CN117784054A - 提高探测目标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探测目标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,其中,所述方法用于调频连续波雷达中,所述方法包括对回波信号进行信号处理以得到包括第一参数和第二参数的二维数据,所述二维数据包括多个离散点,所述第二参数用于表征每个二维数据的能量值;确定所述多个离散点中能量值最大离散点,以及位于所述能量值最大离散点两侧的第一相邻离散点和第二相邻离散点;根据所述能量值最大离散点、所述第一相邻离散点和所述第二相邻离散点利用曲线进行插值以确定目标的第一参数估计值。根据本申请一些实施例,在没有增加采样点的情况下提高了探测目标的精确度,且不会增加雷达***的硬件资源与计算资源的消耗。
Description
技术领域
本申请涉及数字信号处理领域,具体而言,涉及一种提高探测目标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
在雷达测速、测距以及测波达方向(Direction Of Arrival,DOA)等诸多应用场景中,在雷达测速、测距以及测波达方向(Direction Of Arrival,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FFT处理,得到回波信号的连续频谱。并利用对连续频谱进行间隔采样的采样点得到目标对象的距离、移动速度和波达方向。
为了提高测量精度,通常是增加FFT的点数,比如将FFT的点数由512个点增加至1024个点等,以尽可能减小采样间隔,也即减少相邻两个离散点之间的间隔,从而减小从这些更加密集的离散点中所确定出的离散点的坐标值与实际的坐标值之间的最大误差,以提高雷达***对于对象的移动速度、距离或者DOA的测量精度。
但是,FFT点数的增加,意味着处理这些离散点所需的计算量以及内存也会随之增加,使得雷达***的硬件资源与计算资源的消耗增大。
发明内容
本申请提出一种提高探测目标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,所述方法包括对回波信号进行信号处理以得到包括第一参数和第二参数的二维数据,所述二维数据包括多个离散点,所述第二参数用于表征每个二维数据的能量值;确定所述多个离散点中能量值最大离散点,以及位于所述能量值最大离散点两侧的第一相邻离散点和第二相邻离散点;根据所述能量值最大离散点对应的能量值、所述第一相邻离散点对应的能量值和所述第二相邻离散点对应的能量值,利用一次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值;或者根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用一次曲线或二次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值。
根据一些实施例,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用二次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括利用所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值拟合所述二次曲线;确定所述二次曲线的最大值,所述最大值的第一参数作为所述二维数据中目标的第一参数估计值。
根据一些实施例,所述二维数据中目标的第一参数估计值包括距离维数据、速度维数据和角度维数据中的任一种。
根据一些实施例,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用二次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括计算所述第一相邻离散点和所述第二相邻离散点的第一距离差值;利用所述能量值最大离散点、所述第一相邻离散点和所述第二相邻离散点计算第二距离差值;响应于所述第一距离差值的绝对值小于等于所述第二距离差值的绝对值,计算所述估计值与所述能量值最大离散点的偏差值;利用所述偏差值、所述能量值最大离散点计算所述目标的的第一参数估计值。
根据一些实施例,由下式计算所述第一距离差值:Num=left–right;由下式计算所述第二距离差值:Den=left+right–2*mid;由下式计算所述偏差值:Offset=Num/Den/2;其中,left为所述第一相邻离散点对应的第一参数值,right为所述第二相邻离散点对应的第一参数值,mid为所述能量值最大离散点对应的第一参数值,Num为所述第一距离差值,Den为所述第二距离差值,Offset为所述偏差值。
根据一些实施例,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量值、所述第一相邻离散点对应的能量值和所述第二相邻离散点对应的能量值,利用一次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括根据所述能量值最大离散点对应的能量值、所述第一相邻离散点对应的能量值和所述第二相邻离散点对应的能量值构建相交曲线,所述相交曲线的交点的第一参数值为所述二维数据中目标的第一参数估计值。
根据一些实施例,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用一次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括根据所述能量值最大离散点对应的能量的平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值构建所述相交曲线,所述相交曲线的交点的第一参数值为所述二维数据中目标的第一参数估计值。
根据一些实施例,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用一次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括利用所述能量值最大离散点和所述第一相邻离散点确定第一一次曲线;利用所述第一一次曲线和所述第二相邻离散点确定第二一次曲线,其中,所述第二一次曲线的斜率和所述第一一次曲线的斜率相反;其中,所述第一一次曲线和所述第二一次曲线相交,交点的第一参数值为所述目标的第一参数估计值。
