CN116299249B - 方位角和俯仰角的测量方法、装置、雷达设备及存储介质 - Google Patents

方位角和俯仰角的测量方法、装置、雷达设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种方位角和俯仰角的测量方法、装置、雷达设备及存储介质，所述方法包括：配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列，并对所述虚拟阵列进行分组以得到第一阵列和第二阵列；基于获取到的估算俯仰角对所述第二阵列进行相位调整以得到第三阵列；根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角；根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，并根据所述模糊数计算目标方位角。本申请可提高方位角度分辨率和方位角精度。

Description

方位角和俯仰角的测量方法、装置、雷达设备及存储介质
技术领域
本申请涉及雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种方位角和俯仰角的测量方法、装置、雷达设备及存储介质。
背景技术
汽车毫米波前向雷达需要具备高的方位角度分辨率和俯仰维度测量能力来感知前方障碍物，并采用阵列天线进行信号接收和处理。由于现有的3T4R（表示3个发射天线和4个接收天线）虚拟通道数为12的单片MMIC（Monolithic Microwave Integrated Circuit，微波集成电路）通道数比较少，为了满足毫米波前向雷达对方位和俯仰维度的高精度测量要求，提高毫米波前向雷达的性能和精度，以确保汽车安全驾驶的需要，因此有必要提供一种基于通道数比较少的方位角和俯仰角的测量方法。
发明内容
本申请提供一种方位角和俯仰角的测量方法、装置、雷达设备及存储介质，用以解决相关技术中因通道数比较少而影响雷达对方位和俯仰维度的高精度测量要求的问题。
第一方面，本申请提供一种方位角和俯仰角的测量方法，所述方法包括：
配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列，并对所述虚拟阵列进行分组以得到第一阵列和第二阵列；
基于获取到的估算俯仰角对所述第二阵列进行相位调整以得到第三阵列；
根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角；
根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，并根据所述模糊数计算目标方位角。
在本申请一实施例中，所述基于获取到的估算俯仰角对所述第二阵列进行相位调整以得到第三阵列的步骤包括：
根据预设的俯仰角范围获取所述估算俯仰角β0，其中；
根据所述估算俯仰角β0计算其相位，其中/>，/>表示虚数单位，/>为预设固定值；
将所述第二阵列A2的至少一个通道乘以所述相位，以得到所述第三阵列A3_0，所述第一阵列A1和所述第二阵列A2均包括多个通道。
在本申请一实施例中，所述根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角的步骤包括：
对所述第一阵列A1进行傅里叶变换后得到第一角度谱FA1，并对所述第一角度谱FA1进行取模以得到第一角度谱幅度值SP1；
对所述第三阵列A3_0进行傅里叶变换后得到第三角度谱FA3_0，并对所述第三角度谱FA3_0进行取模以得到第三角度谱幅度值SP3_0；
计算所述第一角度谱幅度值SP1和所述第三角度谱幅度值SP3_0的误差平方和，以得到方差值Var0，其中Var0=sum((SP1-SP3_0)^2)。
在本申请一实施例中，所述根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角的步骤还包括：
以预设的间隔在所述俯仰角范围区间中选取一组测量俯仰角[β1，β2，…，βn]，其中/>≤β1，βn≤/>；
分别对该组测量俯仰角[β1，β2，…，βn]中的每一个测量俯仰角计算其对应的相位，以得到其对应的相位组[1，/>2，…，/>n]，其中/>，/>为1~n，n为正整数；
将所述第二阵列A2的至少一个通道分别乘以所述相位组[1，/>2，…，/>n]，以得到对应的第三阵列组[A3_1，A3_2，…，A3_n];
对所述第三阵列组[A3_1，A3_2，…，A3_n]中的每个阵列分别进行傅里叶变换，以得到对应的第三角度谱组[FA3_1，FA3_2，…，FA3_n]；
对所述第三角度谱组[FA3_1，FA3_2，…，FA3_n]中的每个角度谱进行取模，以得到对应的第三角度谱幅度值组[SP3_1，SP3_2，…，SP3_n]；
