CN117784053A - 提高目标探测精确度的方法和装置、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种提高目标探测精确度的方法和装置、电子设备、非瞬时性计算机可读存储介质，所述方法包括根据回波信号的离散频谱分析过程，得到所述回波信号的离散频谱函数，其中，所述离散频谱函数的自变量是所述回波函数的离散采样点与探测目标的频率的偏移量；利用所述离散频谱函数，构建所述离散频谱函数的反函数，其中，所述反函数的自变量是所述同波信号的离散频谱值；利用所述反函数计算所述偏移量。根据一些实施例，整个计算过程不受离散频谱采样点的限制，可以实现超精度测量。
Description
技术领域
本申请涉及目标探测技术领域，具体而言，涉及一种提高目标探测精确度的方法和装置、电子设备、非瞬时性计算机可读存储介质。
背景技术
雷达是通过发射电磁波信号，并接收被目标散射和/反射所形成的回波信号，以及对回波信号进行离散化及离散频率分析以获取目标的距离、速度和/或角度等物理量。
由于频率分析得到的频谱是离散的，因此频谱点对应的物理量估计也是离散的，进而导致对物理量的测量估计精度受制于离散频谱的采样间隔，使得目标探测精度无法得到进一步的有效提升。
发明内容
本申请提出一种提高目标探测精确度的方法和装置、电子设备、非瞬时性计算机可读存储介质，以解决上述至少一种问题。
根据本申请的一方面，提出一种提高目标探测精确度的方法，所述方法用于调频连续波雷达中，所述方法包括根据回波信号的离散频谱分析过程，得到所述回波信号的离散频谱函数，其中，所述离散频谱函数的自变量是所述离散频谱分析中基于能量得到的离散点数据与目标真实数据之间的偏移量；利用所述离散频谱函数，构建所述离散频谱函数的反函数，其中，所述反函数的自变量是所述回波信号的离散频谱值；利用所述反函数计算所述偏移量。
根据一些实施例，所述离散频谱分析过程包括对所述回波信号的离散采样点进行加窗处理；对加窗处理后的离散采样点进行快速傅里叶变换；其中，所述快速傅里叶变换包括距离维傅里叶变换、速度维傅里叶变换和角度维傅里叶变换中的至少一种。
根据一些实施例，所述离散频谱函数的峰值处满足高斯函数分布。
根据一些实施例，所述利用所述离散频谱函数，构建所述离散频谱函数的反函数，包括：利用多项式函数拟合所述离散频谱函数的反函数。
根据一些实施例，所述利用所述反函数计算所述偏移量，包括利用所述回波信号的多个离散采样点构建齐次多项式；利用所述反函数计算所述齐次多项式的系数；利用构建的所述齐次多项式和计算的所述齐次多项式的系数计算所述偏移量。
根据一些实施例，所述利用所述反函数计算所述齐次多项式的系数，包括利用所述回波信号的多个离散采样点，根据所述反函数构建方程组；根据所述方程组计算所述齐次多项式的系数。
根据一些实施例，所述利用所述反函数计算所述偏移量，包括：利用所述反函数计算所述齐次多项式的系数；基于所述齐次多项式的系数计算所述偏移量。基于所述齐次多项式的系数计算所述偏移量。
根据一些实施例，所述方法还包括利用所述偏移量和所述回波信号的多个离散值计算所述目标的估计值。
根据一些实施例，所述估计值为所述目标的速度、距离和/或波达方向的估计值。
根据本申请的一方面，提出一种提高目标探测精确度的方法，所述方法用于调频连续波雷达中，包括对回波信号进行信号处理以得到目标参数能量数据，所述目标参数能量数据中包括多个离散点；基于能量在所述多个离散点中筛选出至少一个第一目标点；针对任一所述第一目标点，与所述目标参数能量数据中选取与所述第一目标点相邻的预设数量的相邻点；基于所述至少一个第一目标点和所述至少第一目标点的相邻点的能量值构建拟合函数；基于所述拟合函数获取所述第一目标点的偏移量估计；以及基于所述偏移量估计和所述第一目标点获取所述目标参数能量数据中对应的目标参数估计。
根据一些实施例，所述信号处理包括离散频谱分析，所述对回波信号进行信号处理以得到目标参数能量数据，包括：对回波信号进行离散频谱分析；对离散频谱分析结果进行预处理，以得到所述目标参数能量数据。
根据一些实施例，所述离散频谱分析为快速傅里叶变换，所述对离散频谱分析结果进行预处理包括利用对数函数对离散频谱分析结果进行预处理，例如：针对FMCW毫米波雷达的信号处理过程中，由于对数函数的计算结果特性与雷达信号处理中快速傅里叶变换特性相互契合，故而采用对数函数对离散频谱分析的结果进行预处理，从而使得后续的目标信息处理不会受到诸如离散频谱间隔的限制，以更加有效的提升目标信息检测的精度。
