CN117805798A - Fmcw雷达系统的信号补偿方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种FMCW雷达系统的信号补偿方法、装置、设备及介质。该FMCW雷达系统的信号补偿方法包括：在FMCW雷达系统向目标物发出雷达信号的同时生成同步信号，并将本振信号和回波信号混频得到初始拍频信号；根据所述同步信号确定的所述初始拍频信号的交叠时间区域的起始时刻，以及统计得到的回波信号的返回时间长度，确定所述初始拍频信号的交叠时间区域；对所述初始拍频信号的交叠时间区域进行处理，并与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号。本发明实现解除FMCW雷达系统的扫频周期受其测量距离影响的限制，极大提高解调信号的信噪比，提高FMCW雷达系统的性能。

Description

FMCW雷达系统的信号补偿方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及FMCW雷达系统技术领域，尤其涉及一种FMCW雷达系统的信号补偿方法、装置、设备及介质。

背景技术

FMCW即Frequency Modulated Continuous Wave Radar，译为调频连续波雷达，FMCW雷达系统通过天线向外发射一列连续调频毫米波，并接收目标的反射信号，反射波的频率在时域中按调制电压的规律变化。FMCW雷达系统的发射信号通常采用线性扫频作为信号的调制形式，多采用锯齿波、三角波等连续波形式(见图1)，其大致运行机制是：调制过后的雷达信号一分为二，其中一路称作本振信号，另一路进行发射经目标反射后被雷达系统接收到作为回波信号，将回波信号和本振信号相干混频，获取两者的拍频信号。

由于回波信号与本振信号都是线性扫频信号，两者的拍频信号是一个单频信号，其信号频率与两者的延时差、扫频斜率有关如图2所示。通过对拍频信号进行傅里叶变换求取频谱可以确定拍频信号的频率，进而可以推导出回波信号与本振信号的延时差(扫频斜率可以事先确定好具体数值)，该延时差即对应目标与雷达之间的距离。如图2所示可以看到，拍频信号的频率并不一直是恒定值，在相邻周期交界处，由于扫频方向发生了改变，出现了一小段区域，本振信号已经变成了下降沿，而回波信号仍处于上升沿，这就导致了拍频信号的频率随时间改变，称作交叠区；相对应地，在其他区域，拍频信号的频率是恒定不变的，这个区域称作线性区。在计算拍频信号的频率值时，一般会避免选取到交叠区的数据，否则会影响最终获取频率值的准确性。但随着目标距离的增加，回波信号与本振信号之间的延时也会增加，交叠区的长度也会相应增加，能够用作数据处理的线性区长度也会变短，最终导致解调信号的能量变少，降低雷达的性能。为了避免这种情况，一般需要设计较长的扫频周期，这样即使交叠区域很长，仍然可以确保一定长度的线性区，但这种方案会降低雷达的点频，从而影响到雷达点云的其他性能，例如帧率，角度分辨率，视场范围等。

发明内容

本发明提供了一种FMCW雷达系统的信号补偿方法、装置、设备及介质，以解决目前随着目标距离的增加，回波信号与本振信号之间的延时增加，交叠区的长度相应增加，而线性区长度变短，进而导致解调信号的能量变少，降低雷达的性能的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种FMCW雷达系统的信号补偿方法，所述FMCW雷达系统的信号补偿方法包括：

在FMCW雷达系统向目标物发出雷达信号的同时生成同步信号，并将本振信号和回波信号混频得到初始拍频信号；

根据所述同步信号确定的所述初始拍频信号的交叠时间区域的起始时刻，以及统计得到的回波信号的返回时间长度，确定所述初始拍频信号的交叠时间区域；

对所述初始拍频信号的交叠时间区域进行处理，并与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号。

可选的，所述雷达信号包括本振信号和发射信号；

在FMCW雷达系统向目标物发出雷达信号的同时生成同步信号，包括：

在FMCW雷达系统向目标物发出所述发射信号后，通过所述FMCW雷达系统接收所述目标物反射得到的所述回波信号，并同时生成与所述本振信号对应的同步信号。

可选的，在将本振信号和回波信号混频得到初始拍频信号之后，包括：

获取所述FMCW雷达系统的扫频瞬时频率，并根据所述扫频瞬时频率确定所述本振信号的本振瞬时频率和所述回波信号的回波瞬时频率；

根据所述本振瞬时频率和所述回波瞬时频率确定所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率。

可选的，根据所述本振瞬时频率和所述回波瞬时频率确定所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率，包括：

