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雷达测距方法和装置与流程

文档序号:24941694发布日期:2021-05-04 11:34
雷达测距方法和装置与流程

本申请涉及传感器技术领域,并且更具体地,涉及传感器技术领域中的雷达测距方法和装置。



背景技术:

随着社会的发展和科技的进步,智能汽车正在逐步进入人们的日常生活。传感器在智能汽车的无人驾驶和智能驾驶中发挥着十分重要的作用。传感器可以包括毫米波雷达、激光雷达以及超声波雷达、摄像头等。

雷达测距装置的测距原理是通过该雷达测距装置的发射器发送雷达信号,并通过该雷达测距装置的接收器接收该雷达信号经视场范围内的目标反射所产生的对应该目标的回波信号,通过测量从发送该雷达信号到接收到该目标的回波信号的延迟时间计算该目标与该雷达测距装置之间的距离。

然而,在实际应用中,由于上述雷达信号在传输过程中有一部分信号可能被雷达测距装置的内壁或者视窗反射回来,从而产生杂散回波信号,这样该接收器接收到的回波信号中可能既包括该目标的回波信号,也包括上述杂散回波信号,即该杂散回波信号会对该目标的回波信号产生干扰。因此,通过该接收器接收到的该回波信号对目标进行测距,准确性较低。



技术实现要素:

本申请实施例提供一种雷达测距方法和装置,能够提高雷达测距的准确性。

第一方面,本申请实施例提供了一种雷达测距方法,该方法可以应用于雷达测距装置。该方法可以包括:雷达测距装置通过第一发射器从第一视场角度发送第一雷达信号;该雷达测距装置通过第一接收器从所述第一视场角度接收该第一雷达信号的第一回波信号,该第一回波信号包括第一目标的回波信号,该第一发射器和该第一接收器属于第一雷达通道;该雷达测距装置根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理;其中,该第一回波信号还包括杂散回波信号,该杂散回波信号包括该第一雷达信号经障碍物反射产生的回波信号,该杂散回波信号的至少一个第一信号参数对应该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个,该至少一个第一信号参数包括至少一个第一采样时刻的幅值和第一延迟时间中的至少一个。

本申请实施例提供的雷达测距方法,通过该第一雷达通道的标识和第一视场角度中的至少一个,获取与该第一雷达通道的标识和该第一视场角度对应的至少一个第一信号参数;根据该至少一个第一信号参数,确定该杂散回波信号;从该第一回波信号中抵消该杂散回波信号,得到该第一目标的回波信号;并根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理。这样一来,能够避免杂散回波信号对该第一目标的回波信号的干扰和影响,即提高第一目标的回波信号的纯净度,从而能够提高雷达测距的准确性。

可选地,该障碍物可以包括该雷达测距装置内部的物体和/或该雷达测距装置外部的物体,本申请实施例对此不做限定。

在一种可能的实现方式中,该障碍物可以包括该雷达测距装置的内壁、视窗或者内部电路中的至少一个。

在另一种可能的实现方式中,该障碍物可以包括该雷达测距装置外部除该第一目标之外的物体。

在一种可能的实现方式中,该第一雷达信号可以为脉冲光信号。

下面将分两种情况先容上述雷达测距装置根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理的过程。

情况一:该雷达测距装置只包括第一雷达通道。也就是说,该杂散回波信号包括该第一雷达信号经该障碍物反射产生的回波信号。

相应地,该雷达测距装置可以根据该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个,确定杂散回波信号的至少一个第一信号参数;根据该至少一个第一信号参数,确定该杂散回波信号;从该第一回波信号中抵消该杂散回波信号,得到第一目标的回波信号;根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理。

可选地,该雷达测距装置可以通过多种方式根据该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个,确定该至少一个第一信号参数,本申请实施例对此不做限定。

在一种可能的实现方式中,该至少一个第一信号参数可以仅对应该第一视场角度,即该第一视场角度和该至少一个第一信号参数可以满足预先定义的第一映射关系。

相应地,该雷达测距装置可以根据该第一视场角度和该第一映射关系,确定该至少一个第一信号参数。

在另一种可能的实现方式中,该至少一个第一信号参数可以对应该第一视场角度和该第一雷达通道的标识,即该第一视场角度、该第一雷达通道的标识和该至少一个第一信号参数可以满足预先定义的第一映射关系。