计算所述第一角度谱幅度值SP1和所述第三角度谱幅度值组[SP3_1，SP3_2，…，SP3_n]中每个角度谱幅度的误差平方和，以得到对应的方差值组[Var1，Var2，…，Varn]，其中Varm=sum((SP1-SP3_m)^2)，m为1~n。
在本申请一实施例中，所述根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角的步骤还包括：
选择方差值组[Var0，Var1，Var2，…，Varn]中最小的方差值；
将该最小的方差值所对应的俯仰角作为所述目标俯仰角β；
其中，所述方差值组[Var0，Var1，Var2，…，Varn]与俯仰角组[β0，β1，β2，…，βn]对应。
在本申请一实施例中，所述根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，并根据所述模糊数计算目标方位角的步骤还包括：
获取所述第一角度谱幅度值SP1对应的峰值索引N0，并计算其对应的相位，其中，N表示傅里叶变换的点数；
获取所述目标俯仰角β对应的第三角度谱FA3_x；
获取所述第一角度谱FA1和所述第三角度谱FA3_x各自对应的索引的幅相数据，以得到对应的第一幅相数据C1和第三幅相数据C3；
获取所述第一幅相数据C1和所述第三幅相数据C3各自对应的第一相位数据和第三相位数据/>；
根据所述第一相位数据和所述第三相位数据/>计算所述模糊数。
在本申请一实施例中，所述根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，并根据所述模糊数计算目标方位角的步骤还包括：
所述模糊数按照下式计算：
；
其中，round表示进行四舍五入运算取整数，D1表示第一接收通道和第二接收通道的间隔距离，D2表示第二接收通道和第三接收通道的间距距离；
所述目标方位角按照下式计算：
；
其中，λ表示波长。
在本申请一实施例中，所述配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列的步骤包括：
配置第一接收通道Rx1和第二接收通道Rx2在水平方向的间隔距离为D1；
配置第二接收通道Rx2和第三接收通道Rx3在水平方向的间隔距离为D2；
配置第三接收通道Rx3和第四接收通道Rx4在水平方向的间隔距离为D3；
配置所述第二接收通道Rx2在垂直方向的高度均高于所述第一接收通道Rx1、所述第三接收通道Rx3以及所述第四接收通道Rx4；
其中，D1与D2互质，且2*D1-D2=1，D1=D3。
在本申请一实施例中，所述配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列的步骤包括：
配置第一发射通道Tx1、第二发射通道Tx2以及第三发射通道Tx3为水平方向间隔距离相等的均匀阵；
其中，所述第一发射通道Tx1和所述第二发射通道Tx2的距离间隔D4=2*（D1+D2）。
第二方面，本申请还提供一种方位角和俯仰角的测量装置，所述装置包括：
配置模块，用于配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列，并对所述虚拟阵列进行分组以得到第一阵列和第二阵列；
测量模块，用于基于获取到的估算俯仰角对所述第二阵列进行相位调整以得到第三阵列，并根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角；以及根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，并根据所述模糊数计算目标方位角。
第三方面，本申请还提供一种雷达设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上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程序时实现如第一方面所述的方位角和俯仰角的测量方法的步骤。
第四方面，本申请还提供一种非暂态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如第一方面任一项所述的方位角和俯仰角的测量方法的步骤。
本申请提供的方位角和俯仰角的测量方法、装置、雷达设备及存储介质，通过利用获取到的估算俯仰角对所述第二阵列进行相位调整以得到第三阵列，并根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角，并根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，最后根据所述模糊数计算目标方位角，提高了方位角度分辨率和方位角精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的方位角和俯仰角的测量方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的配置接收通道的示意图；