根据一些实施例,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用一次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括:利用所述能量值最大离散点和所述第一相邻离散点确定第一距离差值;利用所述能量值最大离散点和所述第二相邻离散点确定第二距离差值;响应于所述第一距离差值的绝对值大于所述第二距离差值的绝对值,利用所述第一相邻离散点、所述第二相邻离散点和所述第一距离差值计算所述估计值与所述能量值最大离散点的偏差值;响应于所述第一距离差值的绝对值小于等于所述第二距离差值的绝对值,利用所述第一相邻离散点、所述第二相邻离散点和所述第二距离差值计算所述估计值与所述能量值最大离散点的偏差值;利用所述能量值最大离散点和所述第一相邻离散点确定第三一次曲线;利用所述第三一次曲线、所述偏差值和所述第二相邻离散点确定第四一次曲线;其中,所述第三一次曲线和所述第四一次曲线相交,交点的第一参数值为所述目标的第一参数估计值。
根据一些实施例,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量值、所述第一相邻离散点对应的能量值和所述第二相邻离散点对应的能量值构建相交曲线,所述相交曲线的交点的第一参数值为所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括:利用所述能量值最大离散点和所述第一相邻离散点确定第一一次曲线;利用所述第一一次曲线和所述第二相邻离散点确定第二一次曲线,其中,所述第二一次曲线的斜率和所述第一一次曲线的斜率相反;其中,所述第一一次曲线和所述第二一次曲线相交,交点的第一参数值为所述目标的第一参数估计值。
根据一些实施例,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量值、所述第一相邻离散点对应的能量值和所述第二相邻离散点对应的能量值构建相交曲线,所述相交曲线的交点的第一参数值为所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括:利用所述能量值最大离散点和所述第一相邻离散点确定第一距离差值;利用所述能量值最大离散点和所述第二相邻离散点确定第二距离差值;响应于所述第一距离差值的绝对值大于所述第二距离差值的绝对值,利用所述第一相邻离散点、所述第二相邻离散点和所述第一距离差值计算所述估计值与所述能量值最大离散点的偏差值;响应于所述第一距离差值的绝对值小于等于所述第二距离差值的绝对值,利用所述第一相邻离散点、所述第二相邻离散点和所述第二距离差值计算所述估计值与所述能量值最大离散点的偏差值;利用所述能量值最大离散点和所述第一相邻离散点确定第三一次曲线;利用所述第三一次曲线、所述偏差值和所述第二相邻离散点确定第四一次曲线;其中,所述第三一次曲线和所述第四一次曲线相交,交点的第一参数值为所述目标的第一参数估计值。
根据一些实施例,由以下公式计算所述估计值与所述能量值最大离散点的偏差值:
由下式计算所述第一距离差值:
diff_left=mid–left
由下式计算所述第二距离差值:
diff_right=mid-right
由下式计算所述偏差值:
Offset=(right-left)/diff_left/2;或
Offset=(right-left)/diff_right/2
其中,left为所述第一相邻离散点对应的第一参数值,right为所述第二相邻离散点对应的第一参数值,mid为所述能量值最大离散点对应的第一参数值,diff_left为所述第一距离差值,diff_left为所述第二距离差值,Offset为所述偏差值。
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,所述方法包括:对回波信号进行恒虚警处理后,得到包含有至少一个估计目标点的能量-目标参数数据谱;针对任一估计目标点,于所述能量-目标参数数据谱中选取至少两个相邻离散点;基于能量维度,对所述任一估计目标点和所述任一估计目标点的至少两个相邻离散点所对应坐标进行曲线插值校准处理,以得到校准目标点在所述能量-目标参数数据谱中的坐标;以及将所述校准目标点对应的坐标数据作为所述目标的参数数据;其中,所述估计目标点的坐标中能量值大于等于所述估计目标点的相邻离散点坐标中的能量值,所述校准目标点的坐标中能量值大于等于所述估计目标点坐标中的能量值。
根据一些实施例,所述任一估计目标点的至少两个相邻离散点包括对称分布于所述任一估计目标点两侧的第一相邻离散点和第二相邻离散点,在所述于所述能量-目标参数数据谱中选取至少两个相邻离散点之后,所述方法还包括:若所述第一相邻离散点的坐标中能量值与所述第二相邻离散点的坐标中能量值之间的差值的绝对值小于或等于预设阈值,则将所述任一估计目标点对应的坐标数据作为所述目标的参数数据。
根据一些实施例,所述目标的参数数据为目标距离、目标速度、目标俯仰角或目标方位角。
根据一些实施例,在所述针对任一估计目标点,于所述能量-目标参数数据谱中选取至少两个相邻离散点之前,所述方法还包括:对所述能量-目标参数数据谱中各离散点对应的能量值进行预处理,以得到预处理后的能量-目标参数数据谱。
根据一些实施例,在所述将所述校准目标点对应的坐标数据作为所述目标的参数数据之后,所述方法还包括:将所述校准目标点对应的坐标数据转换为预处理前的所述能量-目标参数数据谱中的坐标数据,作为所述探测目标的参数数据。
根据一些实施例,所述对所述能量-目标参数数据谱中各离散点对应的能量值进行预处理,包括:对所述能量-目标参数数据谱中各离散点对应的能量值分别进行求取平方根或进行对数运算,以得到所述预处理后的能量-目标参数数据谱。
根据一些实施例,所述曲线插值为利用一次曲线进行插值或利用二次曲线进行插值。
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,所述装置包括二维数据获取单元,用于用于对回波信号进行信号处理以得到包括第一参数和第二参数的二维数据,所述二维数据包括多个离散点,所述第二参数用于表征每个二维数据的能量值;离散点确定单元,用于确定所述多个离散点中能量值最大离散点,以及位于所述能量值最大离散点两侧的第一相邻离散点和第二相邻离散点;估计值确定单元,用于根据所述能量值最大离散点对应的能量值、所述第一相邻离散点对应的能量值和所述第二相邻离散点对应的能量值,利用一次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值;或者根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用一次曲线或二次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值。