根据下述公式确定所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率，具体为：

f_L(t)＝f₀(t)

f_S(t)＝f₀(t-d)

f_B(t)＝f_L(t)-f_S(t)

其中，fB₍t)为所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率；f_L(t)为所述本振瞬时频率；f_S(t)为所述回波瞬时频率；f₀(t)为所述扫频瞬时频率；B为所述FMCW雷达系统的扫频宽带；T为所述FMCW雷达系统的扫频周期；t为所述FMCW雷达系统的扫频时间；d为所述回波信号被所述目标物反射后经历的延时。

可选的，所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率具体为：

可选的，对所述初始拍频信号的交叠时间区域进行处理，包括：

将所述初始拍频信号的交叠时间区域的信号频率校准为与所述当前周期的线性区域的信号频率相同。

可选的，与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号，包括：

将校准后与所述当前周期的线性区域的信号频率相同的所述初始拍频信号的交叠时间区域，与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号。

根据本发明的另一方面，提供了一种FMCW雷达系统的信号补偿装置，所述FMCW雷达系统的信号补偿装置包括：

初始拍频信号获取模块，用于执行在FMCW雷达系统向目标物发出雷达信号的同时生成同步信号，并将本振信号和回波信号混频得到初始拍频信号；

交叠时间区域确定模块，用于执行根据所述同步信号确定的所述初始拍频信号的交叠时间区域的起始时刻，以及统计得到的回波信号的返回时间长度，确定所述初始拍频信号的交叠时间区域；

目标拍频信号确定模块，用于执行对所述初始拍频信号的交叠时间区域进行处理，并与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的FMCW雷达系统的信号补偿方法。

根据本发明的另一方面，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指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的FMCW雷达系统的信号补偿方法。

本发明实施例的技术方案，通过在FMCW雷达系统向目标物发出雷达信号的同时生成同步信号，并将本振信号和回波信号混频得到初始拍频信号；根据所述同步信号确定的所述初始拍频信号的交叠时间区域的起始时刻，以及统计得到的回波信号的返回时间长度，确定所述初始拍频信号的交叠时间区域；对所述初始拍频信号的交叠时间区域进行处理，并与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号。本发明解决了目前随着目标距离的增加，回波信号与本振信号之间的延时增加，交叠区的长度相应增加，而线性区长度变短，进而导致解调信号的能量变少，降低雷达的性能的问题，实现解除FMCW雷达系统的扫频周期受其测量距离影响的限制，极大提高解调信号的信噪比，提高FMCW雷达系统的性能。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有FMCW雷达系统常用的连续波调制形式为锯齿波和三角波的信号波形示意图；

图2是现有回波信号与本振信号的信号频率与两者的延时差、扫频斜率有关的信号波形示意图；

图3是根据本发明实施例一提供的一种FMCW雷达系统的信号补偿方法的流程图；

图4是根据本发明实施例二提供的一种FMCW雷达系统的信号补偿方法的流程图；

图5是根据本发明实施例提供的FMCW雷达系统的信号补偿的信号波形示意图；

图6是根据本发明实施例提供的示例性的FMCW雷达系统的信号补偿方法的仿真结果示意图；

图7是根据本发明实施例三提供的一种FMCW雷达系统的信号补偿装置的结构示意图；

图8是实现本发明实施例的FMCW雷达系统的信号补偿方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明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，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图3为本发明实施例一提供了一种FMCW雷达系统的信号补偿方法的流程图，本实施例可适用于对FMCW雷达系统的雷达信号进行能量补偿的情况，该FMCW雷达系统的信号补偿方法可以由FMCW雷达系统的信号补偿装置来执行，该FMCW雷达系统的信号补偿装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该FMCW雷达系统的信号补偿装置可配置于FMCW雷达系统中。如图3所示，该FMCW雷达系统的信号补偿方法包括：