图3是本申请实施例提供的配置发射通道的示意图；
图4是本申请实施例提供的形成虚拟阵列的示意图；
图5是本申请实施例提供的第一角度谱幅度值SP1的示意图；
图6是本申请实施例提供的第三角度谱幅度值SP30的示意图；
图7是本申请实施例提供的方差值组的示意图；
图8是本申请提供的方位角和俯仰角的测量装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
本申请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，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。
为了解决相关技术中因通道数比较少而影响雷达对方位和俯仰维度的高精度测量要求的问题，本申请提供一种方位角和俯仰角的测量方法、装置、雷达设备及存储介质，通过利用获取到的估算俯仰角对所述第二阵列进行相位调整以得到第三阵列，并根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角，并根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，最后根据所述模糊数计算目标方位角，提高了方位角度分辨率和方位角精度。
下面结合图1-图8描述本申请的方位角和俯仰角的测量方法、装置、雷达设备及存储介质。
请参考图1，图1是本申请提供的方位角和俯仰角的测量方法的流程示意图。一种方位角和俯仰角的测量方法，所述方法包括：
步骤101，配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列，并对所述虚拟阵列进行分组以得到第一阵列和第二阵列。
步骤102，基于获取到的估算俯仰角对所述第二阵列进行相位调整以得到第三阵列。
步骤103，根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角。
步骤104，根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，并根据所述模糊数计算目标方位角。
以下对上述步骤101~104进行具体描述。
在本申请的一些实施例中，请参考图2，图2是本申请实施例提供的配置接收通道的示意图。步骤101中，所述配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列的步骤包括：
步骤1011，配置第一接收通道Rx1和第二接收通道Rx2在水平方向的间隔距离为D1。
步骤1012，配置第二接收通道Rx2和第三接收通道Rx3在水平方向的间隔距离为D2。
步骤1013，配置第三接收通道Rx3和第四接收通道Rx4在水平方向的间隔距离为D3。
步骤1014，配置第二接收通道Rx2在垂直方向的高度均高于第一接收通道Rx1、第三接收通道Rx3以及第四接收通道Rx4。
其中，D1与D2互质，且2*D1-D2=1，D1=D3。
需要说明的是，本申请对于第二接收通道Rx2在垂直方向的高度均高于第一接收通道Rx1、第三接收通道Rx3以及第四接收通道Rx4的具体高度不做限制，可根据实际设计需求而定。
在本申请的一些实施例中，请参考图3，图3是本申请实施例提供的配置发射通道的示意图。步骤101中，所述配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列的步骤包括：
步骤1015，配置第一发射通道Tx1、第二发射通道Tx2以及第三发射通道Tx3为水平方向间隔距离相等的均匀阵。
其中，第一发射通道Tx1和第二发射通道Tx2的距离间隔D4=2*（D1+D2）。
需要说明的是，图1、图2示出了3T4R的通道配置，依据本申请的配置原理，也可适用其他类型的通道配置。
请参考图4，图4是本申请实施例提供的形成虚拟阵列的示意图。上述图2和图3的通道配置，可形成如图4所示的虚拟阵列。由于图2示出的第二接收通道Rx2在垂直方向的高度均高于第一接收通道Rx1、第三接收通道Rx3以及第四接收通道Rx4，因此在图4示出的虚拟阵列中，通道2、通道6以及通道10会高于其他通道。该虚拟阵列的特点是：第一、方位口径较大，具备较高方位角分辨率；第二、具备俯仰角测量能力。
在该虚拟阵列中，可以将通道[1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12]分为第一阵列A1和第二阵列A2。例如，可以得到第一阵列A1=[1，3，5，7，9，11]和第二阵列A2=[2，4，6，8，10，12]。第一阵列A1和第二阵列A2为两组方位均匀的阵列，其中第二阵列A2中通道2、6、10上叠加了俯仰的相位。