根据一些实施例，基于所述至少一个第一目标点和所述至少第一目标点的相邻点的能量值构建拟合函数，包括对所述至少一个第一目标点和所述至少一个第一目标点的能量分别进行预处理；以及基于预处理后的所述至少一个第一目标点和所述至少一个第一目标点的的相邻点的能量构建所述拟合函数，其中，所述拟合函数用于表征所述信号处理过程。
根据一些实施例，所述预处理为对所述至少一个第一目标点和所述至少一个第一目标点的能量进行求平方值、开平方根或取对数处理。
根据一些实施例，所述基于所述拟合函数获取所述第一目标点的偏移量估计，包括基于预置的N阶多项式和所述拟合函数获取所述第一目标点的偏移量估计，其中，N为大于或等于1的整数。
根据一些实施例，所述基于所述N阶多项式和所述拟合函数获取所述第一目标点的偏移量估计，包括通过对所述拟合函数进行泰勒级数展开后，求取逆函数以得到两组系数；基于所述两组系数和所述N阶多项式得到两个N次齐次多项式；以及获取所述两个N次齐次多项式之间的比值以得到该第一目标点的偏移量估计。
根据一些实施例，所述目标参数估计包括目标距离、目标速度和目标角度中的至少一个。
根据一些实施例，所述预处理为硬件实现。
根据一些实施例，所述基于所述N阶多项式和所述拟合函数获取所述第一目标点的偏移量估计为硬件实现。
根据本申请的一方面，提出一种提高目标探测精确度的装置，所述装置用于调频连续波雷达中，所述装置包括离散频率函数计算单元，用于根据回波信号的离散频谱分析过程，得到所述回波信号的离散频谱函数，其中，所述离散频谱函数的自变量是所述离散频谱分析中基于能量得到的离散点数据与目标真实数据之间的偏移量；反函数计算单元，用于利用所述离散频谱函数，构建所述离散频谱函数的反函数，其中，所述反函数的自变量是所述回波信号的离散频谱值；偏移量计算单元，用于利用所述反函数计算所述偏移量。
根据本申请的一方面，提出一种集成电路，包括数据修正模块，用于实现如前任一实施例所述的方法。
根据一些实施例，所述集成电路为毫米波雷达芯片。
根据本申请的一方面，提出一种无线电器件，包括天线；以及如前任一实施例所述的集成电路；其中，所述集成电路与所述天线电连接，用于收发无线电信号。
根据本申请的一方面，提出一种电子设备，包括处理单元；以及存储单元，存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行如前任一实施例所述的方法。
根据本申请的一方面，提出一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述指令被处理器执行时，使得所述处理器执行如前任一实施例所述的方法。
根据本申请的实施例，整个计算过程不受离散频谱采样点的限制，可以实现超精度测量。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。通过参照附图详细描述其示例实施例，本申请的上述和其他目标、特征及优点将变得更加显而易见。
图1示出根据本申请示例实施例的一种应用环境示意图；
图2示出根据本申请示例实施例的一种提高目标探测精确度的方法流程图；
图3示出根据本申请示例实施例的一种提高目标探测精确度的方法流程图；
图4示出根据本申请示例实施例的一种提高目标探测精确度的装置框图；
图5示出根据本申请示例性实施例的一种电子设备。
图6示出根据本申请示例实施例的一种误差比较示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有这些特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方式、组元、材料、装置或操作等。在这些情况下，将不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
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”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，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、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
对回波信号进行滤波、混频、模数转换并采样等处理后，可以得到以频率作为目标物理量的离散信号。通过对该离散信号做离散频率分析，即可得到该信号的离散频谱。其中，离散频谱分析处理过程可以以离散频谱分析中基于能量得到的离散点数据与目标真实数据之间的偏移量为自变量的函数表示，如公式(1)所示：
