如果来自感兴趣的目标，一般称为回波，反射信号如果来自非感兴趣的目标，一般称为杂波。以车载毫米波雷达为例进行说明，反射信号如果来自感兴趣的目标，一般称为回波，如果反射信号来自不感兴趣的地物等环境，则称为杂波。雷达信号处理和数据处理算法通常需要实现对目标回波信号和环境杂波信号进行检测和分选，最终实现更为复杂的功能，比如根据目标的距离、位置关系和相对速度实现发出不同级别的警报信号或者车身控制信号，或检测道路边缘和障碍物信息生成车辆可行驶区域等。一般来说，车载毫米波雷达需要探测车辆周边的静止地物杂波，但同时更为关注的是运动的目标，比如其他车辆、行人、动物等。然而，雷达周围环境中通常分布更多的是静止的地物杂波，运动对象相对来说较少一些，如果不做特殊处理，可能会导致雷达原始检测结果中更多的是地物杂波，而更感兴趣的运动对象则较少。

对于常规的线性调频连续波雷达(Linear Frequency Modulation ContinuousWave，LFMCW)来说，静止地物杂波在距离多普勒(Range Doppler，RD)数据中的分布特征比较简单。同样以车载毫米波雷达进行说明，当车速变化时，杂波带的多普勒中心以车速对应的固定的几个多普勒通道水平分布，因此可以简单的根据车速来确定杂波带在RD数据中的分布，然后再对杂波带进行一些特殊的处理，实现减少杂波输出的目的。

目前，步进频雷达以高分辨率、抗多径效应和高速度等优点被广泛地应用。步进频雷达通过改变雷达发射信号的频率，来实现对目标的探测。由于雷达发射信号之间存在频率步进的原因，目标和杂波在RD数据中的分布规律与常规的LFMCW雷达差别较大，因此，现有针对LFMCW雷达的杂波检测方法无法满足步进频雷达的杂波带检测处理。

发明内容

本申请实施例提供了一种步进频雷达的杂波检测方法、目标检测方法及雷达，以解决现有杂波带检测方案无法满足步进频雷达的杂波带检测处理的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种步进频雷达的杂波检测方法，包括：

获取在步进频雷达载体运动过程中步进频雷达的回波数据，根据所述回波数据生成RD图；

获取步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数和步进频雷达载体的行驶速度；

根据所述波形参数和所述行驶速度，在所述RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引，并根据所述行驶速度和所述RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围，以将杂波带对应的宽度范围内的点作为目标检测之外的杂波点。

在一种可能的实现方式中，所述发射信号的波形参数包括：

发射信号的波长、发射信号中chirp信号的脉冲重复间隔、相邻chirp信号之间频率步进和各chirp信号带宽。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述波形参数和所述行驶速度，在所述RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引，包括：

当所述步进频雷达为前置雷达时，杂波带中心线上各点的距离索引与多普勒索引之间关系为：

dopplerIdx＝Δf·N2D/B·rangeIdx-2·N2D·V/(λ·PRF)

当所述步进频雷达为后置雷达时，杂波带中心线上各点的距离索引与多普勒索引之间关系为：

dopplerIdx＝Δf·N2D/B·rangeIdx+2·N2D·V/(λ·PRF)

其中，dopplerIdx为杂波带中心的多普勒索引；Δf为相邻chirp信号之间频率步进；N2D为所述RD图的总行数；B为各chirp信号带宽；rangeIdx为所述RD图中的距离索引；V为步进频雷达载体的行驶速度；λ为所述发射信号的波长；PRF为chirp信号的脉冲重复频率；PRF＝1/PRT；PRT为chirp信号的脉冲重复间隔。