需要说明的是,该至少一个第一信号参数可以包括至少一个第一采样时刻的幅值和第一延迟时间中的至少一个,该至少一个第一采样时刻可以理解为该杂散回波信号的至少一个采样时刻,该第一延迟时间可以理解为从发射该第一雷达信号到接收该杂散回波信号的时间差。

例如:该第一延迟时间t1表示从发射该第一雷达信号的起始时刻t0至接收该杂散回波信号的起始时刻t1的时间差,该至少一个第一采样时刻的幅值可以包括t2时刻的幅值a1、t3时刻的幅值a3和t4时刻的幅值a2。

在一种可能的实现方式中,该至少一个第一信号参数包括一个第一采样时刻的幅值时,该雷达测距装置可以根据该第一采样时刻的幅值和预设的该杂散回波信号的波形信息,确定该杂散回波信号,其中,该波形信息用于指示该杂散回波信号的波形。

例如:以该至少一个第一信号参数包括杂散回波信号的波峰处的第一采样时刻t1的幅值为amax为例,该雷达测距装置可以根据该杂散回波信号的波形示意图和第一采样时刻t1的幅值为amax,确定该杂散回波信号中除该第一采样时刻t1之外的其他第一采样时刻的幅值,从而确定该杂散回波信号。

在另一种可能的实现方式中,该至少一个第一信号参数的数量大于1,且该至少一个第一信号参数包括多个第一采样时刻的幅值时,该雷达测距装置可以采用差值算法对该多个第一采样时刻的幅值进行差值处理,确定该杂散回波信号。

例如:以该至少一个第一信号参数包括杂散回波信号的前沿上的第一采样时刻t2的幅值为a1、波峰处的第一采样时刻t3的幅值为amax以及后沿上的第一采样时刻t4的幅值为a2为例,该雷达测距装置可以根据上述三个第一采样时刻的幅值进行差值计算,确定该杂散回波信号中除该第一采样时刻t2、该第一采样时刻t3和该第一采样时刻t4之外的其他第一采样时刻的幅值,从而确定该杂散回波信号。

可选地,以该第一视场角度、该第一雷达通道的标识和该至少一个第一信号参数可以满足预先定义的第一映射关系为例,在该雷达测距装置根据该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个,确定杂散回波信号的至少一个第一信号参数之前,该雷达测距装置可以获取至少一个映射关系,该至少一个映射关系包括该第一映射关系,该至少一个映射关系用于表示雷达通道的标识、视场角度和第一信号参数之间的对应关系。

相应地,该雷达测距装置可以根据该至少一个映射关系获取与该第一雷达通道的标识和该第一视场角度对应的该至少一个第一信号参数。

可选地,该雷达测距装置可以通过多种方式获取该至少一个映射关系,本申请实施例对此不做限定。

在一种可能的实现方式中,该雷达测距装置可以预先配置该至少一个映射关系。

在另一种可能的实现方式中,该雷达测距装置可以预先接收来自其它装置的该至少一个映射关系。

在又一种可能的实现方式中,该雷达测距装置可以生成该至少一个映射关系。

可选地,上述至少一个映射关系可以通过多种形式表示,本申请实施例对此不做限定。

在一种可能的实现方式中,该映射表1用于表示雷达通道标识、视场角度和信号参数之间的至少一个映射关系。

本申请实施例提供的雷达测距方法,通过该第一雷达通道的标识和第一视场角度中的至少一个,查询静态设置的映射表,根据该映射表获取与该第一雷达通道的标识和该第一视场角度对应的至少一个第一信号参数;根据该至少一个第一信号参数,确定该杂散回波信号;从该第一回波信号中抵消该杂散回波信号,得到该第一目标的回波信号;并根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理。这样一来,能够避免杂散回波信号对该第一目标的回波信号的干扰和影响,即提高第一目标的回波信号的纯净度,从而能够提高雷达测距的准确性。

需要说明的是,由于第一采样时刻的幅值和/或第一延迟时间可能随着该雷达测距装置的工作温度的变化而变化,因此,该至少一个该第一信号参数可以用于表征第一工作温度下的信号参数,即该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个、该第一工作温度和该至少一个第一信号参数之间可以满足该预先定义的第一映射关系。

相应地,该雷达测距装置可以根据该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个以及该第一工作温度,确定该至少一个第一信号参数。