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。
由于采样误差,基于回波信号获得的多个离散点中能量值最大的离散点有可能不是回波信号中能量最大的点。根据本申请一些实施例,通过从回波信号的离散点中获取能量值最大离散点,以及与所述能量值最大离散的相邻离散点确定回波信号中能量最大的点,从而在没有增加采样点的情况下提高了探测目标的精确度,且根据本申请的实施例,由于采样点并没有增加,因此,不会增加雷达***的硬件资源与计算资源的消耗。
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1a示出本申请示例实施例的一种应用环境。
图1b示出本申请示例实施例的一种回波信号的连续频谱。
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拟合曲线。
图5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6示出根据本申请示例实施例的一种相交曲线。
图7示出根据本申请示例实施例的误差比较示意图。
图8示出根据本申请示例实施的一种提高目标探测精确度的方法流程图。
图9示出根据本申请示例实施的一种提高目标探测精确度的方法流程图。
图10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11示出根据本申请示例性实施例的一种电子设备。
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。
根据本申请的实施例,可以应用于如图1a所示的应用环境中。其中,雷达102发送信号至目标104,从而目标104反射回波信号至雷达102,雷达102对目标104反射的回波信号进行处理,例如,雷达102对回波信号的离散点谱(如频谱、角度谱等)进行分析,以确定目标104的距离、移动速度和波达方向,从而实现目标的定位。
如前所述,在雷达测速、测距以及测波达方向(Direction Of Arrival,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FFT处理,得到回波信号的连续频谱。并利用对连续频谱进行间隔采样的采样点得到目标104的距离、移动速度和波达方向。若连续频谱中的频率分量与连续频谱的频率采样点不重合时,则该连续频谱的离散采样点和实际的频率值存在误差。其中,实际频率值和离散采样点的最大误差通常为采样间隔的一半。
如图1b所示的回波信号的连续频谱,其中,实际频率值为该连续频谱上振幅最大点所对应的频率值。如图1b所示,离散采样点k0和实际频率值存在误差δ。通常情况下,离散采样点会相对于实际频率值偏左或偏右。一般来说,两者最大相差△/2,其中,△为采样间隔。
如前所述,为了提高雷达102的测量精度,通常是通过增加FFT采样点数的方式。例如,将采样点由512提高到1024个采样点,此时,采样间隔为△/2。从而,离散采样点k0和实际频率值的误差最大相差△/4,测量精度得到提高。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。
基于此,根据本申请一些实施例,通过从回波信号的离散点中获取能量值最大离散点,以及与所述能量值最大离散的相邻离散点确定回波信号中能量最大的点,从而在没有增加采样点的情况下提高了探测目标的精确度,且根据本申请的实施例,由于采样点并没有增加。因此,并不会增加雷达***的硬件资源与计算资源的消耗。
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2所示,在步骤S201,对回波信号进行信号处理以得到包括第一参数和第二参数的二维数据,二维数据包括多个离散点,第二参数用于表征每个二维数据的能量值。
根据一些实施例,在步骤S201中对回波信号进行离散频谱分析(例如,快速傅里叶变换),以得到第一参数和第二参数的二维数据。
在步骤S203,确定多个离散点中能量值最大离散点,以及位于能量值最大离散点两侧的第一相邻离散点和第二相邻离散点。
在步骤S205中,确定二维数据中目标的第一参数估计值。
根据一些实施例,在步骤S205中,根据能量值最大离散点对应的能量值、第一相邻离散点对应的能量值和第二相邻离散点对应的能量值,利用一次曲线进行插值以确定二维数据中目标的第一参数估计值。
根据另一些实施例,根据能量值最大离散点对应的能量平方根值、第一相邻离散点对应的能量平方根值和第二相邻离散点对应的能量平方根值利用一次曲线进行插值以确定二维数据中目标的第一参数估计值。
根据另一些实施例,根据能量值最大离散点对应的能量平方根值、第一相邻离散点对应的能量平方根值和第二相邻离散点对应的能量平方根值利用二次曲线进行插值以确定二维数据中目标的第一参数估计值。
根据图2所示的实施例,通过从回波信号的离散频谱中确定出能量值最大的离散点,进而利用该能量值最大离散点确定与其相邻的离散点,然后根据确定的三个离散点,利用一次曲线或二次曲线进行插值以确定目标的第一参数估计值,从而在没有增加采样点的情况下,提高了探测目标的精确度,且没有增加雷达***的硬件资源与计算资源的消耗。
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,其中,图3所示的实施例是根据能量值最大离散点对应的能量平方根值、第一相邻离散点对应的能量平方根值和第二相邻离散点对应的能量平方根值利用二次曲线进行插值以确定二维数据中目标的第一参数估计值,如图3所示,在步骤S301,获取回波信号的多个离散点。
根据本申请的实施例,获得的回波信号的多个离散点可通过对回波信号进行FFT处理得到。其中,离散点可用第一参数和第二参数表征,其中,第一参数用于表征回波信号的频率或波达方向,第二参数用于表征离散点的能量值。