在本申请的一些实施例中，步骤102中，所述基于获取到的估算俯仰角对所述第二阵列进行相位调整以得到第三阵列的步骤包括：
步骤1021，根据预设的俯仰角范围获取所述估算俯仰角β0，其中。
需要说明的是，在此步骤中，俯仰角范围是已知的，而估算俯仰角β0是哪一个俯仰角是未知的，需要雷达***在整个俯仰角范围/>内进行扫描，当扫描到某一个俯仰角符合规定，那么该俯仰角就作为目标的估算俯仰角β0。
步骤1022，根据所述估算俯仰角β0计算其相位，其中/>，/>表示虚数单位，/>为预设固定值。
步骤1023，将第二阵列A2的至少一个通道乘以所述相位，以得到第三阵列A30。其中第一阵列A1和第二阵列A2均可包括多个通道。
需要说明的是，步骤1023中所述的至少一个通道是指在垂直方向上高于其他通道的通道。例如图4示出的第二阵列A2的通道2、6和10，故将第二阵列A2的通道2、6和10分别乘以相位，以得到所述第三阵列A30。
在本申请的一些实施例中，上述步骤103中，所述根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角的步骤包括：
步骤1031，对第一阵列A1进行傅里叶变换后得到第一角度谱FA1，并对所述第一角度谱FA1进行取模以得到第一角度谱幅度值SP1。
例如，可以对第一阵列A1做N点的傅里叶变换（FFT）以得到第一角度谱FA1，N为正整数。
步骤1032，对第三阵列A3_0进行傅里叶变换后得到第三角度谱FA3_0，并对第三角度谱FA3_0进行取模以得到第三角度谱幅度值SP3_0。
其中，在雷达领域中，角度谱是指通过雷达接收到的信号在角度上的变化分布，主要用于描述目标物体的散射情况。而角度谱幅度值则是指角度谱的振幅大小，可用来表示目标物体的散射强度或反射率。
步骤1033，计算第一角度谱幅度值SP1和第三角度谱幅度值SP3_0的误差平方和，以得到方差值Var0，其中Var0=sum((SP1-SP3_0)^2)。
在本申请的一些实施例中，上述步骤103中，所述根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角的步骤包括：
步骤1034，以预设的间隔在俯仰角范围区间中选取一组测量俯仰角[β1，β2，…，βn]，其中/>≤β1，βn≤/>。
例如，俯仰角方位假设是[-10°，10°]，那么预设的间隔可以设为1°，那么可以选取的一组测量俯仰角为[-10°，-9°，-8°，…，10°]。
步骤1035，分别对该组测量俯仰角[β1，β2，…，βn]中的每一个测量俯仰角计算其对应的相位，以得到其对应的相位组[1，/>2，…，/>n]，其中/>，/>为1~n，n为正整数。
也就是说，将该组测量俯仰角[β1，β2，…，βn]中的每一个测量俯仰角按照公式计算，可得到其对应的相位组[/>1，/>2，…，/>n]。
例如，，/>等，以此类推。
步骤1036，将第二阵列A2的至少一个通道分别乘以相位组[1，/>2，…，/>n]，以得到第三阵列组[A3_1，A3_2，…，A3_n]。
示例性地，例如图4示出的第二阵列A2的通道2、6和10，故将第二阵列A2的通道2、6和10分别乘以相位组[1，/>2，…，/>n]，以得到对应的第三阵列组[A3_1，A3_2，…，A3_n]。
步骤1037，对第三阵列组[A3_1，A3_2，…，A3_n]中的每个阵列分别进行傅里叶变换，以得到对应的第三角度谱组[FA3_1，FA3_2，…，FA3_n]。
步骤1038，对第三角度谱组[FA3_1，FA3_2，…，FA3_n]中的每个角度谱进行取模，以得到对应的第三角度谱幅度值组[SP3_1，SP3_2，…，SP3_n]。
步骤1039，计算第一角度谱幅度值SP1和第三角度谱幅度值组[SP3_1，SP3_2，…，SP3_n]中每个角度谱幅度的误差平方和，以得到对应的方差值组[Var1，Var2，…，Varn]，其中Varm=sum((SP1-SP3_m)^2)，m为1~n。
例如，Var1=sum((SP1-SP3_1)^2)，Var2=sum((SP1-SP3_2)^2)，以此类推。
步骤1040，选择方差值组[Var0，Var1，Var2，…，Varn]中最小的方差值，并将该最小的方差值所对应的俯仰角作为目标俯仰角β。
其中，所述方差值组[Var0，Var1，Var2，…，Varn]与俯仰角组[β0，β1，β2，…，βn]对应。
也就是说，方差值Var0与俯仰角β0对应，方差值Var1与俯仰角β1对应，方差值Var2与俯仰角β2对应等，以此类推。