例如:映射表2用于表示雷达通道标识、视场角度、信号参数和工作温度之间的至少一个映射关系。

还需要说明的是,由于上述映射表2中需要包括每个工作温度下的第一信号参数,该雷达测距装置需要存储的数据量较大,因此,可以考虑仅存储标准工作温度下的第一信号参数,并增量存储其它工作温度下的第一信号参数相比于该标准工作温度下的第一信号参数的变化值,从而能够降低存储的数据量。

又例如:映射表3用于表示雷达通道、视场角度、工作温度、信号参数和增量信息,该增量信息用于指示不同工作温度下的信号参数相比于标准工作温度下的信号参数的变化。

本申请实施例提供的雷达测距方法,通过该第一雷达通道的标识和第一视场角度中的至少一个以及当前的第一工作温度,查询静态设置的映射表,根据该映射表获取与该第一雷达通道的标识和/或该第一视场角度以及该第一工作温度对应的至少一个第一信号参数;根据该至少一个第一信号参数,确定该杂散回波信号;从该第一回波信号中抵消该杂散回波信号,得到该第一目标的回波信号;并根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理。这样一来,能够避免杂散回波信号对该第一目标的回波信号的干扰和影响,从而能够提高雷达测距的准确性。

情况二:该雷达测距装置包括多个雷达通道,且该多个雷达通道中的至少两个属于不同的信号收发器组。

可选地,以该多个雷达通道包括该第一雷达通道和第二雷达通道,该第二雷达通道包括第二发射器为例,在该雷达测距装置根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理之前,该雷达测距装置还可以通过该第二发射器从第二视场角度发送第二雷达信号。

也就是说,该杂散回波信号包括该第一雷达信号经该障碍物反射产生的第一杂散回波信号以及该第二雷达信号经该障碍物反射产生的第二杂散回波信号。

相应地,该雷达测距装置可以根据该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个,确定该第一杂散回波信号的至少一个第一信号参数;根据该至少一个第一信号参数,确定该第一杂散回波信号;根据该第二雷达通道的标识和该第二视场角度中的至少一个,确定该第二杂散回波信号的至少一个第二信号参数;根据该至少一个第二信号参数,确定该第二杂散回波信号;从该第一回波信号中抵消该第一杂散回波信号和该第二杂散回波信号,得到第一目标的回波信号;根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理。

可选地,该第一视场角度和该第二视场角度可以相同,或者可以不同,本申请实施例对此不做限定。

需要说明的是,该雷达测距装置根据该第二雷达通道的标识和该第二视场角度中的至少一个,确定该第二杂散回波信号的至少一个第二信号参数的过程,可以参考情况一中该雷达测距装置根据该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个,确定该杂散回波信号的至少一个第一信号参数的过程,为避免重复,此处不再赘述。

还需要说明的是,该雷达测距装置从该第一回波信号中抵消该第一杂散回波信号和该第二杂散回波信号,得到第一目标的回波信号的过程,可以参考情况一中该雷达测距装置从该第一回波信号中抵消该杂散回波信号,得到第一目标的回波信号的过程。

可选地,该雷达测距装置可以通过多种方式,从该第一回波信号中抵消该目标杂散回波信号,得到该第一目标的回波信号,本申请实施例对此不作限定。

在一种可能的实现方式中,以该杂散回波信号包括p个采样时刻,该p个采样时刻在该杂散回波信号上对应p个第一幅值,该第一回波信号包括该p个采样时刻和q个采样时刻,该p个采样时刻在该第一回波信号上对应p个第二幅值,该q个采样时刻在该第一回波信号上对应q个第三幅值,p和q均为大于0的整数为例,该第一目标的回波信号可以包括该p个采样时刻和该q个采样时刻,其中,该p个采样时刻在该第一目标的回波信号上对应p个目标幅值,该p个采样时刻中的每个采样时刻对应的目标幅值为第一幅值与第二幅值的差值,该q个采样时刻在该第一目标的回波信号上对应该q个第三幅值。