其中，S[K]为以离散频谱分析中基于能量得到的离散点数据与目标真实数据之间的偏移量为自变量的离散频谱函数，/>为以偏差值为自变量的离散频谱函数。
根据本申请的实施例，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，雷达102发射探测信号，该探测信号被目标104折射和/或反射形成回波信号被雷达102所接收，雷达102对目标104的回波信号进行离散化处理后得到离散点谱(如频谱、角度谱等)，通过对该离散点谱进行分析，以确定目标104相对于雷达102的距离、移动速度和波达方向等，从而实现目标的探测及定位。
如前所述，在雷达测速、测距以及测波达方向(Direction OfArrival，DOA)等诸多应用场景中，通常可以对雷达***中的接收天线所接收到的回波信号进行模数转换ADC处理后，继续采样、快速傅里叶变换FFT等处理后，可以得到反映目标104的距离、速度和波达方向等信息的目标估计频谱离散点。若回波信号中反映目标104物理量的真实频谱值与上述的目标估计频谱离散点不重合时，则此时得到的目标的估计物理量与实际的目标物理量就会存在一定的误差，且在实际的应用场景中，由于是用离散值去估计连续值，进而使得真实频谱值与目标估计频谱离散点重合的概率极低，即雷达102所测目标的物理量信息大概率会存在误差，且误差的大小会受限于上述的诸如ADC处理及其后续采样频率的限制。
由于频率分析得到的频谱是离散的，因此频谱点对应的物理量估计也是离散的。因此，对物理量的测量精度会受制于离散频谱的采样间隔。但采样点数的增加，势必会增加***的资源消耗，对雷达102的硬件资源与计算资源的要求也会更高。
本申请发明人发现，在雷达回波信号的离散频谱S[K]中，针对任一目标而言，除能量最大离散点外，其他离散点同样也包含目标物理量的信息。因此，可以根据各离散频点的能量关系，进一步估计目标相对离散估计的偏移量。
由于离散频谱可以离散频谱分析中基于能量得到的离散点数据与目标真实数据之间的偏移量为自变量的函数表示，如公式(1)所示，根据本申请的实施例，通过计算离散频谱分析函数的反函数，计算离散采样点与目标真实数据之间的偏差值，并利用计算的偏差值确定探测目标的估计值。由于如公式(1)所示的离散频谱函数是连续的，因此，整个计算过程不受离散频谱采样点的限制，可以实现超精度测量。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图对本申请实施例中的各种非限定实施方式进行示例性说明。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合附图，对根据本申请的具体实施例进行详细说明。
图2示出根据本申请示例实施例的一种提高目标探测精确度的方法流程图，下面以图2为例，对根据本申请的一种提高目标探测精确度的方法进行详细说明。
根据本申请的示例实施例，图2所示的方法用于调频连续波雷达中。
如图2所示，在步骤S201中，根据同波信号的离散频谱分析过程，得到同波信号的离散频谱函数，其中，离散频谱函数的自变量离散频谱分析中基于能量得到的离散点数据与目标真实数据之间的偏移量。
在此需要说明的是，由于步骤S201中得到的回波信号的离散频谱函数与对回波信号的离散频谱分析过程相关。离散频谱分析过程不同，得到的离散频谱函数不同。因此，本申请并不对离散频谱函数进行限定。
根据本申请的一些实施例，离散频谱分析过程包括：
首先，对回波信号的离散采样点进行加窗处理。
然后，对加窗处理后的离散采样点进行快速傅里叶变换。其中，快速傅里叶变换可包括距离维傅里叶变换、速度维傅里叶变换和角度维傅里叶变换中的至少一种。
根据一些实施例，经过加窗及快速傅里叶变化后，回波信号的离散频谱函数的峰值处可由高斯函数近似表示。
根据一些实施例，该高斯函数的自变量为目标物理量对应的频率相对离散频谱函数的采样点坐标对应的频率的偏移量。
在步骤S203，利用离散频谱函数，构建离散频谱函数的反函数，其中，所述反函数的自变量是回波信号的离散频谱值。
由于步骤S201中得到的离散频谱函数的自变量是离散频谱函数的自变量是离散频谱分析中基于能量得到的离散点数据与目标真实数据之间的偏移量。因此，通过计算离散频谱函数的反函数，即可得到离散频谱分析中基于能量得到的离散点数据与目标真实数据之间的偏移量。
根据一些实施例，利用多项式函数拟合离散频谱函数的反函数。