在一种可能的实现方式中，在所述RD图中确定对应杂波带中心线上各点的距离索引、多普勒索引之后，还包括：

对杂波带中心线上各点的多普勒索引进行解模糊处理，确定杂波带中心线上各点的最终多普勒索引。

在一种可能的实现方式中，所述对杂波带中心线上各点的多普勒索引进行解模糊处理，确定杂波带中心线上各点的最终多普勒索引，包括：

针对杂波带中心线上各点的多普勒索引，执行以下步骤：

根据所述多普勒索引和所述RD图的总行数求解所述多普勒索引对应的多普勒因子；

根据所述多普勒因子确定解模糊后的多普勒索引，并以解模糊后的多普勒索引作为对应的最终多普勒索引。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述多普勒索引和所述RD图的总行数求解所述多普勒索引对应的多普勒因子，包括：

factor＝dopplerIdx/N2D

其中，factor为多普勒因子；dopplerIdx为杂波带中心线上某一点的多普勒索引；N2D为所述RD图的总行数；

所述根据所述多普勒因子确定解模糊后的多普勒索引，包括：

当所述多普勒因子小于0或者大于1时，确定解模糊后的多普勒索引为：

dopplerIdx2＝dopplerIdx-floor(factor)·N2D

其中，dopplerIdx2为解模糊后的多普勒索引；factor为多普勒因子；dopplerIdx为杂波带中心线上某一点的多普勒索引；N2D为所述RD图的总行数；floor(factor)为对多普勒因子取整数；

在所述多普勒因子大于0且小于等于1时，解模糊后的多普勒索引与初始的多普勒索引一致。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述行驶速度和所述RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围，包括：

所述行驶速度检测精度越高，则对应确定的杂波带在多普勒维的宽度范围越小；所述RD图中多普勒维的展宽越小，则对应确定的杂波带在多普勒维的宽度范围越小。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述回波数据生成RD图，包括：

对所述回波数据中回波信号进行模拟数字转换采样得到采样信号，并对采样信号进行加窗处理，得到加窗信号；

对加窗信号进行快时间维的N1D点的傅里叶变换，得到加窗信号中目标脉冲的快时间维频率和快时间维相位；

对快时间维相位进行慢时间维的N2D点的傅里叶变换，得到加窗信号中目标脉冲的慢时间维频率，根据慢时间维频率获取目标径向速度，并根据目标径向速度和快时间维频率进行计算，得到目标径向距离，根据目标径向距离与目标径向速度构建得到目标回波信号的RD图；其中，RD图大小为N2D行×N1D列。

第二方面，本申请实施例提供了一种步进频雷达的目标检测方法，包括：

采用如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的步进频雷达的杂波检测方法得到杂波带在多普勒维的宽度范围；

根据杂波带在多普勒维的宽度范围和目标检测点数调整目标检测门限值；

根据所述目标检测门限值选取运动对象检测点，以在目标检测点数固定的情况下增加运动对象点数，提高目标点云密度，更有利于目标聚类、目标识别等算法应用。

第三方面，本申请实施例提供了一种步进频雷达的杂波检测装置，包括：

生成模块，用于获取在步进频雷达载体运动过程中步进频雷达的回波数据，根据所述回波数据生成RD图；

获取模块，用于获取步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数和步进频雷达载体的行驶速度；

杂波带确定模块，用于根据所述波形参数和所述行驶速度，在所述RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引，并根据所述行驶速度和所述RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围，以将杂波带对应的宽度范围内的点作为目标检测之外的杂波点。

第四方面，本申请实施例提供了一种目标检测装置，包括：

生成模块，用于获取在步进频雷达载体运动过程中步进频雷达的回波数据，根据所述回波数据生成RD图；

获取模块，用于获取步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数和步进频雷达载体的行驶速度；

杂波带确定模块，用于根据所述波形参数和所述行驶速度，在所述RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引，并根据所述行驶速度和所述RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围；

门限值调整模块，用于根据杂波带在多普勒维的宽度范围和目标检测点数调整目标检测门限值；

选取模块，用于根据所述目标检测门限值选取运动对象检测点，以在目标检测点数固定的情况下增加运动对象点数。

第五方面，本申请实施例提供了一种雷达，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面、第一方面的任一种可能的实现方式或第二方面所述方法的步骤。

第六方面，本申请实施例提供了一种车辆，所述车辆上搭载第五方面所述的雷达。

第七方面，本申请实施例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存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面、第一方面的任一种可能的实现方式或第二方面所述方法的步骤。