S110、在FMCW雷达系统向目标物发出雷达信号的同时生成同步信号，并将本振信号和回波信号混频得到初始拍频信号。

其中，FMCW雷达系统通过天线向外发射一列连续调频毫米波，其发射的信号采用的是频率调频，常用的调频信号多为锯齿波信号、三角波信号或正弦波信号等连续波形式信号。

目标物可以但不限于任何所要探测的物体，本实施例对此不作任何限制。

具体的，在FMCW雷达系统向目标物发出雷达信号，雷达信号可以但不限于为采用锯齿波信号、三角波信号或正弦波信号等连续波形式信号，雷达信号经过调制后一分为二，一路为本振信号，另一路为发射信号，发射信号用于向目标物进行发射，并经目标物反射后被FMCW雷达系统接收到作为回波信号。

在本实施例中，在FMCW雷达系统向目标物发出雷达信号的同时，即生成本振信号时，引出一个同步信号，同步信号与本振信号同频同相，同步信号的每个跳变沿即对应本振信号改变扫频方向的时刻。

在上述基础上，将回波信号和本振信号相干混频，获取两者的拍频信号，即得到初始拍频信号，混频是指利用非线性元件，例如二极管，把两个不同频率的电信号进行混合，通过选频回路得到第三个频率的信号的过程。可选的，本实施例中可以通过相干混频器对本振信号和回波信号混频，进而的初始拍频信号。

S120、根据所述同步信号确定的所述初始拍频信号的交叠时间区域的起始时刻，以及统计得到的回波信号的返回时间长度，确定所述初始拍频信号的交叠时间区域。

可以理解的是，同步信号与本振信号是同频同相的，即本振信号的周期长度以及每个周期起始的时刻等信息均为相同的，则可以根据同步信号确定初始拍频信号的交叠时间区域的起始时刻。

得到的回波信号的返回时间长度是根据FMCW雷达系统与其设定的可检测目标物的最远距离确定出的信号往返时间，本实施例对此不作任何限制，可以理解的是，统计得到的回波信号的返回时间长度是一个发射信号发出后，在同一周期内接收到的回波信号，以此作为返回时间长度。

具体的，根据同步信号划定初始拍频信号的交叠时间区域，即用于处理的最大交叠时间区。具体交叠时间区域确定方法为：以同步信号的跳变沿(即本振信号扫频方向改变的时刻)为交叠时间区域的起点时刻，以FMCW雷达系统最远量程对应的延时(即雷达信号打向最远量程的目标情况下，本振信号与回波信号之间的延时)为交叠时间区域的时间长度，即统计得到的回波信号的返回时间长度，从而确定出初始拍频信号的交叠时间区域。

S130、对所述初始拍频信号的交叠时间区域进行处理，并与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号。

在本实施例中，对所述初始拍频信号的交叠时间区域进行处理，具体为将所述初始拍频信号的交叠时间区域的信号频率校准为与所述当前周期的线性区域的信号频率相同，进一步，将校准后与所述当前周期的线性区域的信号频率相同的所述初始拍频信号的交叠时间区域，与当前周期的线性区域合并，进而频谱转换，得到目标拍频信号，由于信号的持续时间得到了延长，因此会比直接对线性区数据处理效果更好。

本发明实施例的技术方案，通过在FMCW雷达系统向目标物发出雷达信号的同时生成同步信号，并将本振信号和回波信号混频得到初始拍频信号；根据所述同步信号确定的所述初始拍频信号的交叠时间区域的起始时刻，以及统计得到的回波信号的返回时间长度，确定所述初始拍频信号的交叠时间区域；对所述初始拍频信号的交叠时间区域进行处理，并与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号。本发明解决了目前随着目标距离的增加，回波信号与本振信号之间的延时增加，交叠区的长度相应增加，而线性区长度变短，进而导致解调信号的能量变少，降低雷达的性能的问题，实现解除FMCW雷达系统的扫频周期受其测量距离影响的限制，极大提高解调信号的信噪比，提高FMCW雷达系统的性能。