根据本申请的实施例,在对雷达探测区域内的对象进行移动速度、与雷达之间的距离以及回波信号的波达方向(该波达方向可以用于确定对象相对于雷达所在的方向)进行测量时,通过对接收天线上所接收到的回波信号进行采样,得到采样信号;然后,可以对该采样信号进行快速傅里叶变换处理,得到多个离散点。其中,得到的多个离散点,可以构成包含频率和能量信息的连续频谱或包含角度和能量信息的角度谱。
例如,对回波信号进行快速傅里叶变换后得到连续频谱,通过对得到的连续频谱进行采样,得到多个离散点。
又例如,在对多个接收通道的回波信号进行二维FFT处理后,在相同频率的信号下按照不同波达角方向做相应的向量乘积以及对向量乘积结果求模长平方运算,得到表征波达角与能量值信息的多个离散点。
在步骤S303,根据步骤S301得到的多个离散点,确定能量值最大离散点。
根据一些实施例,在步骤S303中,通过计算步骤S301中的得到的离散点的能量值,从中确定能量值最大离散点。
根据另一些实施例,通过将步骤S301得到的离散点输入至恒虚警检测模块,利用恒虚警检测模块得到能量值最大离散点。
需要注意的是,当雷达的检测区域内包括多个探测对象时,恒虚警检测模块将输出多个离散点,其中输出的每个离散点对应其中一个探测对象。根据一些实施是,利用恒虚警检测模块得到能量值最大离散点为大于预设离散点阈值的离散点。
在步骤S305,根据步骤S303确定的能量值最大离散点,确定第一相邻离散点和第二相邻离散点。
根据本申请的实施例,在步骤S303的到能量值最大离散点后,基于步骤S301得到的多个离散点,确定第一相邻离散点和第二相邻离散点。其中,第一相邻离散点为与能量值最大离散点相邻的左侧离散点,第二相邻离散点为与能量值最大离散点相邻的右侧离散点。
在步骤S307中,根据能量值最大离散点对应的能量平方根值、第一相邻离散点对应的能量平方根值和第二相邻离散点对应的能量平方根值确定目标的第一参数估计值。
根据本申请的实施例,通过如下步骤确定目标的第一参数估计值:
首先,利用能量值最大离散点对应的能量平方根值、第一相邻离散点对应的能量平方根值和第二相邻离散点对应的能量平方根值拟合二次曲线;
然后,根据二次曲线、能量值最大离散点、第一相邻离散点和第二相邻离散点,确定二次曲线的最大值。其中,最大值的第一参数值为目标的第一参数估计值。
根据一些实施例,二次曲线为一元二次曲线,如图4所示的(0.2,50)即为该曲线的最大值,也即目标的估计值。
根据另一些实施例,在执行步骤S307之前,需要比较第一相邻离散点对应的能量值和第二相邻离散点对应的能量值是否相等。如果两者相等,则步骤S303确定的能量值最大离散点的第一参数值即为最终的目标的第一参数估计值。如果两者不相等,也可以通过计算估计值与能量值最大离散点的第一参数的偏差值确定目标的第一参数估计值。
例如,通过如下步骤确定目标的第一参数估计值:
首先,计算第一相邻离散点和第二相邻离散点的第一距离差值。
根据一些实施例,第一距离差值为第一相邻离散点和第二相邻离散点的第一参数的距离差值。
例如,由公式(1)计算第一距离差值。
Num=left–right (1)
其中,left为第一相邻离散点对应的第一参数值,right为第二相邻离散点对应的第一参数值,Num为第一距离差值。
然后,利用能量值最大离散点、第一相邻离散点和第二相邻离散点计算第二距离差值。
根据一些实施例,第二距离差值为第一相邻离散点和第二相邻离散点的第一参数的距离差值。
例如,由公式(2)计算第二距离差值。
Den=left+right–2*mid (2)
其中,left为第一相邻离散点对应的第一参数值,right为第二相邻离散点对应的第一参数值,mid为能量值最大离散点对应的第一参数值,Den为第二距离差值。
最后,响应于第一距离差值的绝对值小于等于第二距离差值的绝对值,计算估计值与能量值最大离散点的偏差值,并利用偏差值、能量值最大离散点计算目标的第一参数估计值。
根据一些实施例,由公式(3)计算偏差值:
Offset=Num/Den/2 (3)
其中,偏差值为估计值与能量值最大离散点的第一参数的偏差值。
在得到偏差值后,通过公式(4)可得目标的估计值的第一参数值。
目标的第一参数估计值=Offset+mid (4)
目标的第一参数估计值对应的能量值可通过回波信号的连续频谱得到。
根据图3所示的实施例,通过从回波信号的离散频谱中确定出能量值最大的离散点,进而利用该能量值最大离散点确定与其相邻的离散点,然后利用确定的三个离散点的能量平方根值拟合二次曲线,确定目标的第一参数估计值,从而在没有增加采样点的情况下,提高了探测目标的精确度,且没有增加雷达***的硬件资源与计算资源的消耗。
图5示出根据本申请示例实施例的另一种提高目标探测精确度的方法流程图,其中,图5所示的实施例是根据能量值最大离散点、第一相邻离散点和第二相邻离散点利用二次曲线进行插值以确定二维数据中目标的第一参数估计值。
在此需要说明的是,图5所示的实施例确定目标的第二参数估计值的方式即可以利用能量值最大离散点和其相邻点的能量值确定,也可以利用能量值最大离散点和其相邻点的能量值的平方根值确定,在此不再一一分别说明。
如图5所示,在步骤S501,获取回波信号的多个离散点。
在步骤S503,根据多个离散点,确定能量值最大离散点。
在步骤S505,根据确定的能量值最大离散点,确定第一相邻离散点和第二相邻离散点。
由于步骤S501~S505和步骤S301~S305的实现过程相同,在此不再赘述。
在步骤S507,根据能量值最大离散点、第一相邻离散点和第二相邻离散点构建相交曲线。其中,相交曲线的交点的第一参数值为目标的第一参数估计值。
根据申请的实施例,步骤S507构建的相交曲线为一次曲线,如图6所示,相交曲线的交点的第一参数值为目标的第一参数估计值。
根据一些实施例,根据能量值最大离散点对应的能量值、第一相邻离散点对应的能量值和第二相邻离散点对应的能量值构建相交曲线,相交曲线的交点的第一参数值为目标的第一参数估计值。
根据另一些实施例,根据能量值最大离散点对应的能量的平方根值、第一相邻离散点对应的能量平方根值和第二相邻离散点对应的能量平方根值构建相交曲线。其中,相交曲线的交点的第一参数值为目标的第一参数估计值。
根据一些实施例,通过如下方式构建相交曲线:
首先,利用能量值最大离散点和第一相邻离散点确定第一一次曲线。
然后,利用所述第一一次曲线和第二相邻离散点确定第二一次曲线,其中,第二一次曲线的斜率和第一一次曲线的斜率相反。且第一一次曲线和第二一次曲线相交,交点的第一参数值即为目标的第一参数估计值。
根据另一些实施例,通过如下步骤构建相交曲线:
首先,利用能量值最大离散点和第一相邻离散点确定第一距离差值。