本申请实施例提供一种步进频雷达的杂波检测方法、目标检测方法及雷达，通过获取在步进频雷达载体运动过程中步进频雷达的回波数据，根据回波数据生成RD图，并获取步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数和步进频雷达载体的行驶速度，根据波形参数和行驶速度，在RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引，以综合发射信号的波形参数和步进频雷达载体的行驶速度提升杂波带中心的精确度，初步确定杂波带在RD图中的分布位置，适应步进频雷达的杂波检测。之后，综合行驶速度和RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围，以降低杂波带在多普勒维的宽度估计误差。本方案综合步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数、步进频雷达载体的行驶速度和RD图中多普勒维的展宽，确定对应杂波带中心线上各点的距离索引、多普勒索引和杂波带在多普勒维的宽度范围，充分考虑步进频雷达载体的行驶速度对杂波带位置和杂波带宽度的影响，提升确定杂波带检测的精确度，从而基于杂波带检测结果提升杂波的抑制效果和实现目标的精确检测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的LFMCW雷达的RD图；

图2是根据一示例性实施例示出的步进频雷达的RD图；

图3是本申请一实施例提供的步进频雷达的杂波检测方法的实现流程图；

图4是本申请一实施例提供的步进频雷达的发射信号的波形示意图；

图5是本申请另一实施例提供的步进频雷达的杂波检测方法的实现流程图；

图6是根据一示例性实施例示出的RD图；

图7是本申请一实施例提供的步进频雷达的目标检测方法的实现流程图；

图8是本申请一实施例提供的步进频雷达的杂波检测装置的结构示意图；

图9是本申请一实施例提供的步进频雷达的目标检测装置的结构示意图；

图10是本申请一实施例提供的雷达的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必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，以便这里描述的本申请实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。需要说明的是，本说明书涉及到的数据均是在相应用户知晓并授权的前提下获取以及处理。

本申请中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本申请实施例重点以车载步进频雷达为对象进行研究分析。随着智能驾驶系统和自动驾驶技术的发展，车辆对毫米波雷达等传感器提出了更高的要求，如更远的探测距离范围，更高的距离分辨率，更大的速度范围，更大的速度分辨率，更高的角度精度，更高的角度分辨率等等。采用线性调频步进频的方式可以在原来LFMCW雷达可实现指标的基础上进一步提高雷达距离分辨率，而不损失最远作用距离。然而，由于发射chirp信号之间存在频率步进的原因，目标和杂波在RD数据中的分布规律与常规的LFMCW雷达差别较大，以杂波为例，在LFMCW雷达中静止的地物杂波分布方式如图1所示为简单的水平分布，而在步进频雷达的RD数据中杂波分布方式如图2所示呈现出斜线分布。同时在多普勒雷达中，当发射脉冲信号频率为低频或中频脉冲重复频率时，由于采样频率较低而产生的不能准确测量目标多普勒频率的问题，这就导致杂波带的检测更为复杂，利用现有杂波检测方法无法满足步进频雷达的杂波带检测处理，影响运动对象的准确识别。

在具体实施过程中，本申请方案适用于其他装载步进频雷达的载体设备，例如：近距离低速无人机等。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。

图3是本申请一实施例提供的步进频雷达的杂波检测方法的实现流程图，如图3所示，该方法包括如下步骤：

S301，获取在步进频雷达载体运动过程中步进频雷达的回波数据，根据回波数据生成RD图。

其中，步进频雷达载体即搭载步进频雷达的车辆或近距离低速无人机等。

在不同实施例中，本申请实施例提供的步进频雷达的杂波检测方法的执行主体不同。可选地，执行主体为雷达系统或类似的雷达模块、装置或设备，则在S301中，执行主体直接通过雷达实现原始回波数据的获取。