实施例二

图4为本发明实施例二提供的一种FMCW雷达系统的信号补偿方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上，对信号补偿提供具体混频实现手段，以提供一种可选的实施方式。如图4所示，该FMCW雷达系统的信号补偿方法包括：

S210、在FMCW雷达系统向目标物发出所述发射信号后，通过所述FMCW雷达系统接收所述目标物反射得到的所述回波信号，并同时生成与所述本振信号对应的同步信号。

S220、将本振信号和回波信号混频得到初始拍频信号。

S230、获取所述FMCW雷达系统的扫频瞬时频率，并根据所述扫频瞬时频率确定所述本振信号的本振瞬时频率和所述回波信号的回波瞬时频率。

以FMCW雷达系统采用的调频信号为三角波信号为例，对于三角波扫频系统，令扫频信号的瞬时频率即FMCW雷达系统的扫频瞬时频率f₀(t)表示为：

其中，f₀(t)为所述扫频瞬时频率；B为所述FMCW雷达系统的扫频宽带；T为所述FMCW雷达系统的扫频周期；t为所述FMCW雷达系统的扫频时间。

f_L(t)＝f₀(t)

f_S(t)＝f₀(t-d)

其中，f_L(t)为所述本振瞬时频率；f_S(t)为所述回波瞬时频率；d为所述回波信号被所述目标物反射后经历的延时。

S240、根据所述本振瞬时频率和所述回波瞬时频率确定所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率。

在上述基础上，根据下述公式确定所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率，具体为：

f_B(t)＝f_L(t)-f_S(t)

其中，f_B(t)为所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率。

将上述公式联立得到，所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率具体为：

S250、根据所述同步信号确定的所述初始拍频信号的交叠时间区域的起始时刻，以及统计得到的回波信号的返回时间长度，确定所述初始拍频信号的交叠时间区域。

在上述基础上，结合图5所示，可以发现，初始拍频信号的初始拍频瞬时频率的区间[d，T/2]和[T/2+d，T]属于线性区(此时的瞬时频率不随时间t变化)，初始拍频信号的初始拍频瞬时频率的区间[0，d]和[T/2，T/2+d]属于交叠区(此时的瞬时频率随时间t变化)。

进一步的，可以确定出最大交叠时间区的区间为[T/2，T/2+dmax]，即初始拍频信号的交叠时间区域为[T/2,T/2+dmax]，其中，dmax表示最远量程对应的延时，即必有dmax≥d。

S260、将所述初始拍频信号的交叠时间区域的信号频率校准为与所述当前周期的线性区域的信号频率相同。

在上述实施例的基础上，假定d＝dmax，令初始拍频信号的时域幅度表示为x_B(t)，则有：

对交叠时间区域[T/2,T/2+d]内的拍频信号做如下处理：

进一步，根据积化和差，有：

需要说明的是，处理后的信号x_B′(t)分为两部分，第一部分为点频信号，频率为(Bd)/T(恰与前一段线性区相同)，第二部分为扫频信号，对于傅里叶变换而言，只有第一部分的信号能量会被积累，第二部分的信号能量会分散在频谱的一定带宽之内(可忽略不计)。

S270、将校准后与所述当前周期的线性区域的信号频率相同的所述初始拍频信号的交叠时间区域，与当前周期的线性区域合并。

在上述基础上，继续参见图5所示，将处理后的信号x_B′(t)代替原有的数据(即原本振信号中对应的最大交叠区)，并与原有的当前周期的线性区域信号合并，得到目标拍频信号，即可增加最终频谱中的信号能量。

在上述实施例的基础上，如图6所示给出了以FMCW雷达系统采用的调频信号为三角波信号为例，不同目标距离下，采用传统方法和本申请信号补偿方法的仿真处理对比结果。可以看到，随着目标距离的增加，传统方法计算得到的频谱强度逐渐下降，而本申请信号补偿方法仍然保持较高的频谱强度，目标距离越远，补偿的效果就越好。

