CN109073743A - 弱目标检测方法、微波雷达传感器及无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种弱目标检测方法、微波雷达传感器及无人机。本发明弱目标检测方法，应用于可旋转的微波雷达传感器，所述方法包括：在所述微波雷达传感器旋转过程中，发送多个调频连续波信号；接收弱目标反射的多个回波信号；对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号进行积累，获取积累后的回波信号；根据所述积累后的回波信号，确定所述弱目标的位置信息。本发明实施例可以实现提升回波信号的信噪比，从而提升微波雷达传感器对弱目标的探测能力，增强设置有该微波雷达传感器的无人机的作业安全性。

Description

弱目标检测方法、微波雷达传感器及无人机
技术领域
本发明实施例涉及无人机领域，尤其涉及一种弱目标检测方法、微波雷达传感器及无人机。
背景技术
微波雷达传感器，是一种通过发射电磁波，探测有效空间范围内的目标的距离、速度、角度等信息。脉冲雷达和连续波雷达是两种在高精度雷达测距中使用的雷达。其中，连续波雷达具体可以是调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)雷达，使用FMCW雷达实现高精度雷达测距的基本原理为发射波为高频连续波，其频率随时间按照三角波规律变化，通过测得发射与接收混频得到的中频信号的频率，估算目标距离雷达传感器的距离，通过多普勒频率估算相对速度等信息。连续波雷达具有全天候性，可以克服雨、尘、雾等恶劣场景，并且分辨率高、成本低等优点。
通过在运动载体上安装FMCW雷达传感器，对该运动载体的周围环境进行感知检测，探测相对距离、方位角以及速度等信息，运动载体据此完成主动防撞、避障、定高等功能。例如，该运动载体为无人机，无人机可以根据探测到的信息做出飞行控制指令，完成主动防撞、避障、定高等功能。
然而，在无人机进行飞行时，尤其是农业无人机进行作业时，常常面临着田间的细小电线、高压线以及斜拉线等作业场景，细小电线、高压线、电线杆斜拉线等作为弱目标，上述FMCW雷达传感器远距离无法对该弱目标进行有效探测，探测距离过近不能给无人机足够的反应时间，进而无法为无人机安全飞行提供有利保障。
发明内容
本发明实施例提供一种弱目标检测方法、微波雷达传感器及无人机，以实现提升回波信号的信噪比，从而提升微波雷达传感器对弱目标的探测能力，增强设置有该微波雷达传感器的无人机的作业安全性。
第一方面，本发明实施例提供一种弱目标检测方法，应用于可旋转的微波雷达传感器，所述方法包括：在所述微波雷达传感器旋转过程中，发送多个调频连续波信号；接收弱目标反射的多个回波信号；对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号进行积累，获取积累后的回波信号；根据所述积累后的回波信号，确定所述弱目标的位置信息。
结合第一方面，在第一方面的一种可能的实现方式中，所述回波信号为锯齿回波信号或三角回波信号。
结合第一方面或者第一方面的一种可能的实现方式，在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述积累的回波信号的数量小于等于最大积累数量，所述最大积累数量随着所述微波雷达传感器的旋转角速度的增大而减小。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式，在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述最大积累数量为根据所述微波雷达传感器的旋转角速度、3db波束宽度以及所述回波信号的周期确定。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式，在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述最大积累数量随着所述3db波束宽度的增大而增大。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式，在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述最大积累数量随着所述回波信号的周期确定的增大而减小。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式，在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述最大积累数量等于所述波束宽度与所述微波雷达传感器的旋转角速度和所述回波信号的周期的比值。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式，在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号进行积累，获取积累后的回波信号，包括：对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式，在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号，包括：对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行加权计算，以获取积累后的幅度信息。