根据本申请的实施例，在利用多项式拟合离散频谱函数的反函数时，在使得拟合的多项式函数与离散频谱函数的反函数近似的基础上，选择多项式函数的泰勒级数展开少的多项式。
根据一些实施例，由公式(2)表示拟合离散频谱函数的反函数：
在步骤S205，利用反函数计算偏移量。
根据一些实施例，通过如下方式计算偏移量：
首先，利用回波信号的多个离散采样点构建齐次多项式。
然后，利用反函数计算齐次多项式的系数。
最后，利用构建的齐次多项式和计算的齐次多项式的系数计算偏移量。
根据本申请的实施例，构建的齐次多项式由公式(3)和公式(4)表示：
其中，n0+n1+n2+…＝N。
根据一些实施例，由公式(5)计算偏移量：
△x＝A/B (5)
根据本申请的示例，通过如下步骤利用反函数计算齐次多项式的系数：
首先，利用回波信号的多个离散采样点，根据反函数构建方程组；
然后，根据方程组计算齐次多项式的系数。
例如，利用回波信号的能量最大值离散采样点和能量最大值离散采样点相邻采样点构建方程组，如公式(6)所示。
根据一些实施例，在步骤S205之后，还利用计算的偏移量和回波信号的多个离散值计算探测目标的频率的估计值，如公式(7)所示：
x＝x[k]+Δxk (7)
根据一些实施例，公式(7)计算的估计值为探测目标的频率的移动速度、距离或回波信号的波达方向的估计值。
根据图2所示的实施例，整个计算过程不受离散频谱采样点的限制，可以实现超精度测量，其估计误差为现有离散估计方法误差的1/20。
如图6所示的误差对比示意图，其横坐标为信号信噪比，纵坐标为估计方法的误差相对于离散频谱采样间隔。如图5所示，在信噪比SNR大于18dB时，根据本申请的实施例(RMSPlayback)的估计精度为现有离散估计方法(Sim、STD、DL RMS)误差的5*10-2，也即1/20。
图2对根据本申请示例实施例的一种提高目标探测精确度的方法进行了介绍，下面以对同波信号的离散采样点进行加窗处理；然后，对加窗处理后的离散采样点进行快速傅里叶变换的离散频谱方法为例，具体说明根据本申请示例实施例的一种提高目标探测精确度的方法。
根据本申请的实施例，对回波信号的离散采样点进行加窗处理；然后，对加窗处理后的离散采样点进行快速傅里叶变换的离散频谱方法后，回波信号的离散频谱函数如公式(1)所示的以离散频谱分析中基于能量得到的离散点数据与目标真实数据之间的偏移量为自变量的函数表示。
受制于估计精度及计算成本，在保证公式(1)的反函数的泰勒级数展开幂次尽可能小的情况下，根据本申请的实施例，公式(1)的反函数如公式(8)所示。
例如，利用公式(8)和同波信号的离散采样点构建方程组，如公式(9)所示：
可选的，利用离散频谱采样点的坐标，可以得到：
Δxk+1＝Δxk+(xk+1-xk) (10)
Δxk-1＝Δxk-(xk-xk-1) (11)
根据公式(5)，可利用公式(9)～(11)计算的偏差值如公式(12)所示：
其中，A＝logWk-1-logWk+1，B＝2logWk-1+logWk+1-2logWk。
图3示出根据本申请示例实施例的一种提高目标探测精确度的方法流程图，下面以图3为例，对根据本申请示例实施例的一种提高目标探测精确度的方法进行详细说明。
如图3所示，在步骤S301，对回波信号进行信号处理以得到目标参数能量数据，其中，目标参数能量数据中包括多个离散点。
根据一些实施例，信号处理包括离散频谱分析。在步骤S301中，对回波信号进行信号处理以得到目标参数能量数据，包括：对回波信号进行离散频谱分析；然后，对离散频谱分析结果进行预处理，以得到目标参数能量数据。
在此需要说明的是，在对回波信号进行离散频谱分析之前，还需进行模数转换以及采样等操作，在此不做限定。
根据一些实施例，离散频谱分析为快速傅里叶变换，在步骤S301中，利用对数函数对离散频谱分析结果进行预处理，以得到目标参数能量数据。
例如：针对FMCW(Frequency Modulated Continuous Wave，简称调频连续波)毫米波雷达的信号处理过程中，由于对数函数的计算结果特性与雷达信号处理中快速傅里叶变换特性相互契合，故而采用对数函数对离散频谱分析的结果进行预处理，从而使得后续的目标信息处理不会受到诸如离散频谱间隔的限制，以更加有效的提升目标信息检测的精度。
在步骤S303，基于能量在多个离散点中筛选出至少一个第一目标点。
根据一些实施例，雷达接收的回波信号可能包括一个或多个目标，从而回波信号的波形包括一个或多个能量峰值。从而，在步骤S303中，在多个离散点中筛选出一个或多个第一目标点。