本发明实施例的技术方案，根据获所述FMCW雷达系统的扫频瞬时频率确定本振信号的本振瞬时频率和回波信号的回波瞬时频率，进而确定初始拍频信号的初始拍频瞬时频率，根据同步信号确定的所初始拍频信号的交叠时间区域的起始时刻，以及统计得到的回波信号的返回时间长度，确定初始拍频信号的交叠时间区域，从而可以提取交叠区的有效信息。进一步，通过将所述初始拍频信号的交叠时间区域的信号频率校准为与所述当前周期的线性区域的信号频率相同，实现对交叠区信号的处理，即使得该区域的拍频信号频率变为固定不变的，且与线性区的频率相同。本申请的方案有效利用了交叠区的信号能量，并使得FMCW雷达系统的扫频周期不再受到最远测量距离的限制，对于交叠区长度与线性区可比拟(甚至比线性区长度大)的情况下，极大提高解调信号的信噪比。

实施例三

图7为本发明实施例三提供的一种FMCW雷达系统的信号补偿装置的结构示意图。如图7所示，该FMCW雷达系统的信号补偿装置包括：

初始拍频信号获取模块310，用于执行在FMCW雷达系统向目标物发出雷达信号的同时生成同步信号，并将本振信号和回波信号混频得到初始拍频信号；

交叠时间区域确定模块320，用于执行根据所述同步信号确定的所述初始拍频信号的交叠时间区域的起始时刻，以及统计得到的回波信号的返回时间长度，确定所述初始拍频信号的交叠时间区域；

目标拍频信号确定模块330，用于执行对所述初始拍频信号的交叠时间区域进行处理，并与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号。

可选的，所述雷达信号包括本振信号和发射信号；

在FMCW雷达系统向目标物发出雷达信号的同时生成同步信号，具体用于：

在FMCW雷达系统向目标物发出所述发射信号后，通过所述FMCW雷达系统接收所述目标物反射得到的所述回波信号，并同时生成与所述本振信号对应的同步信号。

可选的，所述FMCW雷达系统的信号补偿装置还包括：

第一频率获取模块，用于执行获取所述FMCW雷达系统的扫频瞬时频率，并根据所述扫频瞬时频率确定所述本振信号的本振瞬时频率和所述回波信号的回波瞬时频率；

第二频率获取模块，用于执行根据所述本振瞬时频率和所述回波瞬时频率确定所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率。

可选的，第二频率获取模块具体用于：

根据下述公式确定所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率，具体为：

f_L(t)＝f₀(t)

f_S(t)＝f₀(t-d)

f_B(t)＝f_L(t)-f_S(t)

其中，f_B(t)为所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率；f_L(t)为所述本振瞬时频率；f_S(t)为所述回波瞬时频率；f₀(t)为所述扫频瞬时频率；B为所述FMCW雷达系统的扫频宽带；T为所述FMCW雷达系统的扫频周期；t为所述FMCW雷达系统的扫频时间；d为所述回波信号被所述目标物反射后经历的延时。

可选的，所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率具体为：

可选的，对所述初始拍频信号的交叠时间区域进行处理，具体用于：

将所述初始拍频信号的交叠时间区域的信号频率校准为与所述当前周期的线性区域的信号频率相同。

可选的，与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号，具体用于：

将校准后与所述当前周期的线性区域的信号频率相同的所述初始拍频信号的交叠时间区域，与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号。

本发明实施例所提供的FMCW雷达系统的信号补偿装置可执行本发明任意实施例所提供的FMCW雷达系统的信号补偿方法，具备执行FMCW雷达系统的信号补偿方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图8示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备410的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图8所示，电子设备410包括至少一个处理器411，以及与至少一个处理器411通信连接的存储器，如只读存储器(ROM 412)、随机访问存储器(RAM 413)等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器411可以根据存储在只读存储器(ROM412)中的计算机程序或者从存储单元418加载到随机访问存储器(RAM 413)中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 413中，还可存储电子设备410操作所需的各种程序和数据。处理器411、ROM 412以及RAM 413通过总线414彼此相连。I/O(输入/输出)接口415也连接至总线414。