然后,利用能量值最大离散点和第二相邻离散点确定第二距离差值。
再然后,响应于第一距离差值的绝对值大于第二距离差值的绝对值,利用第一相邻离散点、第二相邻离散点和第一距离差值计算估计值与能量值最大离散点的偏差值。
例如,通过公式(5)和(6)计算估计值与能量值最大离散点的偏差值。
diff_left=mid–left (5)
Offset=(right-left)/diff_left/2 (6)
其中,left为第一相邻离散点,right为第二相邻离散点,mid为能量值最大离散点,diff_left为第一距离差值,Offset为偏差值。
或者,响应于第一距离差值的绝对值小于等于第二距离差值的绝对值,利用第一相邻离散点、第二相邻离散点和第二距离差值计算估计值与能量值最大离散点的偏差值。
例如,通过公式(7)~(10)计算估计值与能量值最大离散点的偏差值:
由下式计算所述第一距离差值:
diff_left=mid–left (7)
由下式计算所述第二距离差值:
diff_right=right-mid (8)
如果第一距离差值的绝对值大于第二距离差值的绝对值,利用公式(9)计算偏差值:
Offset=(right-left)/diff_left/2或 (9)
如果第一距离差值的绝对值小于等于第二距离差值的绝对值,利用公式(10)计算偏差值:
Offset=(right-left)/diff_right/2 (10)
其中,left为第一相邻离散点对应的第一参数值,right为第二相邻离散点对应的第一参数值,mid为能量值最大离散点对应的第一参数值,diff_right为第二距离差值,Offset为偏差值。
再然后,利用能量值最大离散点和第一相邻离散点确定第三一次曲线。
最后,利用第三一次曲线、偏差值和第二相邻离散点确定第四一次曲线;且第三一次曲线和所述第四一次曲线相交,交点的第一参数值为目标的第一参数估计值。
在此需要说明的是,此实施例计算的第一距离差值、第二距离差值和偏差值都是利用离散点对应的第一参数计算得到。根据图5所示的实施例,通过从回波信号的离散频谱中确定出能量值最大的离散点,进而利用该能量值最大离散点确定与其相邻的离散点,然后利用确定的三个离散点的能量平方根值确定相交曲线,进而确定目标的第一参数估计值,从而在没有增加采样点的情况下,提高了探测目标的精确度,且没有增加雷达***的硬件资源与计算资源的消耗。
图4和图6分别是根据图3和图5所示的实施例得到的二次拟合曲线和相交曲线,其中,真实目标值为(0.25,51)。若不经过图3或图5所示的实施例处理,对应的第一参数误差值为0.25。
经过图3所示的实施例处理后,图4得到估计值(0.2,50),对应的第一参数误差值为0.05。经过图5所示的实施例处理后,图6得到估计值为(0.29,53.66),对应的第一参数误差值为0.09。相比于未处理前,误差值都有所减少,精确度更高。
图7示出根据本申请示例实施例的误差比较示意图。如图7所示,amp-1对应于图5所示的实施例,也即利用离散点的能量平方根值构建相交曲线,以得到估计值。amp-1误差曲线对应于图7中所示的第一条接近横坐标的曲线。amp-2对应于图3所示的实施例,也即利用离散点的能量平方根值拟合二次曲线,以得到估计值。amp-2误差曲线对应于图7中所示的第三条接近横坐标的曲线。pwr-1对应于对应于图5所示的实施例,也即利用离散点的能量值构建相交曲线,以得到估计值。pwr-1误差曲线对应于图7中所示的第二条接近横坐标的曲线。pwr-2是利用离散点的能量值拟合二次曲线,以得到估计值。pwr-2误差曲线对应于图7中所示的第四条接近横坐标的曲线。
由图7可见,四种方式的精确度排名由高到低依次为:利用离散点的能量平方根值构建相交曲线的方式、利用离散点的能量值构建相交曲线的方式、利用离散点的能量平方根值拟合二次曲线的方式和利用离散点的能量值拟合二次曲线的方式。
在各种调频连续波雷达或目标传感器中,其通过对所接收的回波信号进行诸如混频、模数转换、采样、距离维FFT、速度维FFT、角度维FFT等操作处理后,继续进行恒虚警处理以得到后包含有估计目标点的能量-目标参数数据谱;该目标参数数据谱可以是目标的距离、速度、角度(如方位角或者俯仰角等)等参数信息。由于在上述的模数转换后所进行的都是离散频谱分析,加上FFT的点数的限制等因素,会使得恒虚警得到的估计目标信息精度有限,无法在进行进一步的精度提升。
故而本申请实施例中,针对上述恒虚警处理(即CFAR)后得到任一估计目标点,可先在能量-目标参数数据谱中于该估计目标点附近选取诸如两个、三个、四个等至少两个离散点作为相邻离散点。然后,再基于能量维度,对该估计目标点和对应的相邻离散点所对应坐标进行诸如一次曲线或者二次曲线等曲线插值校准处理,以得到临近估计目标点最近的能量极值点,并将该能量极值点作为校准目标点,并根据该校准目标点在能量-目标参数数据谱中获得对应的坐标数据,即将校准目标点对应的坐标数据作为探测目标(即真实目标)的参数数据进行输出或者提供给后续的处理步骤进行处理,进而实现提升目标探测精度的目的。具体执行过程如图8所示。
在步骤S801,对回波信号进行恒虚警处理后,得到包含有至少一个估计目标点的能量-目标参数数据谱。
在步骤S803,针对任一估计目标点,于能量-目标参数数据谱中选取至少两个相邻离散点。
根据一些实施例,在步骤S803之后,若所述第一相邻离散点的坐标中能量值与所述第二相邻离散点的坐标中能量值之间的差值的绝对值小于或等于预设阈值,则将任一估计目标点对应的坐标数据作为目标的参数数据。
在此需要说明的是,预设阈值在此不做限定,本领域技术人员可根据探测目标的距离以及探测精确度确定。
在步骤S805,基于能量维度,对任一估计目标点和任一估计目标点的至少两个相邻离散点所对应坐标进行曲线插值校准处理,以得到校准目标点在能量-目标参数数据谱中的坐标。
在步骤S807,将校准目标点对应的坐标数据作为目标的参数数据,其中,估计目标点的坐标中能量值大于等于估计目标点的相邻离散点坐标中的能量值,校准目标点的坐标中能量值大于等于估计目标点坐标中的能量值。
根据一些实施例,目标的参数数据为目标距离、目标速度、目标俯仰角或目标方位角
根据一些实施例,对所述能量-目标参数数据谱中各离散点对应的能量值进行预处理,包括对所述能量-目标参数数据谱中各离散点对应的能量值分别进行求取平方根或进行对数运算,以得到所述预处理后的能量-目标参数数据谱。
根据一些实施例,所述曲线插值为利用一次曲线进行插值或利用二次曲线进行插值。