假设Var2为该方差值组[Var0，Var1，Var2，…，Varn]中最小的方差值，那么将该方差值Var2所对应的俯仰角β2作为目标俯仰角β。
在本申请的一些实施例中，步骤104中，所述根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，并根据所述模糊数计算目标方位角的步骤还包括：
步骤1041，获取第一角度谱幅度值SP1对应的峰值索引N0，并计算其对应的相位，其中/>，N表示傅里叶变换的点数。
其中，峰值索引N0可以从距离-多普勒图中获取到。
步骤1042，获取目标俯仰角β对应的第三角度谱FA3_x。
其中，FA3_x表示第三角度谱组[FA3_1，FA3_2，…，FA3_n]中的某一个角度谱。
例如，将最小值为方差值Var2所对应的俯仰角β2作为目标俯仰角β，目标俯仰角β对应的角度谱是第三角度谱FA3_2。
步骤1043，获取第一角度谱FA1和第三角度谱FA3_x各自对应的索引的幅相数据，以得到对应的第一幅相数据C1和第三幅相数据C3。
也就是说，第一角度谱FA1对应的幅相数据是第一幅相数据C1，第三角度谱FA3_x对应的幅相数据是第三幅相数据C3。
步骤1044，获取第一幅相数据C1和第三幅相数据C3各自对应的第一相位数据和第三相位数据/>。
也就是说，第一幅相数据C1对应的相位数据是第一相位数据，第三幅相数据C3对应的相位数据是第二相位数据/>。
步骤1045，根据第一相位数据和第三相位数据/>计算方位角的模糊数。
示例性地，方位角的模糊数按照下式计算：
；
其中，round表示进行四舍五入运算取整数，D1表示第一接收通道和第二接收通道的间隔距离，D2表示第二接收通道和第三接收通道的间距距离；
目标方位角按照下式计算：
；
其中，λ表示波长。
以下提供一实施例进行具体描述。
假设物理阵列如下：
发射阵列：tx=[0，14，28]；
接收阵列（方位面）：rx=[0，3，7，10]；
接收阵列（俯仰面）：rz=[0，1，0，0]；
虚拟阵列：[0，3，7，10，14，17，21，24，28，31，35，38]，对应的索引为[1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12]。
得到第一阵列A1=[0，7，14，21，28，35]，第二阵列A2=[3，10，17，24，31，38]。
假设仿真目标的方位角是0度，俯仰角是-1度。
具体测试过程如下：
步骤一，假设傅里叶变换的点数N取值是256，得到第一角度谱FA1是256*1的复向量，第一角度谱幅度值SP1是256*1的实向量。
其中，第一角度谱幅度值SP1如图5所示。
步骤二，假设估算俯仰角β0=-10度，那么第三角度谱幅度值SP3_0如图6所示。
步骤三，假设预设的俯仰角范围为[-10°，10°]，以预设的间隔为1°在俯仰角范围为[-10°，10°]中选择一组测量俯仰角[-10°，-9°，-8°，-7°，-6°，-5°，-4°，-3°，-2°，-1°，0°，1°，2°，3°，4°，5°，6°，7°，8°，9°，10°]，长度为21。
然后执行上述步骤1035~1040，得到一组方差值组[Var0，Var1，Var2，…，Var21]，如图7所示。从图7可以看出，方差值组[Var0，Var1，Var2，…，Var21]中最小值对应的角度是-1度，所以俯仰角β=-1°。然后，方位角可以按照上述步骤1041~1045可以计算得到。
综上所述，本申请通过利用获取到的估算俯仰角对所述第二阵列进行相位调整以得到第三阵列，并根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角，并根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，最后根据所述模糊数计算目标方位角，提高了方位角度分辨率和方位角精度。
下面对本申请提供的方位角和俯仰角的测量装置进行描述，下文描述的方位角和俯仰角的测量装置与上文描述的方位角和俯仰角的测量方法可相互对应参照。
请参考图8，图8是本申请提供的方位角和俯仰角的测量装置的结构示意图。一种方位角和俯仰角的测量装置800，所述装置包括配置模块801和测量模块802。
示例性地，配置模块801用于配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列，并对所述虚拟阵列进行分组以得到第一阵列和第二阵列。
示例性地，测量模块802用于基于获取到的估算俯仰角对所述第二阵列进行相位调整以得到第三阵列，并根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角；以及根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，并根据所述模糊数计算目标方位角。