电子设备410中的多个部件连接至I/O接口415，包括：输入单元416，例如键盘、鼠标等；输出单元417，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元418，例如磁盘、光盘等；以及通信单元419，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元419允许电子设备410通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器411可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器411的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器411执行上文所描述的各个方法和处理，例如FMCW雷达系统的信号补偿方法。

在一些实施例中，FMCW雷达系统的信号补偿方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元418。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 412和/或通信单元419而被载入和/或安装到电子设备410上。当计算机程序加载到RAM 413并由处理器411执行时，可以执行上文描述的FMCW雷达系统的信号补偿方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器411可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行FMCW雷达系统的信号补偿方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种FMCW雷达系统的信号补偿方法，其特征在于，包括：

在FMCW雷达系统向目标物发出雷达信号的同时生成同步信号，并将本振信号和回波信号混频得到初始拍频信号；

根据所述同步信号确定的所述初始拍频信号的交叠时间区域的起始时刻，以及统计得到的回波信号的返回时间长度，确定所述初始拍频信号的交叠时间区域；

对所述初始拍频信号的交叠时间区域进行处理，并与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号。

2.根据权利要求1所述的FMCW雷达系统的信号补偿方法，其特征在于，所述雷达信号包括本振信号和发射信号；

在FMCW雷达系统向目标物发出雷达信号的同时生成同步信号，包括：

在FMCW雷达系统向目标物发出所述发射信号后，通过所述FMCW雷达系统接收所述目标物反射得到的所述回波信号，并同时生成与所述本振信号对应的同步信号。

3.根据权利要求1所述的FMCW雷达系统的信号补偿方法，其特征在于，在将本振信号和回波信号混频得到初始拍频信号之后，包括：

获取所述FMCW雷达系统的扫频瞬时频率，并根据所述扫频瞬时频率确定所述本振信号的本振瞬时频率和所述回波信号的回波瞬时频率；

根据所述本振瞬时频率和所述回波瞬时频率确定所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率。

4.根据权利要求3所述的FMCW雷达系统的信号补偿方法，其特征在于，根据所述本振瞬时频率和所述回波瞬时频率确定所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率，包括：

根据下述公式确定所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率，具体为：

f_L(t)＝f₀(t)

f_S(t)＝f₀(t-d)

f_B(t)＝f_L(t)-f_S(t)

其中，f_B(t)为所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率；f_L(t)为所述本振瞬时频率；f_S(t)为所述回波瞬时频率；f₀(t)为所述扫频瞬时频率；B为所述FMCW雷达系统的扫频宽带；T为所述FMCW雷达系统的扫频周期；t为所述FMCW雷达系统的扫频时间；d为所述回波信号被所述目标物反射后经历的延时。

5.根据权利要求4所述的FMCW雷达系统的信号补偿方法，其特征在于，所述初始拍频信号的初始拍频瞬时频率具体为：

6.根据权利要求1所述的FMCW雷达系统的信号补偿方法，其特征在于，对所述初始拍频信号的交叠时间区域进行处理，包括：

将所述初始拍频信号的交叠时间区域的信号频率校准为与所述当前周期的线性区域的信号频率相同。

7.根据权利要求6所述的FMCW雷达系统的信号补偿方法，其特征在于，与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号，包括：

将校准后与所述当前周期的线性区域的信号频率相同的所述初始拍频信号的交叠时间区域，与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号。

8.一种FMCW雷达系统的信号补偿装置，其特征在于，包括：

初始拍频信号获取模块，用于执行在FMCW雷达系统向目标物发出雷达信号的同时生成同步信号，并将本振信号和回波信号混频得到初始拍频信号；

交叠时间区域确定模块，用于执行根据所述同步信号确定的所述初始拍频信号的交叠时间区域的起始时刻，以及统计得到的回波信号的返回时间长度，确定所述初始拍频信号的交叠时间区域；

目标拍频信号确定模块，用于执行对所述初始拍频信号的交叠时间区域进行处理，并与当前周期的线性区域合并，得到目标拍频信号。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的FMCW雷达系统的信号补偿方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的FMCW雷达系统的信号补偿方法。