需要注意的是,由于是针对估计目标点进行进一步的校准以找到真实目标实际的参数,就要求校准目标点的坐标中能量值大于等于所述估计目标点坐标中的能量值,同时估计目标的坐标中能量值也要大于或等于该估计目标点对应的相邻离散点坐标中的能量值。
在一些可选的实施例,针对一些特殊的应用场景,假若估计目标点刚好是真实目标的目标点,由于各离散点是等间隔分布的,故而位于估计目标点两侧对称分布的离散点。位于估计目标点一侧的相邻离散点为第一相邻离散点,位于另一侧的相邻离散点为第二相邻离散点,则此时,若是第一相邻离散点的坐标中能量值与所述第二相邻离散点的坐标中能量值相同,则说明此时估计目标点既是真实目标的目标点,即在确定好相邻离散点后,可先进行对称分布离散点对应坐标中能量的比对,且在确定估计目标点不是真实目标的目标点后,再进行后续的预处理和/或曲线插值操作。
在实际的应用场景中,由于离散点的能量值可认为是连续分布的,故而两个离散点对应的能量值刚好相等的概率很低,故而可根据应用场景及***性能等因素,预置一个预设插值,即第一相邻离散点的坐标中能量值与所述第二相邻离散点的坐标中能量值之间的差值的绝对值小于或等于预设阈值时,则将估计目标点作为真实目标的目标点,即将估计目标点对应的坐标数据作为探测目标(即真实目标)的参数数据进行输出或者提供给后续的处理步骤进行处理,进而简化目标精度提升方法的步骤,达到合理利用信号处理资源的目的。
在一些可选的实施例中,为了进一步提升目标检测的精度,还可对能量-目标参数数据谱中各离散点对应的能量值进行平方根、对数运算(如以2或10为底的对数运算)等预处理,以得到预处理能量(能量值的开根号值或对数值)-目标参数数据谱。这样,针对任一估计目标点进行处理时,和上述实施例类似,可先在预处理能量-目标参数数据谱中选取至少两个相邻离散点,然后基于预处理能量维度,对该估计目标点和至少两个相邻离散点所对应坐标进行一次曲线或者二次曲线等插值校准处理,以得到校准目标点在预处理能量-目标参数数据谱中的坐标;以及将所述校准目标点对应的坐标数据转换为所述能量-目标参数数据谱中的坐标数据后,以得到所述探测目标的参数数据,具体执行过程如图9所示。
在步骤S801得到,得到包含有至少一个估计目标点的能量-目标参数数据谱之后,执行步骤S901,对能量-目标参数数据谱中各离散点对应的能量值进行预处理,以得到预处理能量-目标参数数据谱。
根据一些实施例,对所述能量-目标参数数据谱中各离散点对应的能量值进行预处理,包括:对所述能量-目标参数数据谱中各离散点对应的能量值分别进行求取平方根或进行对数运算,以得到预处理后的能量-目标参数数据谱。
在步骤S903,针对任一估计目标点,于预处理能量-目标参数数据谱中选取至少两个相邻离散点。
根据一些实施例,在步骤S903之后,若所述第一相邻离散点的坐标中能量值与所述第二相邻离散点的坐标中能量值之间的差值的绝对值小于或等于预设阈值,则执行步骤S907。否则,执行步骤S905。
在此需要说明的是,预设阈值在此不做限定,本领域技术人员可根据探测目标的距离、预处理方法以及探测精确度确定。
在步骤S905,基于预处理能量维度,对该估计目标点和至少两个相邻离散点所对应坐标进行曲线插值校准处理,以得到校准目标点在所述预处理能量-目标参数数据谱中的坐标。
在步骤S907,将校准目标点对应的坐标数据转换为能量-目标参数数据谱中的坐标数据后,以得到所述探测目标的参数数据。
根据一些实施例,曲线插值为利用一次曲线进行插值或利用二次曲线进行插值。
需要说明的是,上述实施例中,对于预处理步骤没有特别的限定,只要其在获取能量-目标参数数据谱之后,曲线插值处理之前进行即可。例如在获取能量-目标参数数据谱之后针对所有离散点的能量值进行预处理操作,也可只针对所选取的相邻离散点和估计目标点对应的能量值进行预处理。同时,上述的预处理和曲线插值等的具体实现步骤可参阅前述阐述的技术内容进行,再次便不予赘述。
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10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,其中所述装置用于调频连续波雷达中,所述装置包括二维数据获取单元1001、离散点确定单元1003和估计值确定单元1005,其中,二维数据获取单元1001用于用于对回波信号进行信号处理以得到包括第一参数和第二参数的二维数据,所述二维数据包括多个离散点,所述第二参数用于表征每个二维数据的能量值,离散点确定单元1003,用于确定所述多个离散点中能量值最大离散点,以及位于所述能量值最大离散点两侧的第一相邻离散点和第二相邻离散点,估计值确定单元1005,用于根据所述能量值最大离散点对应的能量值、所述第一相邻离散点对应的能量值和所述第二相邻离散点对应的能量值,利用一次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值;或者根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用一次曲线或二次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值。
根据本申请的实施例,还提出一种集成电路。该集成电路包括数字处理模块和数据修正模块,用于实现如前所述的实施例。集成电路中的数字处理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。该集成电路可为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)芯片结构等,例如毫米波雷达的AiP芯片等。
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。具体的,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。
在一个实施例中,本申请还提供一种设备,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。
无线电器件则可为本申请任一实施例中所阐述的无线电器件,无线电器件的结构和工作原理在上述实施例中已经进行了详细说明,此处不再一一赘述。
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。