可选地，执行主体为步进频雷达载体的控制系统或控制模块，例如：步进频雷达载体为车辆时，对应该方法的执行主体为车机系统、车辆融合感知系统、车辆相关系统内的控制器、云端服务器等，则在S301中，执行主体无法直接获取雷达的原始回波数据，需要与雷达系统或类似的雷达模块、装置或设备通信连接获取回波数据。

在一种可能的实现方式中，根据回波数据生成RD图，包括：

对回波数据中回波信号进行模拟数字转换采样得到采样信号，并对采样信号进行加窗处理，得到加窗信号；

对加窗信号进行快时间维的N1D点的傅里叶变换，得到加窗信号中目标脉冲的快时间维频率和快时间维相位；

对快时间维相位进行慢时间维的N2D点的傅里叶变换，得到加窗信号中目标脉冲的慢时间维频率，根据慢时间维频率获取目标径向速度，并根据目标径向速度和快时间维频率进行计算，得到目标径向距离，根据目标径向距离与目标径向速度构建得到目标回波信号的RD图；其中，RD图大小为N2D行×N1D列。

S302，获取步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数和步进频雷达载体的行驶速度。

其中，步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数可以从雷达系统有关控制器获取，步进频雷达载体的行驶速度则可以通过步进频雷达载体的有关控制器或速度检测装置获取，对应不同步进频雷达载体，行驶速度的检测精度不同。

另外，目标物体为步进频雷达载体行驶环境周围的环境目标或检测目标，以步进频雷达载体为车辆为例进行说明，目标物体为行驶环境中树木、路牌、栅栏、建筑物等环境目标，或者，车辆、行人等有碰撞风险的检测目标。

图4是本申请一实施例提供的步进频雷达的发射信号的波形示意图，如图4所示，每帧发射信号中发射N个chirp信号，每个chirp信号持续时间为T₀，chirp信号的脉冲重复间隔PRT为T，T大于T₀，相邻chirp信号之间频率步进Δf，每个chirp信号带宽为B，每帧发射信号总的带宽为B_to。

在具体实施过程中，基于步进频雷达发射信号的波形参数不同，则如图2所示，最后确定出的杂波带在RD图中的斜率不同，另外，在步进频雷达载体形式过程中，载体的行驶速度不同，回波信号的延迟时间和偏移频率不同，因此，综合获得发射信号的波形参数和步进频雷达载体的行驶速度以提升确定出的杂波带中心的精确度，初步确定杂波带在RD图中的分布位置，适应步进频雷达复杂的杂波检测。

S303，根据波形参数和行驶速度，在RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引，并根据行驶速度和RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围，以将杂波带对应的宽度范围内的点作为目标检测之外的杂波点。

基于图2和前述内容可知，杂波带在RD图中呈现非平行分布，对应不同距离索引，多普勒索引不同，因此，区别于常规LFMCW，在本申请实施例中需要根据杂波带中心线上各点的距离索引确定对应的多普勒索引。

另外，在不同实施例中，对应不同步进频雷达载体，行驶速度的检测精度不同，且在不同检测环境下，RD图中多普勒维的展宽有所不同。因此，综合行驶速度和RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围，以降低杂波带在多普勒维的宽度估计误差。

在本实施例中，综合步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数、步进频雷达载体的行驶速度和RD图中多普勒维的展宽，确定对应杂波带中心线上各点的距离索引、多普勒索引和杂波带在多普勒维的宽度范围，充分考虑步进频雷达载体的行驶速度对杂波带位置和杂波带宽度的影响，提升确定杂波带检测的精确度，从而基于杂波带检测结果提升杂波的抑制效果和实现目标的精确检测。

在一种可能的实现方式中，发射信号的波形参数包括：

发射信号的波长、发射信号中chirp信号的脉冲重复间隔、相邻chirp信号之间频率步进和各chirp信号带宽。

在本申请实施例中，影响杂波带检测结果的发射信号的波形参数，主要包括发射信号的波长、chirp信号的脉冲重复间隔、相邻chirp信号之间频率步进和各chirp信号带宽，因此，在确定杂波带中心前，针对性获取有关参数，减少无效数据的处理过程，提升数据获取和计算效率，从而提升杂波带检测效率。