示例性地，测量模块802还用于：
根据预设的俯仰角范围获取所述估算俯仰角β0，其中；
根据所述估算俯仰角β0计算其相位，其中/>，/>表示虚数单位，/>为预设固定值；
将所述第二阵列A2的至少一个通道乘以所述相位，以得到所述第三阵列A3_0，所述第一阵列A1和所述第二阵列A2均包括多个通道。
示例性地，测量模块802还用于：
对所述第一阵列A1进行傅里叶变换后得到第一角度谱FA1，并对所述第一角度谱FA1进行取模以得到第一角度谱幅度值SP1；
对所述第三阵列A3_0进行傅里叶变换后得到第三角度谱FA3_0，并对所述第三角度谱FA3_0进行取模以得到第三角度谱幅度值SP3_0；
计算所述第一角度谱幅度值SP1和所述第三角度谱幅度值SP3_0的误差平方和，以得到方差值Var0，其中Var0=sum((SP1-SP3_0)^2)。
示例性地，测量模块802还用于：
以预设的间隔在所述俯仰角范围区间中选取一组测量俯仰角[β1，β2，…，βn]，其中/>≤β1，βn≤/>；
分别对该组测量俯仰角[β1，β2，…，βn]中的每一个测量俯仰角计算其对应的相位，以得到其对应的相位组[1，/>2，…，/>n]，其中/>，/>为1~n，n为正整数；
将所述第二阵列A2的至少一个通道分别乘以所述相位组[1，/>2，…，/>n]，以得到对应的第三阵列组[A3_1，A3_2，…，A3_n];
对所述第三阵列组[A3_1，A3_2，…，A3_n]中的每个阵列分别进行傅里叶变换，以得到对应的第三角度谱组[FA3_1，FA3_2，…，FA3_n]；
对所述第三角度谱组[FA3_1，FA3_2，…，FA3_n]中的每个角度谱进行取模，以得到对应的第三角度谱幅度值组[SP3_1，SP3_2，…，SP3_n]；
计算所述第一角度谱幅度值SP1和所述第三角度谱幅度值组[SP3_1，SP3_2，…，SP3_n]中每个角度谱幅度的误差平方和，以得到对应的方差值组[Var1，Var2，…，Varn]，其中Varm=sum((SP1-SP3_m)^2)，m为1~n。
示例性地，测量模块802还用于：
选择方差值组[Var0，Var1，Var2，…，Varn]中最小的方差值；
将该最小的方差值所对应的俯仰角作为所述目标俯仰角β；
其中，所述方差值组[Var0，Var1，Var2，…，Varn]与俯仰角组[β0，β1，β2，…，βn]对应。
示例性地，测量模块802还用于：
获取所述第一角度谱幅度值SP1对应的峰值索引N0，并计算其对应的相位，其中，N表示傅里叶变换的点数；
获取所述目标俯仰角β对应的第三角度谱FA3_x；
获取所述第一角度谱FA1和所述第三角度谱FA3_x各自对应的索引的幅相数据，以得到对应的第一幅相数据C1和第三幅相数据C3；
获取所述第一幅相数据C1和所述第三幅相数据C3各自对应的第一相位数据和第三相位数据/>；
根据所述第一相位数据和所述第三相位数据/>计算所述模糊数。
示例性地，测量模块802还用于：
所述模糊数按照下式计算：
；
其中，round表示进行四舍五入运算取整数，D1表示第一接收通道和第二接收通道的间隔距离，D2表示第二接收通道和第三接收通道的间距距离；
所述目标方位角按照下式计算：
；
其中，λ表示波长。
示例性地，配置模块801还用于：
配置第一接收通道Rx1和第二接收通道Rx2在水平方向的间隔距离为D1；
配置第二接收通道Rx2和第三接收通道Rx3在水平方向的间隔距离为D2；
配置第三接收通道Rx3和第四接收通道Rx4在水平方向的间隔距离为D3；
配置所述第二接收通道Rx2在垂直方向的高度均高于所述第一接收通道Rx1、所述第三接收通道Rx3以及所述第四接收通道Rx4；
其中，D1与D2互质，且2*D1-D2=1，D1=D3。
示例性地，配置模块801还用于：
配置第一发射通道Tx1、第二发射通道Tx2以及第三发射通道Tx3为水平方向间隔距离相等的均匀阵；
其中，所述第一发射通道Tx1和所述第二发射通道Tx2的距离间隔D4=2*（D1+D2）。
在此需要说明的是，本申请实施例提供的上述方位角和俯仰角的测量装置，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
在本申请的一些实施例种，本申请还提供一种雷达设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上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程序时实现如上所述的方位角和俯仰角的测量方法的步骤。