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式，在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述加权计算为加权平均计算。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式，在第一方面的另一种可能的实现方式中，对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号，包括：对所述微波雷达传感器的波束宽度内的每个回波信号以预设采样频率进行采样，获取每个回波信号的采样信号；对每个回波信号的采样信号进行傅里叶变换，获取每个回波信号的频域信号；将多个回波信号的频域信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式，在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号进行积累，获取积累后的回波信号，包括：对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度和相位进行积累，获取积累后的回波信号。
结合第一方面或者第一方面的任一种可能的实现方式，在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述位置信息包括相对距离、方位角和速度中任意一项或其组合。
第二方面，本发明实施例提供一种微波雷达传感器，所述微波雷达传感器包括：
旋转平台，包括安装支架以及用于驱动所述安装支架旋转的电机；雷达天线，安装在所述安装支架上，并且随着所述安装支架一起旋转；所述雷达天线用于发送调频连续波信号，并且用于接收弱目标反射的多个回波信号；
处理器，与所述雷达天线通信连接；
其中，所述处理器控制所述雷达天线在所述安装支架旋转过程中，发送多个调频连续波信号，所述雷达天线将回波信号输送给所述处理器；
所述处理器对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号进行积累，获取积累后的回波信号，并根据所述积累后的回波信号确定所述弱目标的位置信息。
结合第二方面，在第二方面的一种可能的实现方式中，所述回波信号为锯齿回波信号或三角回波信号。
结合第二方面或者第二方面的一种可能的实现方式，在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述积累的回波信号的数量小于等于最大积累数量，所述最大积累数量随着所述微波雷达传感器的旋转角速度的增大而减小。
结合第二方面或者第二方面的任一种可能的实现方式，在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述最大积累数量为根据所述微波雷达传感器的旋转角速度、3db波束宽度以及所述回波信号的周期确定。
结合第二方面或者第二方面的任一种可能的实现方式，在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述最大积累数量随着所述3db波束宽度的增大而增大。
结合第二方面或者第二方面的任一种可能的实现方式，在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述最大积累数量随着所述回波信号的周期确定的增大而减小。
结合第二方面或者第二方面的任一种可能的实现方式，在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述最大积累数量等于所述波束宽度与所述微波雷达传感器的旋转角速度和所述回波信号的周期的比值。
结合第二方面或者第二方面的任一种可能的实现方式，在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述处理器用于：对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号。
结合第二方面或者第二方面的任一种可能的实现方式，在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述处理器用于：对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行加权计算，以获取积累后的幅度信息。
结合第二方面或者第二方面的任一种可能的实现方式，在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述加权计算为加权平均计算。