在一种可能的实现方式中，根据波形参数和行驶速度，在RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引，包括：

当步进频雷达为前置雷达时，杂波带中心线上各点的距离索引与多普勒索引之间关系为：

dopplerIdx＝Δf·N2D/B·rangeIdx-2·N2D·V/(λ·PRF)

当步进频雷达为后置雷达时，杂波带中心线上各点的距离索引与多普勒索引之间关系为：

dopplerIdx＝Δf·N2D/B·rangeIdx+2·N2D·V/(λ·PRF)

其中，dopplerIdx为杂波带中心线上某一点的多普勒索引；Δf为相邻chirp信号之间频率步进；N2D为RD图的总行数；B为各chirp信号带宽；rangeIdx为RD图中的距离索引；V为步进频雷达载体的行驶速度；λ为发射信号的波长；PRF为chirp信号的脉冲重复频率；PRF＝1/PRT；PRT为chirp信号的脉冲重复间隔。

在具体实施例中，步进频雷达载体上布置步进频雷达的位置不同，则回波特性不同，主要包括前置雷达和后置雷达两类雷达。前置雷达即设置在步进频雷达载体前端的雷达，后置雷达即设置在步进频雷达载体后端的雷达。其中，以车载步进频雷达为例进行说明，前置雷达即设置在车辆前保险杠上的雷达，后置雷达则是安装在后保险杠上的雷达。

在本实施例中，根据步进频雷达的布置位置，对应设计距离索引与杂波带中心的多普勒索引之间关系式，提升确定杂波带中心的效率。

图5是本申请一实施例提供的步进频雷达的杂波检测方法的实现流程图，如图5所示，该方法包括如下步骤：

S501，获取在步进频雷达载体运动过程中步进频雷达的回波数据，根据回波数据生成RD图。

S502，获取步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数和步进频雷达载体的行驶速度。

S503，根据波形参数和行驶速度，在RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引。

S504，对杂波带中心线上各点的多普勒索引进行解模糊处理，确定杂波带中心线上各点的最终多普勒索引。

S505，根据行驶速度和RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围，以将杂波带对应的宽度范围内的点作为目标检测之外的杂波点。

在本实施例中，相较于图3所示步进频雷达的杂波检测方法，主要区别在于在RD图中确定对应杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引之后，还包括：

对杂波带中心线上各点的多普勒索引进行解模糊处理，确定杂波带中心线上各点的最终多普勒索引。

在具体实施例中，基于毫米波雷达的具体工作原理，通过向探测区域空间发射电磁波、接收目标物体返回的回波信号来获得各个目标物体的距离、速度、角度等信息。雷达对上述目标物体有一定的检测范围，当目标物体位于检测范围内，上述检测信息是准确的；当目标物体超过检测范围后，上述检查结果就是模糊的，因此，需要进行后续速度解模糊运算。

在本实施例中，综合步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数、步进频雷达载体的行驶速度和RD图中多普勒维的展宽，确定对应杂波带中心线上各点的距离索引、多普勒索引和杂波带在多普勒维的宽度范围，充分考虑步进频雷达载体的行驶速度对杂波带位置和杂波带宽度的影响，提升确定杂波带检测的精确度，从而基于杂波带检测结果提升杂波的抑制效果和实现目标的精确检测。另外，避免目标物体位于雷达检测范围外造成杂波带中心不准确，对各距离索引对应的杂波带中心的多普勒索引进行解模糊处理，进一步提升杂波带检测的精确度。