第二方面,本申请实施例还提供一种雷达测距方法,该方法可以应用于雷达测距装置。该方法可以包括:雷达测距装置通过第一发射器发送第一雷达信号;该雷达测距装置通过第一接收器接收第一雷达信号的第一回波信号,该第一回波信号包括第一目标的回波信号;该雷达测距装置通过第二接收器接收该第一雷达信号的第二回波信号,该第二接收器位于该第一发射器和该第一接收器之间的信号传输主路径之外;该雷达测距装置根据该第一回波信号和该第二回波信号,对该第一目标进行测距处理;其中,该第二回波信号用于确定对应于障碍物的目标杂散回波信号,该第一目标的回波信号不包括该目标杂散回波信号。

本申请实施例提供的雷达测距方法,该雷达测距装置能够基于实时接收到的第二杂散回波信号,抵消第一回波信号中对应于该障碍物的目标杂散回波信号,能够降低杂散回波信号对该第一目标的回波信号的干扰,即提高该第一目标的回波信号的纯净度,从而提高雷达测距的准确性。

也就是说,该第一发射器和该第一接收器之间的信号传输主路径上包括该第一目标,因此,该第一接收器接收到的该第一回波信号中包括该第一目标的回波信号;而该第二接收器位于该信号传输主路径之外,因此,该第二接收器接收到的该第二回波信号中不包括该第一目标的回波信号。

可选地,该雷达测距装置可以包括第一信号收发器组和第二信号收发器组,该第一信号收发器组包括该第一发射器和该第一接收器,该第二信号收发器组包括该第二接收器和第二发射器,且该雷达测距装置未通过该第二发射器发送雷达信号;或者,该第二接收器可以为在第一发射器和该第一接收器之间的信号传输主路径之外额外设置的接收器,本申请实施例对此不做限定。

例如:该第一发射器可以为ld,该第一接收器可以为apd,该第二接收器可以为光电二极管(positiveintrinsic-negative,pin)。

可选地,该障碍物可以包括该雷达测距装置内部的物体和/或该雷达测距装置外部的物体,本申请实施例对此不做限定。

在一种可能的实现方式中,该障碍物可以包括该雷达测距装置的壳体的内壁、视窗或者内部电路中的至少一个。

在另一种可能的实现方式中,该障碍物还可以包括该雷达测距装置外部除该第一目标之外的物体。

可选地,该雷达测距装置根据该第一回波信号和该第二回波信号,对该第一目标进行测距处理,可以包括:该雷达测距装置根据该第二回波信号,确定对应于该障碍物的目标杂散回波信号;从该第一回波信号中抵消该目标杂散回波信号,得到该第一目标的回波信号;根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理。

需要说明的是,由于该第一雷达信号在传播过程中可能发生散射现象,这部分散射的信号可能被障碍物,例如该雷达测距装置内部的内壁、视窗和电路等反射至该第二接收器,即该第二接收器接收到的该第二回波信号中可以包括对应于该障碍物的第一杂散回波信号,该第一接收器接收到的该第一回波信号中还可以包括对应于该障碍物的第二杂散回波信号。

然而,由于该第一接收器和该第二接收器所在的位置不同,可能导致该第一杂散回波信号和该第二杂散回波信号的延迟时间和/或幅值不同,因此,直接用该第一杂散回波信号抵消该第一回波信号中的第二杂散回波信号,可能存在抵消不完全(即抵消后所得到的该第一目标的回波信号的纯净度较低)或抵消过度(即抵消后所得到的该第一目标的回波信号的部分信号缺失)的情况,从而导致基于该第一目标的回波信号进行雷达测距的准确性较差。

可选地,该雷达测距装置可以基于该第一杂散回波信号,确定对应该障碍物的目标杂散回波信号,该目标杂散回波信号可以被认为最接近该第一回波信号中的目标杂散回波信号,并从该第一回波信号中抵消该目标杂散回波信号,得到该第一目标的回波信号。

在一种可能的实现方式中,该雷达测距装置可以基于该第一回波信号对该第一杂散回波信号进行修正,得到该目标杂散回波信号。

可选地,雷达测距装置可以通过多种方式基于该第一回波信号对该第一杂散回波信号进行修正,得到该目标杂散回波信号,本申请实施例对此不做限定。

在一种可能的实现方式中,该雷达测距装置可以对该第一杂散回波信号的延迟时间进行多次调整,得到多个第一调整信号,将该第一回波信号在该第一采样时刻的幅值与该多个第一调整信号中的每个第一调整信号在该第一采样时刻的幅值与的比值,确定为该每个第一调整信号的幅值系数;将该每个第一调整信号与该每个第一调整信号的幅值系数相乘,得到多个第二调整信号;根据该多个第二调整信号和该第一回波信号,确定目标杂散回波信号。