图11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11来描述根据本申请的这种实施方式的电子设备200。图11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11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。
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。
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:
对回波信号进行信号处理以得到包括第一参数和第二参数的二维数据,所述二维数据包括多个离散点,所述第二参数用于表征每个二维数据的能量值;
确定所述多个离散点中能量值最大离散点,以及位于所述能量值最大离散点两侧的第一相邻离散点和第二相邻离散点;
根据所述能量值最大离散点对应的能量值、所述第一相邻离散点对应的能量值和所述第二相邻离散点对应的能量值,利用一次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值;或者
根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用一次曲线或二次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用二次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括:
利用所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值拟合所述二次曲线;
确定所述二次曲线的最大值,所述最大值的第一参数作为所述二维数据中目标的第一参数估计值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述二维数据中目标的第一参数估计值包括距离维数据、速度维数据和角度维数据中的任一种。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用二次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括:
计算所述第一相邻离散点和所述第二相邻离散点的第一距离差值;
利用所述能量值最大离散点、所述第一相邻离散点和所述第二相邻离散点计算第二距离差值;
响应于所述第一距离差值的绝对值小于等于所述第二距离差值的绝对值,计算所述估计值与所述能量值最大离散点的偏差值;
利用所述偏差值、所述能量值最大离散点计算所述目标的的第一参数估计值。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,由下式计算所述第一距离差值:
Num=left–right
由下式计算所述第二距离差值:
Den=left+right–2*mid
由下式计算所述偏差值:
Offset=Num/Den/2
其中,left为所述第一相邻离散点对应的第一参数值,right为所述第二相邻离散点对应的第一参数值,mid为所述能量值最大离散点对应的第一参数值,Num为所述第一距离差值,Den为所述第二距离差值,Offset为所述偏差值。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量值、所述第一相邻离散点对应的能量值和所述第二相邻离散点对应的能量值,利用一次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括:
根据所述能量值最大离散点对应的能量值、所述第一相邻离散点对应的能量值和所述第二相邻离散点对应的能量值构建相交曲线,所述相交曲线的交点的第一参数值为所述二维数据中目标的第一参数估计值。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用一次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括:
根据所述能量值最大离散点对应的能量的平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值构建所述相交曲线,所述相交曲线的交点的第一参数值为所述二维数据中目标的第一参数估计值。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用一次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括:
利用所述能量值最大离散点和所述第一相邻离散点确定第一一次曲线;
利用所述第一一次曲线和所述第二相邻离散点确定第二一次曲线,其中,所述第二一次曲线的斜率和所述第一一次曲线的斜率相反;
其中,所述第一一次曲线和所述第二一次曲线相交,交点的第一参数值为所述目标的第一参数估计值。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用一次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括:
利用所述能量值最大离散点和所述第一相邻离散点确定第一距离差值;
利用所述能量值最大离散点和所述第二相邻离散点确定第二距离差值;
响应于所述第一距离差值的绝对值大于所述第二距离差值的绝对值,利用所述第一相邻离散点、所述第二相邻离散点和所述第一距离差值计算所述估计值与所述能量值最大离散点的偏差值;
响应于所述第一距离差值的绝对值小于等于所述第二距离差值的绝对值,利用所述第一相邻离散点、所述第二相邻离散点和所述第二距离差值计算所述估计值与所述能量值最大离散点的偏差值;
利用所述能量值最大离散点和所述第一相邻离散点确定第三一次曲线;
利用所述第三一次曲线、所述偏差值和所述第二相邻离散点确定第四一次曲线;
其中,所述第三一次曲线和所述第四一次曲线相交,交点的第一参数值为所述目标的第一参数估计值。
10.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量值、所述第一相邻离散点对应的能量值和所述第二相邻离散点对应的能量值构建相交曲线,所述相交曲线的交点的第一参数值为所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括:
利用所述能量值最大离散点和所述第一相邻离散点确定第一一次曲线;