结合第二方面或者第二方面的任一种可能的实现方式，在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述处理器用于：对所述微波雷达传感器的波束宽度内的每个回波信号以预设采样频率进行采样，获取每个回波信号的采样信号；对每个回波信号的采样信号进行傅里叶变换，获取每个回波信号的频域信号；将多个回波信号的频域信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号。
结合第二方面或者第二方面的任一种可能的实现方式，在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述处理器用于：对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度和相位进行积累，获取积累后的回波信号。
结合第二方面或者第二方面的任一种可能的实现方式，在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述位置信息包括相对距离、方位角和速度中任意一项或其组合。
第三方面，本发明实施例提供一种无人机，包括：
机架；
如上述第二方面任一项所述的微波雷达传感器，安装在所述机架上；
结合第三方面，在第三方面的一种可能的实现方式中，所述无人机为农业植保机。
结合第三方面或者第三方面的一种可能的实现方式，在第三方面的另一种可能的实现方式中，所述机架包括机体以及与所述机体连接的脚架，所述微波雷达传感器安装在所述脚架上。
第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被处理器或计算机执行时，实现如上述第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述的弱目标检测方法。
本发明实施例弱目标检测方法、微波雷达传感器及无人机，通过在微波雷达传感器旋转过程中，发送多个调频连续波信号，接收弱目标反射的多个回波信号，对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号进行积累，获取积累后的回波信号，根据所述积累后的回波信号，确定所述弱目标的位置信息，即通过对回波信号进行积累，增加弱目标的回波能量，提高弱目标的回波信号的信噪比，从而可以提升该微波雷达传感器对弱目标的探测能力，例如，细小电线、高压线、电线杆斜拉线等弱目标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的弱目标检测方法的一种应用场景的示意图；
图2A为本发明的弱目标检测方法实施例一的流程图；
图2B为多个调频连续波信号和多个回波信号的示意图；
图2C为未积累的回波信号的示意图；
图2D为本发明的积累后的回波信号的示意图；
图3为本发明的弱目标检测方法实施例二的流程图；
图4为本发明的回波信号积累的示意图；
图5为本发明的弱目标检测方法实施例三的流程图；
图6为本发明的微波雷达传感器102实施例一的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本文所涉及的“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
图1为本发明的弱目标检测方法的一种应用场景的示意图，如图1所示，本发明的弱目标检测方法具体可以应用于无人机10中，该无人机10可以包括机架101和微波雷达传感器102，该微波雷达传感器102安装在机架101上，并且该微波雷达传感器102可以在机架101上旋转，即该微波雷达传感器102是可旋转的微波雷达传感器，该微波雷达传感器102可以通过实施本发明的弱目标检测方法，实现提升回波信号的信噪比，从而提升该微波雷达传感器102对弱目标的探测能力，例如，细小电线、高压线、电线杆斜拉线等弱目标，增强无人机作业的安全性。本发明的弱目标检测方法的具体实施方式可以参见下述实施例的解释说明。
需要说明的是，实现该微波雷达传感器102可以在机架101上旋转的具体实现方式可以有很多种，例如，设置旋转平台，本发明实施例对此不作具体限定。
还需要说明的是，本发明的弱目标检测方法不仅可以应用于如上所述的民用无人机领域，也可以应用于汽车安全控制领域，例如该弱目标检测方法可以应用于汽车主动测距传感器中。当然可以理解的，该弱目标检测方法还可以应用于其他需要探测目标的距离、速度、角度等信息的领域，此处不一一举例说明。
图2A为本发明的弱目标检测方法实施例一的流程图，图2B为多个调频连续波信号和多个回波信号的示意图，图2C为未积累的回波信号的示意图，图2D为本发明的积累后的回波信号的示意图，本实施例的方法具体应用于如上所述的可旋转的微波雷达传感器中，如图2A所示，本实施例的方法可以包括：
步骤101、在所述微波雷达传感器旋转过程中，发送多个调频连续波信号。
具体的，该微波雷达传感器以预设的旋转角速度旋转，在该微波雷达传感器旋转过程中，该微波雷达传感器发送多个调频连续波(Frequency Modulated ContinuousWave，FMCW)信号。该调频连续波信号具体可以是锯齿波信号或三角波信号，本实施例以锯齿波信号为例进行举例说明，如图2B所示，横轴为时间轴，纵轴为频率轴，图2B中的每一个实线锯齿表示一个调频连续波信号，该调频连续波信号的频率连续，如图2B所示发送多个调频连续波信号。