在步骤S305，针对任一第一目标点，与目标参数能量数据中选取与第一目标点相邻的预设数量的相邻点。
如前所述，除能量最大离散点外，其他离散点同样也包含目标物理量的信息。可以根据各离散频点的能量关系，进一步估计目标相对离散估计的偏移量。因此，在步骤S305中，针对获得每个第一目标点，获取与其相邻的预设数量的相邻点。例如，分别获取与每个第一目标点左侧相邻的离散点和右侧相邻的离散点。
在步骤S307，基于至少一个第一目标点和至少第一目标点的相邻点的能量值构建拟合函数。其中，拟合函数用于表征步骤S301的信号处理过程。
根据一些实施例，在步骤S307中，首先对每个目标点和其相邻点的能量值进行预处理，并基于预处理的每个目标点和其相邻点的能量值构建拟合函数。其中，预处理包括对至少一个第一目标点和至少一个第一目标点的能量进行求平方值、开平方根或取对数处理。
在步骤S309，基于拟合函数获取第一目标点的偏移量估计。
根据一些实施例，基于预置的N阶多项式和拟合函数获取第一目标点的偏移量估计，其中，N为大于或等于1的整数。
下面以离散频谱分析为快速傅里叶变换，预处理函数为log函数为例，对步骤S309执行过程进行详细说明。
步骤S3091，通过对拟合函数进行泰勒级数展开后，求取逆函数以得到两组系数，如公式(8)所示。
步骤S3093，基于两组系数和预置的N阶多项式得到两个N次齐次多项式，如公式(12)所示。其中，预置的N阶多项式规定了多项式的级数。
步骤S3095，获取两个N次齐次多项式之间的比值以得到该第一目标点的偏移量估计，如公式(12)所示。
在步骤S311，基于偏移量估计和第一目标点获取目标参数能量数据中对应的目标参数估计。
根据一些实施例，目标参数估计包括目标距离、目标速度和目标角度中的至少一个。
根据一些实施例，前述的预处理、步骤S3091中的求解逆函数、步骤S3093得到的多项式及步骤S3095中计算多项式的比值均利用硬件实现，且计算至少一个目标点的目标参数估计时可共用至少部分所述硬件结构。
上面主要从方法的角度对本申请实施例进行了介绍。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例所描述的各示例的操作或步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。本领域技术人员可以对每个特定的操作或方法使用不同方式来实现所描述的功能，这种实现不应认为超出本申请的范围。
下面描述本申请的装置实施例。对于本申请装置实施例中未说明的细节，可参照本申请方法实施例。
图4示出根据本申请示例实施例的一种提高目标探测精确度的装置框图，下面以图4为例，对根据本申请示例实施例的一种提高目标探测精确度的装置进行详细说明。
如图4所示的装置包括离散频率函数计算单元401、反函数计算单元3403和偏移量计算单元405，其中，离散频率函数计算单元401用于根据回波信号的离散频谱分析过程，得到所述回波信号的离散频谱函数，其中，离散频谱函数的自变量是离散频谱分析中基于能量得到的离散点数据与目标真实数据之间的偏移量；反函数计算单元403用于利用所述离散频谱函数，构建所述离散频谱函数的反函数，其中，所述反函数的自变量是所述回波信号的离散频谱值；偏移量计算单元405用于利用反函数计算偏移量。
根据本申请的实施例，图4所示的装置用于调频连续波雷达中。
根据本申请的实施例，还提出一种集成电路。该集成电路包括信号源目标数量确定模块，用于实现如前所述的实施例。根据一些实施例，集成电路为毫米波雷达芯片。可选的，所述集成电路可为AiP(Antenna-In-Package，封装内天线)芯片结构、AoP(Antenna-On-Package，封装上天线)芯片结构或AoC(Antenna-On-Chip，片上天线)芯片结构。
在一个可选的实施例中，所述集成电路可与本申请任一实施例中所阐述的雷达芯片等同，即其相互之间可具有同样的结构及功能，也可相互结合，以用于形成级联结构，为了阐述简便，在此便不予赘述，但应当理解的是，本领域人员基于本申请所记载的内容应当获悉的技术均应包含在本申请所记载的范围内。
根据本申请的另一些实施例，还提出一种无线电器件。该无线电器件包括天线，以及如前所述的集成电路。其中，集成电路与天线电连接，用于收发无线电信号。例如，该无线电器件可包括：承载体、如上述任一实施例所述的集成电路和天线等，所述集成电路可设置在承载体上；天线可设置在承载体上，或者与所述集成电路集成为一体器件设置在所述承载体上(即此时该天线可为AiP、AoP或AoC结构中所设置的天线)；其中，所述集成电路与天线连接(即此时传感芯片或集成电路未集成有天线，如常规的SoC等)，用于收发无线电信号。其中，承载体可以为印刷电路板PCB，第一传输线可以为PCB走线。