可选地,当该第一回波信号中的该第二杂散回波信号和第一目标回波信号不存在互相叠加时,该第一采样时刻可以为该第二杂散回波信号上的任一采样时刻;或者,当该第一回波信号中的该第二杂散回波信号和第一目标回波信号存在互相叠加时,该第一采样时刻可以为该第二杂散回波信号的峰值所对应的采样时刻或该第二杂散回波信号的前沿上的采样时刻;或者,当该第二杂散回波信号存在饱和时,该第一采样时刻可以为该第二杂散回波信号的前沿上除饱和区间外的采样时刻。

在一种可能的实现方式中,该雷达测距装置根据该多个第二调整信号和该第一回波信号,确定目标杂散回波信号,可以包括:该雷达测距装置对该多个第二调整信号中的每个第二调整信号和该第一回波信号进行最小均方误差处理,得到多个处理结果,其中,处理结果的取值越小,该处理结果对应的第二调整信号越接近该目标杂散回波信号;将该多个处理结果中最小值所对应的第二调整信号确定为该目标杂散回波信号。

需要说明的是,若该目标杂散回波信在某个采样时刻的幅值超过该目标杂散回波信号的饱和值时,该雷达测距装置可以将该目标杂散回波信号的饱和值作为该采样时刻的幅值。

由于该第一回波信号中包括的该第一目标的回波信号与该第二杂散回波信号可能产生叠加,甚至在某些情况下叠加后的幅值可能超过该第一回波信号的饱和值,从而会导致饱和失真,这样该第一目标的回波信号可能对修正产生干扰,从而导致修正后得到的目标杂散回波信号的纯净度和准确性较差。

在另一种可能的实现方式中,该雷达测距装置根据该多个第二调整信号和该第一回波信号,确定目标杂散回波信号,可以包括:该雷达测距装置对该多个第二调整信号和该第一回波信号在第一采样区间内进行最小均方误差处理,得到多个处理结果,其中,处理结果的取值越小,该处理结果对应的第二调整信号越接近该目标杂散回波信号;将该多个处理结果中的最小值所对应的调整信号确定为该目标杂散回波信号。

可选地,该预设的第一采样区间可以为该第二杂散回波信号的前沿上的采样区间。若该第二杂散回波信号存在饱和,则该第一采样区间不包括饱和区间内的采样时刻。

在又一种可能的实现方式中,该雷达测距装置可以通过高斯分解算法从该第一回波信号中估计出对应该障碍物的第二杂散回波信号,并基于该第二杂散回波信号对该第一杂散回波信号进行修正,得到该目标杂散回波信号。

本申请实施例提供的雷达测距方法,该雷达测距装置通过高斯分解法从该第一回波信号中估计出该第二杂散回波信号,并基于该第二杂散回波信号对该第一杂散回波信号进行修正,这样可以提高该目标杂散回波信号的纯净度和准确性,从而提高雷达测距的准确性。

在一种可能的实现方式中,该雷达测距装置可以对该第一杂散回波信号的延迟时间进行多次调整,得到多个第一调整信号,将该第二杂散回波信号在第一采样时刻的幅值和该多个第一调整信号中每个第一调整信号在该第一采样时刻的幅值的比值,确定为该每个第一调整信号的幅值系数;将该每个第一调整信号与该每个第一调整信号的幅值系数相乘,得到多个第二调整信号;根据该多个第二调整信号和该第二杂散回波信号,确定目标杂散回波信号。

在一种可能的实现方式中,该雷达测距装置根据该多个第二调整信号和该第二杂散回波信号,确定目标杂散回波信号,可以包括:该雷达测距装置对该多个第二调整信号和该第二杂散回波信号进行最小均方误差处理,得到多个处理结果,其中,处理结果的取值越小,该处理结果对应的第二调整信号越接近该目标杂散回波信号;将该多个处理结果中的最小值所对应的第二调整信号确定为该目标杂散回波信号。

需要说明的是,该雷达测距装置基于该第二杂散回波信号对该第一杂散回波信号进行修正,得到目标杂散回波信号的过程,可以上述雷达测距装置基于该第一回波信号对该第一杂散回波信号进行修正的过程,为避免重复,此处不再赘述。