其中，该调频连续波信号的个数可以根据需求进行灵活设置，例如，2个、3个、4个等。
步骤102、接收弱目标反射的多个回波信号。
其中，上述步骤101发送的多个调频连续波信号到达弱目标，经弱目标反射，该微波雷达传感器接收弱目标反射的多个回波信号。如图2B所示，每一个虚线锯齿表示一个回波信号，该回波信号为调频连续波信号的反射信号，如图2B所示接收多个回波信号。
其中，该回波信号可以为锯齿回波信号或三角回波信号，具体与发送的调频连续波信号相关。
步骤103、对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号进行积累，获取积累后的回波信号。
具体的，可以对如图2B所示的多个回波信号进行积累，获取积累后的回波信号。
步骤104、根据所述积累后的回波信号，确定所述弱目标的位置信息。
具体的，可以根据调频连续波信号和积累后的回波信号，确定弱目标的位置信息，例如，通过调频连续波信号和积累后的回波信号经混频得到的中频信号，确定弱目标距离该微波雷达传感器的距离，通过多普勒频率确定相对速度等信息。
为了解释上述根据积累后的回波信号确定弱目标的位置信息，以如图2C和图2D为例进行举例说明，如图2C所示，未积累的回波信号为如图2C所示的实线部分中幅度最大的部分，其余部分为噪声信号，如图2C所示未积累的回波信号的信噪比较低，且实线部分中幅度最大的部分低于检测门限，视为检测无效，从而无法对弱目标进行有效探测。而与未积累的回波信号不同，通过本实施例的上述方法进行积累，获取积累后的回波信号，积累后的回波信号为如图2D所示的实线部分中幅度最大的部分，其余部分为噪声信号，如图2D所示积累后的回波信号的信噪比较高，且实线部分中幅度最大的部分高于检测门限，从而可以根据该积累后的回波信号确定弱目标的位置信息，对弱目标进行有效探测。
在一些实施例中，所述位置信息具体可以包括相对距离、方位角和速度中任意一项或其组合。其可以根据探测需求进行灵活设置。
在一些实施例中，进行积累的回波信号的数量小于等于最大积累数量，所述最大积累数量随着所述微波雷达传感器的旋转角速度的增大而减小。
在一些实施例中，所述最大积累数量为根据所述微波雷达传感器的旋转角速度、3db波束宽度以及所述回波信号的周期确定。
在一些实施例中，所述最大积累数量随着所述3db波束宽度的增大而增大。
在一些实施例中，所述最大积累数量随着所述回波信号的周期确定的增大而减小。
在一些实施例中，所述最大积累数量等于所述波束宽度与所述微波雷达传感器的旋转角速度和所述回波信号的周期的比值。一种可实现方式，该最大积累数量M可以根据公式(1)确定。
其中，θ为所述波束宽度，T为所述回波信号的周期，ε为所述微波雷达传感器的旋转角速度。可选的，θ为具体可以是3db波束宽度。
本实施例，通过在微波雷达传感器旋转过程中，发送多个调频连续波信号，接收弱目标反射的多个回波信号，对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号进行积累，获取积累后的回波信号，根据所述积累后的回波信号，确定所述弱目标的位置信息，即通过对回波信号进行积累，增加弱目标的回波能量，提高弱目标的回波信号的信噪比，从而可以提升该微波雷达传感器对弱目标的探测能力，例如，细小电线、高压线、电线杆斜拉线等弱目标。
下面采用几个具体的实施例，对图2A所示方法实施例的技术方案进行详细说明。
本发明实施例的弱目标检测方法根据是否利用回波信号的相位信息，将上述积累分为相干积累和非相干积累。
图3为本发明的弱目标检测方法实施例二的流程图，图4为本发明的回波信号积累的示意图，本发明实施例为非相干积累的具体的可实现方式，如图3所示，本实施例的方法可以包括：
步骤201、在所述微波雷达传感器旋转过程中，发送多个调频连续波信号。
步骤202、接收弱目标反射的多个回波信号。
其中，步骤201至步骤202的具体解释说明可以参见上述图2A所述实施例的步骤101至步骤102的解释说明，此处不再赘述。
步骤203、对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号。
具体的，对微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号，从而提高该积累后的回波信号的信噪比。
一种可实现方式，对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行加权计算，以获取积累后的幅度信息。其中，加权计算的加权系数可以根据需求进行灵活设置。
在一些实施例中，该加权计算为加权平均计算。
其中，对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号的一种可实现方式为，在时域进行积累，以回波信号为锯齿回波信号x(t)，进行积累的回波信号的数量为N为例进行举例说明，具体实施方式可以为，根据公式(2)获取积累后的回波信号y(t)；