图5示出根据本申请示例性实施例的一种电子设备。下面参照图5来描述根据本申请的这种实施方式的电子设备200。图5显示的电子设备200仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示，电子设备200以通用计算设备的形式表现。电子设备200的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元210、至少一个存储单元220、连接不同***组件(包括存储单元220和处理单元210)的总线230、显示单元240等。
其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元210执行，使得处理单元210执行本说明书描述的根据本申请各种示例性实施方式的方法。例如，处理单元210可以执行如图1中所示的方法。
存储单元220可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)2201和/或高速缓存存储单元2202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)2203。
存储单元220还可以包括具有一组(至少一个)程序模块2205的程序/实用工具2204，这样的程序模块2205包括但不限于：操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线230可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、***总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备200也可以与一个或多个外部设备300(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备200交互的设备通信，和/或与使得该电子设备200能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口250进行。并且，电子设备200还可以通过网络适配器260与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器260可以通过总线230与电子设备200的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备200使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
例如，本申请实施例中的电子设备还可包括：设备本体；以及设置于设备本体上的如上述任一实施例中所阐述的无线电器件；其中，该无线电器件可用于实现目标检测和/或无线通信等功能。
具体地，在上述实施例的基础上，在本申请的一个可选的实施例中，无线电器件可以设置在设备本体的外部，或者设置在设备本体的内部，而在本申请的其他可选的实施例中，无线电器件还可以一部分设置在设备本体的内部，一部分设置在设备本体的外部。本申请实施例对此不作限定，具体可视情况而定。
在一个可选的实施例中，上述设备本体可为应用于诸如智慧城市、智能住宅、交通、智能家居、消费电子、安防监控、工业自动化、舱内检测(如智能座舱)、医疗器械及卫生保健等领域的部件及产品。例如，该设备本体可为智能交通运输设备(如汽车、自行车、摩托车、船舶、地铁、火车等)、安防设备(如摄像头)、液位/流速检测设备、智能穿戴设备(如手环、眼镜等)、智能家居设备(如扫地机器人、门锁、电视、空调、智能灯等)、各种通信设备(如手机、平板电脑等)等，以及诸如道闸、智能交通指示灯、智能指示牌、交通摄像头及各种工业化机械臂(或机器人)等，也可为用于检测生命特征参数的各种仪器以及搭载该仪器的各种设备，例如汽车舱内生命特征检测、室内人员监控、智能医疗设备、消费电子设备等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行根据本申请实施方式的上述方法。