还需要说明的是,该雷达测距装置从该第一回波信号中抵消该目标杂散回波信号,得到该第一目标的回波信号的过程,可以参考第一方面中先容的雷达测距装置从第一回波信号中抵消杂散回波信号,得到该第一目标的回波信号的过程,为避免重复,此处不再赘述。

第三方面,本申请实施例还提供一种信号处理装置,用于实行上述第一方面或其任意可能的实现方式中所述的方法。具体地,该信号处理装置可以包括用于实行上述第一方面或其任意可能的实现方式中所述的雷达测距方法的单元。

第四方面,本申请实施例还提供一种信号处理装置,包括:通信接口和至少一个处理器,所述通信接口用于与第一发射器和第一接收器通信,当所述至少一个处理器实行程序代码或指令时,实现上述第一方面或其任意可能的实现方式中所述的雷达测距方法。

第五方面,本申请实施例还提供一种雷达测距装置,包括:上述第四方面中所述的信号处理装置、第一发射器和第一接收器,该信号处理装置用于控制该第一发射器和该第一接收器,实现上述第一方面或其任意可能的实现方式中所述的雷达测距方法。

第六方面,本申请实施例还提供一种信号处理装置,用于实行上述第二方面或其任意可能的实现方式中所述的方法。具体地,该信号处理装置可以包括用于实行上述第二方面或其任意可能的实现方式中所述的雷达测距方法的单元。

第七方面,本申请实施例还提供一种信号处理装置,包括:通信接口和至少一个处理器,所述通信接口用于与第一发射器、第一接收器和第二接收器通信,当所述至少一个处理器实行程序代码或指令时,实现上述第二方面或其任意可能的实现方式中所述的雷达测距方法。

第八方面,本申请实施例还提供一种雷达测距装置,包括:上述第七方面中所述的信号处理装置、第一发射器、第一接收器和第二接收器,该信号处理装置用于控制该第一发射器、该第一接收器和该第二接收器,实现上述第二方面或其任意可能的实现方式中所述的雷达测距方法。

可选地,上述第三方面或第六方面中所述的信号处理装置可以为雷达测距装置中的芯片装置或者集成电路。

第九方面,本申请还提供一种计算机可读存储介质,用于存储计算机程序,该计算机程序包括用于实现上述各方面或其任意可能的实现方式中所述的方法。

第十方面,本申请实施例还提供一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机实现上述各方面或其任意可能的实现方式中所述的方法。

第十一方面,本申请实施例还提供一种终端,所述终端包括上述第五方面或第八方面中所述的雷达测距装置。进一步,所述终端可以为运输工具或者智能设备(例如智能家居或者智能制造设备等),含无人机、无人运输车、汽车或者机器人等。

本申请实施例提供的信号处理装置、雷达测距装置、计算机存储介质、计算机程序产品、终端均用于实行上文所提供的雷达测距方法,因此,其所能达到的有益效果可参考上文所提供的雷达测距方法中的有益效果,此处不再赘述。

附图说明

图1是本申请实施例提供的雷达测距装置100的示意性框图;

图2是本申请实施例提供的雷达测距装置100的另一的示意性框图;

图3是本申请实施例提供的雷达测距装置100的又一的示意性框图;

图4是本申请实施例提供的雷达测距方法200的示意性流程图;

图5是本申请实施例提供的信号参数示意图;

图6是本申请实施例提供的信号波形示意图;

图7是本申请实施例提供的杂散回波信号的示意图;

图8是本申请实施例提供的另一杂散回波信号的示意图;

图9是本申请实施例提供的雷达测距方法200中的信号处理过程的示意图;

图10是本申请实施例提供的雷达测距方法300的示意性流程图;

图11是本申请实施例提供的雷达测距装置100的又一示意性框图;

图12是本申请实施例提供的第一回波信号的波形示意图;

图13是本申请实施例提供的第一回波信号的另一波形示意图;

图14是本申请实施例提供的第一回波信号的又一波形示意图;

图15是本申请实施例提供的雷达测距方法300中的信号处理过程的示意图;

图16是本申请实施例提供的目标杂散回波信号的波形示意图;