其中，A为所述锯齿回波信号的信号幅度，f为频率，为相位，w(t)为噪声信号。N小于等于上述M。
其中，对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号的另一种可实现方式为，在频域进行积累，具体实施方式可以为，对所述微波雷达传感器的波束宽度内的每个回波信号以预设采样频率进行采样，获取每个回波信号的采样信号，对每个回波信号的采样信号进行傅里叶变换，获取每个回波信号的频域信号，将多个回波信号的频域信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号。
其中，预设采样频率的具体取值可以根据需求进行灵活设置。
如图4所示，由上至下，第一个坐标系的横轴为时间轴，纵轴为频率轴，第一坐标系的每一个实线锯齿表示一个调频连续波信号，该调频连续波信号的频率连续，如图4所示发送了多个调频连续波信号，每一个虚线锯齿表示一个回波信号，如图4所示接收了多个回波信号，本实施例以N个回波信号为例进行举例说明，对N个回波信号分别以预设采样频率进行采样，获取每个回波信号的采样信号，每个回波信号的采样信号可以参见图4的fif(n)，对每个回波信号的采样信号进行傅里叶变换，获取每个回波信号的频域信号，如图4所示，对第一个回波信号的采样信号进行傅里叶变换，获取该回波信号的频域信号X(1)，对第二个回波信号的采样信号进行傅里叶变换，获取该回波信号的频域信号X(2)，依次类推，第N个回波信号的采样信号进行傅里叶变换，获取该回波信号的频域信号X(N)，将N个回波信号的频域信号(X(1)、X(2)、……、X(N))的幅度进行积累，并且可以进行傅里叶反变换，获取积累后的回波信号，如图4所示的y(t)。
步骤204、根据所述积累后的回波信号，确定所述弱目标的位置信息。
其中，步骤204的具体解释说明可以参见图2A所示的步骤104的解释说明，此处不再赘述。
本实施例，通过在微波雷达传感器旋转过程中，发送多个调频连续波信号，接收弱目标反射的多个回波信号，对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号，根据所述积累后的回波信号，确定所述弱目标的位置信息，即通过对回波信号进行积累，增加弱目标的回波能量，提高弱目标的回波信号的信噪比，从而可以提升该微波雷达传感器对弱目标的探测能力，例如，细小电线、高压线、电线杆斜拉线等弱目标。
并且，如上所述的非相干积累实现简单方便。
图5为本发明的弱目标检测方法实施例三的流程图，本发明实施例为相干积累的具体的可实现方式，如图5所示，本实施例的方法可以包括：
步骤301、在所述微波雷达传感器旋转过程中，发送多个调频连续波信号。
步骤302、接收弱目标反射的多个回波信号。
其中，步骤301至步骤302的具体解释说明可以参见上述图2A所述实施例的步骤101至步骤102的解释说明，此处不再赘述。
步骤303、对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度和相位进行积累，获取积累后的回波信号。
具体的，在对多个回波信号进行积累过程中，同时使用回波信号的幅度信息和相位信息，从而可以有效提升积累增益，进而提升弱目标检测的探测性能。
步骤304、根据所述积累后的回波信号，确定所述弱目标的位置信息。
其中，步骤304的具体解释说明可以参见图2A所示的步骤104的解释说明，此处不再赘述。
本实施例，通过在微波雷达传感器旋转过程中，发送多个调频连续波信号，接收弱目标反射的多个回波信号，对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度和相位进行积累，获取积累后的回波信号，根据所述积累后的回波信号，确定所述弱目标的位置信息，即通过对回波信号进行积累，增加弱目标的回波能量，提高弱目标的回波信号的信噪比，从而可以提升该微波雷达传感器对弱目标的探测能力，例如，细小电线、高压线、电线杆斜拉线等弱目标。
并且，如上所述的相干积累的可以有效提升积累增益，进而提升弱目标检测的探测性能。
图6为本发明的微波雷达传感器102实施例一的结构示意图，如图6所示，本实施例的微波雷达传感器装置可以包括：旋转平台11、雷达天线12和处理器13，其中，旋转平台11具体可以包括安装支架111以及用于驱动所述安装支架旋转的电机112，雷达天线12安装在所述安装支架111上，并且随着所述安装支架111一起旋转，所述雷达天线12用于发送调频连续波信号，并且用于接收弱目标反射的多个回波信号，处理器13与所述雷达天线12通信连接，其中，所述处理器12控制所述雷达天线12在所述安装支架111旋转过程中，发送多个调频连续波信号，所述雷达天线12将回波信号输送给所述处理器13，所述处理器13对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号进行积累，获取积累后的回波信号，并根据所述积累后的回波信号确定所述弱目标的位置信息。
在一些实施例中，所述回波信号为锯齿回波信号或三角回波信号。