在一种可能的实现方式中，对杂波带中心线上各点的多普勒索引进行解模糊处理，确定杂波带中心线上各点的最终多普勒索引，包括：

针对杂波带中心线上各点的多普勒索引，执行以下步骤：

根据多普勒索引和RD图的总行数求解多普勒索引对应的多普勒因子；

根据多普勒因子确定解模糊后的多普勒索引，并以解模糊后的多普勒索引作为对应的最终多普勒索引。

在本实施例中，对各距离索引对应的杂波带中心的多普勒索引逐一执行解模糊处理，提升杂波带位置整体的准确性。

在一种可能的实现方式中，根据多普勒索引和RD图的总行数求解多普勒索引对应的多普勒因子，包括：

factor＝dopplerIdx/N2D

其中，factor为多普勒因子；dopplerIdx为杂波带中心线上某一点的多普勒索引；N2D为RD图的总行数；

根据多普勒因子确定解模糊后的多普勒索引，包括：

当多普勒因子小于0或者大于1时，确定解模糊后的多普勒索引为：

dopplerIdx2＝dopplerIdx-floor(factor)·N2D

其中，dopplerIdx2为解模糊后的多普勒索引；factor为多普勒因子；dopplerIdx为杂波带中心线上某一点的多普勒索引；N2D为RD图的总行数；floor(factor)为对多普勒因子取整数；

在多普勒因子大于0且小于等于1时，解模糊后的多普勒索引与初始的多普勒索引一致。

在本实施例中，当多普勒因子小于0或者大于1时，则确定目标物体超过雷达检测范围，对相应的多普勒索引进行更新，否则，确定目标物体超过雷达检测范围，相应的已确定出的多普勒索引准确，保持不变。

在一种可能的实现方式中，根据行驶速度和RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围，包括：

行驶速度检测精度越高，则对应确定的杂波带在多普勒维的宽度范围越小；RD图中多普勒维的展宽越小，则对应确定的杂波带在多普勒维的宽度范围越小。

对应不同步进频雷达载体，行驶速度的检测精度不同。行驶速度检测精度越低，则确定出的RD图的精确度越低，因此，确定杂波带在多普勒维的宽度范围越大，能够避免将杂波带内的点作为目标检测点进行识别处理，相反，行驶速度检测精度越高，则确定出的RD图的精确度越高，得出的杂波带边缘位置杂波点的精确度越高，增大多普勒维的宽度会导致杂波带内的点作为目标检测点进行识别处理，降低识别效率。

图6是根据一示例性实施例示出的RD图，在具体实施例中，图中的尖峰位置即表示目标物体的距离和速度信息，尖峰的强度值代表目标物体回波的强度。图中，尖峰值两侧衰减越快，展宽越小，则对应确定的杂波带在多普勒维的宽度范围越小，相反，尖峰值两侧衰减越慢，展宽越大，则对应确定的杂波带在多普勒维的宽度范围越大。

在本实施例中，综合行驶速度和RD图中多普勒维的展宽对杂波带在多普勒维的宽度范围进行动态调整，提升杂波带检测精确度。

以上为本申请的步进频雷达的杂波检测方法，在具体实施过程中，基于以上杂波检测方法的检测结果可以进一步执行杂波抑制或目标检测，能够提升杂波抑制的有效性和目标检测的精确度。以下为本申请一提供的步进频雷达的目标检测方法实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。

图7是本申请一实施例提供的步进频雷达的目标检测方法的实现流程图，如图7所示，该方法包括如下步骤：

S701，获取在步进频雷达载体运动过程中步进频雷达的回波数据，根据回波数据生成RD图。

S702，获取步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数和步进频雷达载体的行驶速度。

S703，根据波形参数和行驶速度，在RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引，并根据行驶速度和RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围。

S704，根据杂波带在多普勒维的宽度范围和目标检测点数调整目标检测门限值。

S705，根据目标检测门限值选取运动对象检测点，以在目标检测点数固定的情况下增加运动对象点数。

在一种可能的实现方式中，在S703中在RD图中在RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引之后，还包括：对杂波带中心线上各点的多普勒索引进行解模糊处理，确定杂波带中心线上各点的最终多普勒索引。

在本实施例中，综合步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数、步进频雷达载体的行驶速度和RD图中多普勒维的展宽，确定对应杂波带中心线上各点的距离索引、多普勒索引和杂波带在多普勒维的宽度范围，充分考虑步进频雷达载体的行驶速度对杂波带位置和杂波带宽度的影响，提升确定杂波带检测的精确度，从而基于杂波带检测结果提升杂波的抑制效果和实现目标的精确检测。然后，根据杂波带在多普勒维的宽度范围和目标检测点数调整目标检测门限值，根据目标检测门限值选取运动对象检测点，以在目标检测点数固定的情况下增加运动对象点数，提高目标点云密度，使得更有利于目标聚类、目标识别等算法应用。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以下为本申请的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。