软件产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言-诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言-诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该计算机可读介质实现前述功能。
本领域技术人员可以理解上述各模块可以按照实施例的描述分布于装置中，也可以进行相应变化唯一不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
根据本申请的实施例，提出一种计算机程序，包括计算机程序或指令，该计算机程序或指令被处理器执行时，可以执行以上描述的方法。在一个可选的实施例中，上述集成电路可以为毫米波雷达芯片。集成电路中的数字功能模块的种类可以根据实际需求确定。例如，在毫米波雷达芯片，数据处理模块可以用于诸如距离维多普勒变换、速度维多普勒变换、恒虚警检测、波达方向检测、点云处理等，用于获取目标的距离、角度、速度、形状、尺寸、表面粗糙度及介电特性等信息。
需要说明的是，无线电器件可通过发射及接收无线电信号实现诸如目标检测和/或通信等功能，以向设备本体提供检测目标信息和/或通讯信息，进而辅助甚至控制设备本体的运行。
例如，当上述的设备本体应用于先进驾驶辅助***(即ADAS)时，作为车载传感器的无线电器件(如毫米波雷达)则可辅助ADAS***实现诸如自适应巡航、自动刹车辅助(即AEB)、盲点检测预警(即BSD)、辅助变道预警(即LCA)、倒车辅助预警(即RCTA)、泊车辅助、后方车辆示警、防撞、行人探测等应用场景。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (25)
1.一种提高目标探测精确度的方法，其特征在于，所述方法用于调频连续波雷达中，所述方法包括：
根据回波信号的离散频谱分析过程，得到所述回波信号的离散频谱函数，其中，所述离散频谱函数的自变量是所述离散频谱分析中基于能量得到的离散点数据与目标真实数据之间的偏移量；
利用所述离散频谱函数，构建所述离散频谱函数的反函数，其中，所述反函数的自变量是所述回波信号的离散频谱值；
利用所述反函数计算所述偏移量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离散频谱分析过程包括：
对所述回波信号的离散采样点进行加窗处理；
对加窗处理后的离散采样点进行快速傅里叶变换；
其中，所述快速傅里叶变换包括距离维傅里叶变换、速度维傅里叶变换和角度维傅里叶变换中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述离散频谱函数的峰值处满足高斯函数分布。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述离散频谱函数，构建所述离散频谱函数的反函数，包括：
利用多项式函数拟合所述离散频谱函数的反函数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述反函数计算所述偏移量，包括：
利用所述回波信号的多个离散采样点构建齐次多项式；
利用所述反函数计算所述齐次多项式的系数；
利用构建的所述齐次多项式和计算的所述齐次多项式的系数计算所述偏移量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述利用所述反函数计算所述齐次多项式的系数，包括：
利用所述回波信号的多个离散采样点，根据所述反函数构建方程组；
根据所述方程组计算所述齐次多项式的系数。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用所述反函数计算所述偏移量，包括：
利用所述反函数计算所述齐次多项式的系数；
基于所述齐次多项式的系数计算所述偏移量。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用所述偏移量和所述回波信号的多个离散值计算所述目标的估计值。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述估计值为所述目标的速度、距离和/或波达方向的估计值。
10.一种提高目标探测精确度的方法，其特征在于，所述方法用于调频连续波雷达中，包括：
对回波信号进行信号处理以得到目标参数能量数据，所述目标参数能量数据中包括多个离散点；
基于能量在所述多个离散点中筛选出至少一个第一目标点；
针对任一所述第一目标点，与所述目标参数能量数据中选取与所述第一目标点相邻的预设数量的相邻点；