在一些实施例中，所述积累的回波信号的数量小于等于最大积累数量，所述最大积累数量随着所述微波雷达传感器的旋转角速度的增大而减小。
在一些实施例中，所述最大积累数量为根据所述微波雷达传感器的旋转角速度、3db波束宽度以及所述回波信号的周期确定。
在一些实施例中，所述最大积累数量随着所述3db波束宽度的增大而增大。
在一些实施例中，所述最大积累数量随着所述回波信号的周期确定的增大而减小。
在一些实施例中，所述最大积累数量等于所述波束宽度与所述微波雷达传感器的旋转角速度和所述回波信号的周期的比值。
在一些实施例中，所述处理器13用于：对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号。
在一些实施例中，所述处理器13用于：对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行加权计算，以获取积累后的幅度信息。
在一些实施例中，所述加权计算为加权平均计算。
在一些实施例中，所述处理器13用于：对所述微波雷达传感器的波束宽度内的每个回波信号以预设采样频率进行采样，获取每个回波信号的采样信号；对每个回波信号的采样信号进行傅里叶变换，获取每个回波信号的频域信号；将多个回波信号的频域信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号。
在一些实施例中，所述处理器13用于：对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度和相位进行积累，获取积累后的回波信号。
在一些实施例中，所述位置信息包括相对距离、方位角和速度中任意一项或其组合。
本实施例的微波雷达传感器，可以用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种无人机，该无人机的具体结构可以参见图1所示的无人机，如图1所示，该无人机具体可以包括机架101和如上所述的微波雷达传感器102，该微波雷达传感器102安装在所述机架上。
在一些实施例中，所述无人机为农业植保机。
在一些实施例中，所述机架101包括机体1011以及与所述机体连接的脚架1012，所述微波雷达传感器102安装在所述脚架1012上。
本实施例的无人机，可以用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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***，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信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述该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，在本发明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，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能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模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (29)

1.一种弱目标检测方法，其特征在于，应用于可旋转的微波雷达传感器，所述方法包括：
在所述微波雷达传感器旋转过程中，发送多个调频连续波信号；
接收弱目标反射的多个回波信号；
对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号进行积累，获取积累后的回波信号；
根据所述积累后的回波信号，确定所述弱目标的位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述回波信号为锯齿回波信号或三角回波信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述积累的回波信号的数量小于等于最大积累数量，所述最大积累数量随着所述微波雷达传感器的旋转角速度的增大而减小。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述最大积累数量为根据所述微波雷达传感器的旋转角速度、3db波束宽度以及所述回波信号的周期确定。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述最大积累数量随着所述3db波束宽度的增大而增大。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述最大积累数量随着所述回波信号的周期确定的增大而减小。
7.根据权利要求3至6任一项所述的方法，其特征在于，所述最大积累数量等于所述波束宽度与所述微波雷达传感器的旋转角速度和所述回波信号的周期的比值。
8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号进行积累，获取积累后的回波信号，包括：