此外，上述的存储器中的逻辑指令可以通过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，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品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）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本申请还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的方位角和俯仰角的测量方法，该方法包括：
配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列，并对所述虚拟阵列进行分组以得到第一阵列和第二阵列；
基于获取到的估算俯仰角对所述第二阵列进行相位调整以得到第三阵列；
根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角；
根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，并根据所述模糊数计算目标方位角。
又一方面，本申请还提供一种非暂态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以执行上述各提供的方位角和俯仰角的测量方法，该方法包括：
配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列，并对所述虚拟阵列进行分组以得到第一阵列和第二阵列；
基于获取到的估算俯仰角对所述第二阵列进行相位调整以得到第三阵列；
根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角；
根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，并根据所述模糊数计算目标方位角。
本申请实施例提供的一种雷达设备、一种计算机程序产品、一种处理器可读存储介质，其上存储的计算机程序使处理器能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上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。

Claims (12)

1.一种方位角和俯仰角的测量方法，其特征在于，所述方法包括：
配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列，并对所述虚拟阵列进行分组以得到第一阵列和第二阵列；
基于获取到的估算俯仰角对所述第二阵列在垂直方向上高于其他通道的至少一个通道进行相位调整以得到第三阵列；
根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角；
根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，并根据所述模糊数计算目标方位角。
2.根据权利要求1所述的方位角和俯仰角的测量方法，其特征在于，所述基于获取到的估算俯仰角对所述第二阵列进行相位调整以得到第三阵列的步骤包括：
根据预设的俯仰角范围获取所述估算俯仰角β0，其中/>；
根据所述估算俯仰角β0计算其相位，其中/>，/>表示虚数单位，/>为预设固定值；
将所述第二阵列A2的至少一个通道乘以所述相位，以得到所述第三阵列A3_0，所述第一阵列A1和所述第二阵列A2均包括多个通道。
3.根据权利要求2所述的方位角和俯仰角的测量方法，其特征在于，所述根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角的步骤包括：
对所述第一阵列A1进行傅里叶变换后得到第一角度谱FA1，并对所述第一角度谱FA1进行取模以得到第一角度谱幅度值SP1；
对所述第三阵列A3_0进行傅里叶变换后得到第三角度谱FA3_0，并对所述第三角度谱FA3_0进行取模以得到第三角度谱幅度值SP3_0；
计算所述第一角度谱幅度值SP1和所述第三角度谱幅度值SP3_0的误差平方和，以得到方差值Var0，其中Var0=sum((SP1-SP3_0)^2)。
4.根据权利要求3所述的方位角和俯仰角的测量方法，其特征在于，所述根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角的步骤还包括：
以预设的间隔在所述俯仰角范围区间中选取一组测量俯仰角[β1，β2，…，βn]，其中/>≤β1，βn≤/>；
分别对该组测量俯仰角[β1，β2，…，βn]中的每一个测量俯仰角计算其对应的相位，以得到其对应的相位组[1，/>2，…，/>n]，其中/>，/>为1~n，n为正整数；
将所述第二阵列A2的至少一个通道分别乘以所述相位组[1，/>2，…，/>n]，以得到对应的第三阵列组[A3_1，A3_2，…，A3_n];