利用所述第一一次曲线和所述第二相邻离散点确定第二一次曲线,其中,所述第二一次曲线的斜率和所述第一一次曲线的斜率相反;
其中,所述第一一次曲线和所述第二一次曲线相交,交点的第一参数值为所述目标的第一参数估计值。
11.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据所述能量值最大离散点对应的能量值、所述第一相邻离散点对应的能量值和所述第二相邻离散点对应的能量值构建相交曲线,所述相交曲线的交点的第一参数值为所述二维数据中目标的第一参数估计值,包括:
利用所述能量值最大离散点和所述第一相邻离散点确定第一距离差值;
利用所述能量值最大离散点和所述第二相邻离散点确定第二距离差值;
响应于所述第一距离差值的绝对值大于所述第二距离差值的绝对值,利用所述第一相邻离散点、所述第二相邻离散点和所述第一距离差值计算所述估计值与所述能量值最大离散点的偏差值;
响应于所述第一距离差值的绝对值小于等于所述第二距离差值的绝对值,利用所述第一相邻离散点、所述第二相邻离散点和所述第二距离差值计算所述估计值与所述能量值最大离散点的偏差值;
利用所述能量值最大离散点和所述第一相邻离散点确定第三一次曲线;
利用所述第三一次曲线、所述偏差值和所述第二相邻离散点确定第四一次曲线;
其中,所述第三一次曲线和所述第四一次曲线相交,交点的第一参数值为所述目标的第一参数估计值。
12.根据权利要求9或11所述的方法,其特征在于,由以下公式计算所述估计值与所述能量值最大离散点的偏差值:
由下式计算所述第一距离差值:
diff_left=mid–left
由下式计算所述第二距离差值:
diff_right=mid-right
由下式计算所述偏差值:
Offset=(right-left)/diff_left/2或
Offset=(right-left)/diff_right/2
其中,left为所述第一相邻离散点对应的第一参数值,right为所述第二相邻离散点对应的第一参数值,mid为所述能量值最大离散点对应的第一参数值,diff_left为所述第一距离差值,diff_left为所述第二距离差值,Offset为所述偏差值。
13.一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:
对回波信号进行恒虚警处理后,得到包含有至少一个估计目标点的能量-目标参数数据谱;
针对任一估计目标点,于所述能量-目标参数数据谱中选取至少两个相邻离散点;
基于能量维度,对所述任一估计目标点和所述任一估计目标点的至少两个相邻离散点所对应坐标进行曲线插值校准处理,以得到校准目标点在所述能量-目标参数数据谱中的坐标;以及
将所述校准目标点对应的坐标数据作为所述目标的参数数据;
其中,所述估计目标点的坐标中能量值大于等于所述估计目标点的相邻离散点坐标中的能量值,所述校准目标点的坐标中能量值大于等于所述估计目标点坐标中的能量值。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述任一估计目标点的至少两个相邻离散点包括对称分布于所述任一估计目标点两侧的第一相邻离散点和第二相邻离散点,在所述于所述能量-目标参数数据谱中选取至少两个相邻离散点之后,所述方法还包括:
若所述第一相邻离散点的坐标中能量值与所述第二相邻离散点的坐标中能量值之间的差值的绝对值小于或等于预设阈值,则将所述任一估计目标点对应的坐标数据作为所述目标的参数数据。
15.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述目标的参数数据为目标距离、目标速度、目标俯仰角或目标方位角。
16.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,在所述针对任一估计目标点,于所述能量-目标参数数据谱中选取至少两个相邻离散点之前,所述方法还包括:
对所述能量-目标参数数据谱中各离散点对应的能量值进行预处理,以得到预处理后的能量-目标参数数据谱。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,在所述将所述校准目标点对应的坐标数据作为所述目标的参数数据之后,所述方法还包括:
将所述校准目标点对应的坐标数据转换为预处理前的所述能量-目标参数数据谱中的坐标数据,作为所述探测目标的参数数据。
18.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,所述对所述能量-目标参数数据谱中各离散点对应的能量值进行预处理,包括:
对所述能量-目标参数数据谱中各离散点对应的能量值分别进行求取平方根或进行对数运算,以得到所述预处理后的能量-目标参数数据谱。
19.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述曲线插值为利用一次曲线进行插值或利用二次曲线进行插值。
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:
二维数据获取单元,用于用于对回波信号进行信号处理以得到包括第一参数和第二参数的二维数据,所述二维数据包括多个离散点,所述第二参数用于表征每个二维数据的能量值;
离散点确定单元,用于确定所述多个离散点中能量值最大离散点,以及位于所述能量值最大离散点两侧的第一相邻离散点和第二相邻离散点;
估计值确定单元,用于根据所述能量值最大离散点对应的能量值、所述第一相邻离散点对应的能量值和所述第二相邻离散点对应的能量值,利用一次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值;或者根据所述能量值最大离散点对应的能量平方根值、所述第一相邻离散点对应的能量平方根值和所述第二相邻离散点对应的能量平方根值利用一次曲线或二次曲线进行插值以确定所述二维数据中目标的第一参数估计值。
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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CN202211157255.XA CN117784054A (zh) | 2022-09-21 | 2022-09-21 | 提高探测目标精确度的方法和装置、电子设备 |
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