图8是本申请一实施例提供的步进频雷达的杂波检测装置的结构示意图，如图8所示，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分，如图8所示，该装置包括：

生成模块801，用于获取在步进频雷达载体运动过程中步进频雷达的回波数据，根据回波数据生成RD图；

获取模块802，用于获取步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数和步进频雷达载体的行驶速度；

杂波带确定模块803，用于根据波形参数和行驶速度，在RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引，并根据行驶速度和RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围，以将杂波带对应的宽度范围内的点作为目标检测之外的杂波点。

在本实施例中，综合步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数、步进频雷达载体的行驶速度和RD图中多普勒维的展宽，确定对应杂波带中心线上各点的距离索引、多普勒索引和杂波带在多普勒维的宽度范围，充分考虑步进频雷达载体的行驶速度对杂波带位置和杂波带宽度的影响，提升确定杂波带检测的精确度，从而基于杂波带检测结果提升杂波的抑制效果和实现目标的精确检测。

图9是本申请一实施例提供的步进频雷达的目标检测装置的结构示意图，如图9所示，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分，如图9所示，该装置包括：

生成模块901，用于获取在步进频雷达载体运动过程中步进频雷达的回波数据，根据回波数据生成RD图；

获取模块902，用于获取步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数和步进频雷达载体的行驶速度；

杂波带确定模块903，用于根据波形参数和行驶速度，在RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引，并根据行驶速度和RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围；

门限值调整单元904，用于根据波形参数和行驶速度，在RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引；

选取模块905，用于根据目标检测门限值选取运动对象检测点，以在目标检测点数固定的情况下增加运动对象点数。

在本实施例中，综合步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数、步进频雷达载体的行驶速度和RD图中多普勒维的展宽，确定对应杂波带中心线上各点的距离索引、多普勒索引和杂波带在多普勒维的宽度范围，充分考虑步进频雷达载体的行驶速度对杂波带位置和杂波带宽度的影响，提升确定杂波带检测的精确度，从而基于杂波带检测结果提升杂波的抑制效果和实现目标的精确检测。然后，根据杂波带在多普勒维的宽度范围和目标检测点数调整目标检测门限值，根据目标检测门限值选取运动对象检测点，以在目标检测点数固定的情况下增加运动对象点数，提高目标点云密度，使得更有利于目标聚类、目标识别等算法应用。

图10是本申请一实施例提供的雷达的结构示意图。如图10所示，该实施例的雷达10包括：处理器100、存储器101以及存储在所述存储器101中并可在所述处理器100上运行的计算机程序102。所述处理器100执行所述计算机程序102时实现上述各个方法实施例中的步骤，例如图3、图5或图7所示的各步骤。或者，所述处理器100执行所述计算机程序102时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图8或图9所示各模块的功能。

示例性的，所述计算机程序102可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器101中，并由所述处理器100执行，以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序102在所述雷达10中的执行过程。例如，所述计算机程序102可以被分割成图3、图5或图7所示各模块。

本领域技术人员可以理解，图10仅仅是雷达10的示例，并不构成对雷达10的限定，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，例如所述雷达还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器100可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器101可以是所述雷达10的内部存储单元，例如雷达10的硬盘或内存。所述存储器101也可以是所述雷达10的外部存储设备，例如所述雷达10上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。进一步地，所述存储器101还可以既包括所述雷达10的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器101用于存储所述计算机程序以及所述雷达所需的其他程序和数据。所述存储器101还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本申请实施例还公开一种车辆，包括上述实施例提供的雷达。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、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单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本申请中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/电子设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/电子设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也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计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种步进频雷达的杂波检测方法，其特征在于，包括：