基于所述至少一个第一目标点和所述至少第一目标点的相邻点的能量值构建拟合函数；
基于所述拟合函数获取所述第一目标点的偏移量估计；以及
基于所述偏移量估计和所述第一目标点获取所述目标参数能量数据中对应的目标参数估计。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述信号处理包括离散频谱分析，所述对回波信号进行信号处理以得到目标参数能量数据，包括：
对回波信号进行离散频谱分析；
对离散频谱分析结果进行预处理，以得到所述目标参数能量数据。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述离散频谱分析为快速傅里叶变换，所述对离散频谱分析结果进行预处理包括：
利用对数函数对离散频谱分析结果进行预处理。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，基于所述至少一个第一目标点和所述至少第一目标点的相邻点的能量值构建拟合函数，包括：
对所述至少一个第一目标点和所述至少一个第一目标点的能量分别进行预处理；以及
基于预处理后的所述至少一个第一目标点和所述至少一个第一目标点的的相邻点的能量构建所述拟合函数，其中，所述拟合函数用于表征所述信号处理过程。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述预处理为对所述至少一个第一目标点和所述至少一个第一目标点的能量进行求平方值、开平方根或取对数处理。
15.根据权利要求10-14中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述拟合函数获取所述第一目标点的偏移量估计，包括：
基于预置的N阶多项式和所述拟合函数获取所述第一目标点的偏移量估计，其中，N为大于或等于1的整数。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述基于所述N阶多项式和所述拟合函数获取所述第一目标点的偏移量估计，包括：
通过对所述拟合函数进行泰勒级数展开后，求取逆函数以得到两组系数；
基于所述两组系数和所述N阶多项式得到两个N次齐次多项式；以及
获取所述两个N次齐次多项式之间的比值以得到该第一目标点的偏移量估计。
17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述目标参数估计包括目标距离、目标速度和目标角度中的至少一个。
18.根据权利要求11-16所述的方法，其特征在于，所述预处理为硬件实现。
19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述基于所述N阶多项式和所述拟合函数获取所述第一目标点的偏移量估计为硬件实现。
20.一种提高目标探测精确度的装置，其特征在于，所述装置用于调频连续波雷达中，所述装置包括：
离散频率函数计算单元，用于根据回波信号的离散频谱分析过程，得到所述回波信号的离散频谱函数，其中，所述离散频谱函数的自变量是所述离散频谱分析中基于能量得到的离散点数据与目标真实数据之间的偏移量；
反函数计算单元，用于利用所述离散频谱函数，构建所述离散频谱函数的反函数，其中，所述反函数的自变量是所述同波信号的离散频谱值；
偏移量计算单元，用于利用所述反函数计算所述偏移量。
21.一种集成电路，其特征在于，包括数据修正模块，用于实现如权利要求1-19中任一所述的方法。
22.根据权利要求21所述的集成电路，其特征在于，所述集成电路为毫米波雷达芯片。
23.一种无线电器件，其特征在于，包括：
天线；以及
如权利要求21或22任一所述的集成电路；
其中，所述集成电路与所述天线电连接，用于收发无线电信号。
24.一种电子设备，包括：
处理单元；以及
存储单元，存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理单元执行时，使得所述处理单元执行如权利要求1-19中任一项所述的方法。
25.一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述指令被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-19中任一项所述的方法。
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