对所述第三阵列组[A3_1，A3_2，…，A3_n]中的每个阵列分别进行傅里叶变换，以得到对应的第三角度谱组[FA3_1，FA3_2，…，FA3_n]；
对所述第三角度谱组[FA3_1，FA3_2，…，FA3_n]中的每个角度谱进行取模，以得到对应的第三角度谱幅度值组[SP3_1，SP3_2，…，SP3_n]；
计算所述第一角度谱幅度值SP1和所述第三角度谱幅度值组[SP3_1，SP3_2，…，SP3_n]中每个角度谱幅度的误差平方和，以得到对应的方差值组[Var1，Var2，…，Varn]，其中Varm=sum((SP1-SP3_m)^2)，m为1~n。
5.根据权利要求4所述的方位角和俯仰角的测量方法，其特征在于，所述根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角的步骤还包括：
选择方差值组[Var0，Var1，Var2，…，Varn]中最小的方差值；
将该最小的方差值所对应的俯仰角作为所述目标俯仰角β；
其中，所述方差值组[Var0，Var1，Var2，…，Varn]与俯仰角组[β0，β1，β2，…，βn]对应。
6.根据权利要求5所述的方位角和俯仰角的测量方法，其特征在于，所述根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，并根据所述模糊数计算目标方位角的步骤还包括：
获取所述第一角度谱幅度值SP1对应的峰值索引，并计算其对应的相位/>，其中，N表示傅里叶变换的点数；
获取所述目标俯仰角β对应的第三角度谱FA3_x；
获取所述第一角度谱FA1和所述第三角度谱FA3_x各自对应的索引的幅相数据，以得到对应的第一幅相数据C1和第三幅相数据C3；
获取所述第一幅相数据C1和所述第三幅相数据C3各自对应的第一相位数据和第三相位数据/>；
根据所述第一相位数据和所述第三相位数据/>计算所述模糊数。
7.根据权利要求6所述的方位角和俯仰角的测量方法，其特征在于，所述根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，并根据所述模糊数计算目标方位角的步骤还包括：
所述模糊数按照下式计算：
；
其中，round表示进行四舍五入运算取整数，D1表示第一接收通道和第二接收通道的间隔距离，D2表示第二接收通道和第三接收通道的间距距离；
所述目标方位角按照下式计算：
；
其中，λ表示波长。
8.根据权利要求1所述的方位角和俯仰角的测量方法，其特征在于，所述配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列的步骤包括：
配置第一接收通道Rx1和第二接收通道Rx2在水平方向的间隔距离为D1；
配置第二接收通道Rx2和第三接收通道Rx3在水平方向的间隔距离为D2；
配置第三接收通道Rx3和第四接收通道Rx4在水平方向的间隔距离为D3；
配置所述第二接收通道Rx2在垂直方向的高度均高于所述第一接收通道Rx1、所述第三接收通道Rx3以及所述第四接收通道Rx4；
其中，D1与D2互质，且2*D1-D2=1，D1=D3。
9.根据权利要求8所述的方位角和俯仰角的测量方法，其特征在于，所述配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列的步骤包括：
配置第一发射通道Tx1、第二发射通道Tx2以及第三发射通道Tx3为水平方向间隔距离相等的均匀阵；
其中，所述第一发射通道Tx1和所述第二发射通道Tx2的距离间隔D4=2*（D1+D2）。
10.一种方位角和俯仰角的测量装置，其特征在于，所述装置包括：
配置模块，用于配置发射通道和接收通道对应的虚拟阵列，并对所述虚拟阵列进行分组以得到第一阵列和第二阵列；
测量模块，用于基于获取到的估算俯仰角对所述第二阵列在垂直方向上高于其他通道的至少一个通道进行相位调整以得到第三阵列，并根据所述第一阵列和所述第三阵列确定目标俯仰角；以及根据所述第一阵列和所述目标俯仰角计算模糊数，并根据所述模糊数计算目标方位角。
11.一种雷达设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上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程序时实现如权利要求1至9任一项所述的方位角和俯仰角的测量方法的步骤。
12.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的方位角和俯仰角的测量方法的步骤。
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