对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号，包括：
对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行加权计算，以获取积累后的幅度信息。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述加权计算为加权平均计算。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号，包括：
对所述微波雷达传感器的波束宽度内的每个回波信号以预设采样频率进行采样，获取每个回波信号的采样信号；
对每个回波信号的采样信号进行傅里叶变换，获取每个回波信号的频域信号；
将多个回波信号的频域信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号。
12.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号进行积累，获取积累后的回波信号，包括：
对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度和相位进行积累，获取积累后的回波信号。
13.根据权利要求1至12任一项所述的方法，其特征在于，所述位置信息包括相对距离、方位角和速度中任意一项或其组合。
14.一种微波雷达传感器，其特征在于，所述微波雷达传感器包括：
旋转平台，包括安装支架以及用于驱动所述安装支架旋转的电机；
雷达天线，安装在所述安装支架上，并且随着所述安装支架一起旋转；所述雷达天线用于发送调频连续波信号，并且用于接收弱目标反射的多个回波信号；
处理器，与所述雷达天线通信连接；
其中，所述处理器控制所述雷达天线在所述安装支架旋转过程中，发送多个调频连续波信号，所述雷达天线将回波信号输送给所述处理器；
所述处理器对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号进行积累，获取积累后的回波信号，并根据所述积累后的回波信号确定所述弱目标的位置信息。
15.根据权利要求14所述的微波雷达传感器，其特征在于，所述回波信号为锯齿回波信号或三角回波信号。
16.根据权利要求14或15所述的微波雷达传感器，其特征在于，所述积累的回波信号的数量小于等于最大积累数量，所述最大积累数量随着所述微波雷达传感器的旋转角速度的增大而减小。
17.根据权利要求16所述的微波雷达传感器，其特征在于，所述最大积累数量为根据所述微波雷达传感器的旋转角速度、3db波束宽度以及所述回波信号的周期确定。
18.根据权利要求16所述的微波雷达传感器，其特征在于，所述最大积累数量随着所述3db波束宽度的增大而增大。
19.根据权利要求16所述的微波雷达传感器，其特征在于，所述最大积累数量随着所述回波信号的周期确定的增大而减小。
20.根据权利要求15至19任一项所述的微波雷达传感器，其特征在于，所述最大积累数量等于所述波束宽度与所述微波雷达传感器的旋转角速度和所述回波信号的周期的比值。
21.根据权利要求14至20任一项所述的微波雷达传感器，其特征在于，所述处理器用于：
对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号。
22.根据权利要求21所述的微波雷达传感器，其特征在于，所述处理器用于：
对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度进行加权计算，以获取积累后的幅度信息。
23.根据权利要求22所述的微波雷达传感器，其特征在于，所述加权计算为加权平均计算。
24.根据权利要求21所述的微波雷达传感器，其特征在于，所述处理器用于：
对所述微波雷达传感器的波束宽度内的每个回波信号以预设采样频率进行采样，获取每个回波信号的采样信号；
对每个回波信号的采样信号进行傅里叶变换，获取每个回波信号的频域信号；
将多个回波信号的频域信号的幅度进行积累，获取积累后的回波信号。
25.根据权利要求14至20任一项所述的微波雷达传感器，其特征在于，所述处理器用于：
对所述微波雷达传感器的波束宽度内的多个回波信号的幅度和相位进行积累，获取积累后的回波信号。
26.根据权利要求14至25任一项所述的微波雷达传感器，其特征在于，所述位置信息包括相对距离、方位角和速度中任意一项或其组合。
27.一种无人机，其特征在于，包括：
机架；
权利要求14至26任一项所述微波雷达传感器，安装在所述机架上。
28.根据权利要求27所述的无人机，其特征在于，所述无人机为农业植保机。
29.根据权利要求27或28所述的无人机，其特征在于，所述机架包括机体以及与所述机体连接的脚架，所述微波雷达传感器安装在所述脚架上。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20181221

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