获取在步进频雷达载体运动过程中步进频雷达的回波数据，根据所述回波数据生成距离多普勒RD图；

获取步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数和步进频雷达载体的行驶速度；

根据所述波形参数和所述行驶速度，在所述RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引，并根据所述行驶速度和所述RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围，以将杂波带对应的宽度范围内的点作为目标检测之外的杂波点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射信号的波形参数包括：

发射信号的波长、发射信号中chirp信号的脉冲重复间隔、相邻chirp信号之间频率步进和各chirp信号带宽。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述波形参数和所述行驶速度，在所述RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引，包括：

当所述步进频雷达为前置雷达时，杂波带中心线上各点的距离索引与多普勒索引之间关系为：

dopplerIdx＝Δf·N2D/B·rangeIdx-2·N2D·V/(λ·PRF)

当所述步进频雷达为后置雷达时，杂波带中心线上各点的距离索引与多普勒索引之间关系为：

dopplerIdx＝Δf·N2D/B·rangeIdx+2·N2D·V/(λ·PRF)

其中，dopplerIdx为杂波带中心线上某一点的多普勒索引；Δf为相邻chirp信号之间频率步进；N2D为所述RD图的总行数；B为各chirp信号带宽；rangeIdx为所述RD图中的距离索引；V为步进频雷达载体的行驶速度；λ为所述发射信号的波长；PRF为chirp信号的脉冲重复频率；PRF＝1/PRT；PRT为chirp信号的脉冲重复间隔。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引之后，还包括：

对杂波带中心线上各点的多普勒索引进行解模糊处理，确定杂波带中心线上各点的最终多普勒索引。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对杂波带中心线上各点的多普勒索引进行解模糊处理，确定杂波带中心线上各点的最终多普勒索引，包括：

针对杂波带中心线上各点的多普勒索引，执行以下步骤：

根据所述多普勒索引和所述RD图的总行数求解所述多普勒索引对应的多普勒因子；

根据所述多普勒因子确定解模糊后的多普勒索引，并以解模糊后的多普勒索引作为对应的最终多普勒索引。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述多普勒索引和所述RD图的总行数求解所述多普勒索引对应的多普勒因子，包括：

factor＝dopplerIdx/N2D

其中，factor为多普勒因子；dopplerIdx为杂波带中心线上某一点的多普勒索引；N2D为所述RD图的总行数；

所述根据所述多普勒因子确定解模糊后的多普勒索引，包括：

当所述多普勒因子小于0或者大于1时，确定解模糊后的多普勒索引为：

dopplerIdx2＝dopplerIdx-floor(factor)·N2D

其中，dopplerIdx2为解模糊后的多普勒索引；factor为多普勒因子；dopplerIdx为杂波带中心线上某一点的多普勒索引；N2D为所述RD图的总行数；floor(factor)为对多普勒因子取整数；

在所述多普勒因子大于0且小于等于1时，解模糊后的多普勒索引与初始的多普勒索引一致。

7.一种步进频雷达的目标检测方法，其特征在于，包括：

采用如权利要求1至6中任一项所述的步进频雷达的杂波检测方法得到杂波带在多普勒维的宽度范围；

根据杂波带在多普勒维的宽度范围和目标检测点数调整目标检测门限值；

根据所述目标检测门限值选取运动对象检测点，以在目标检测点数固定的情况下增加运动对象点数。

8.一种步进频雷达的杂波检测装置，其特征在于，包括：

生成模块，用于获取在步进频雷达载体运动过程中步进频雷达的回波数据，根据所述回波数据生成RD图；

获取模块，用于获取步进频雷达向目标物体发送的发射信号的波形参数和步进频雷达载体的行驶速度；

杂波带确定模块，用于根据所述波形参数和所述行驶速度，在所述RD图中确定杂波带中心线上各点的距离索引和多普勒索引，并根据所述行驶速度和所述RD图中多普勒维的展宽确定杂波带在多普勒维的宽度范围，以将杂波带对应的宽度范围内的点作为目标检测之外的杂波点。

9.一种雷达，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上的权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆上搭载权利要求9所述的雷达。

11.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。