图17是本申请实施例提供的雷达测距装置400的示意性框图。

具体实施方式

下面将结合附图,对本申请中的技术方案进行描述。

图1示出了本申请实施例提供的雷达测距方法所应用的雷达测距装置100的示意性框图(俯视图)。如图1所示,该雷达测距装置100可以包括信号处理装置110、至少一个信号收发器组(图1中示出了信号收发器组1)和反射装置140。该信号收发器组1包括发射器120和n个接收器(图1中示出了接收器131~接收器13n),n为大于0的整数。该信号处理装置110、该发射器120和该接收器131~该接收器13n设置在由视窗和壳体构成的腔体内。该信号处理装置110通过通信接口分别与该发射器120和该接收器131~该接收器13n连接。

该信号处理装置110用于控制该发射器120发送第一雷达信号。

可选地,上述信号处理装置110可以包括至少一个处理器。该至少一个处理器可以实现或实行结合本申请实施例所提供的雷达测距方法。该至少一个处理器也可以是实现计算功能的组合,例如包含一个或多个微处理器组合,数字信号处理(digitalsignalprocessing,dsp)和微处理器的组合等。

可选地,该第一雷达信号可以为多种类型,本申请实施例对此不做限定。

在一种可能的实现方式中,该第一雷达信号可以为毫米波雷达。

在另一种可能的实现方式中,该第一雷达信号可以为激光雷达,例如脉冲光。

例如:该发射器120可以为激光二极管(lasterdiode,ld)。

该反射装置140用于对该发射器120发送的该第一雷达信号进行反射,并从第一平面内的第一视场角度射出该雷达测距装置100;和/或将从该第一视场角度接收到的该第一雷达信号的第一回波信号反射至该接收器131~该接收器13n,该第一回波信号可以包括第一目标的回波信号,该第一目标的回波信号是该第一雷达信号经该雷达测距装置的视场范围内的该第一目标反射所产生的,该视场范围包括该第一视场角度。

在一种可能的实现方式中,该第一平面可以与图1中所示的x轴和y轴所构成的平面平行。

需要说明的是,以该第一平面为水平面为例,该雷达测距装置100在水平面内的视场范围决定了该雷达测距装置100的测距范围。该雷达测距装置100只能对该视场范围内的目标进行测距处理。当目标所在的视场角度超过这个视场范围时,该雷达测距装置100将无法对该目标进行测距处理。

例如:当该雷达测距装置100在水平面内的视场范围是120度,该雷达测距装置100的水平角分辨率是0.4度时,该雷达测距装置100在水平面内就具有120/0.4=300个水平视场角度。

可选地,上述视场角度可以是一个角度,或者可以是一个角度范围,本申请实施例对此不做限定。

例如,以雷达测距装置100的水平角分辨率为0.4度为例,该雷达测距装置可以水平面内的一个0.4度内完成雷达信号的发送、回波信号的接收和对目标的测距处理,也就是说,一个0.4度的角度范围可以对应于一个视场角度。

该信号处理装置110还用于控制该接收器131~该接收器13n接收经该反射装置140反射的该第一回波信号;并通过本申请实施例提供的雷达测距方法,基于该第一回波信号,对该第一目标进行测距处理。

例如:该接收器131~接收器13n可以为雪崩光电二极管(avalanchephotodiode,apd)。

在一种可能的实现方式中,以该第一雷达信号为激光为例,该信号处理装置110可以测量从该雷达测距装置100发送该第一雷达信号到接收到该第一目标的回波信号所需要的第一时长,将该第一时长的一半(即激光由雷达测距装置100传输至该第一目标的时长)与光速的乘积理解为该雷达测距装置100与该第一目标之间的距离。

在一种可能的实现方式中,该发射器120可以与该接收器131~接收器13n中的每一个接收器形成一个雷达通道,从而形成n个雷达通道,该雷达测距装置100可以通过该n个雷达通道中的至少一个或者全部雷达通道实现在该第一平面内的雷达扫描。

此外,如图1所示,当n大于1时,该n个接收器可以沿第二方向叠加设置,该第二方向与该第一平面垂直,即该n个雷达通道对应该第二方向上的不同位置。通过该n个雷达通道实现实现三维的雷达扫描。

可选地,当该雷达测距装置100包括多个信号收发器组时,该多个信号收发器组可以沿该第二方向叠加设置。

在一种可能的实现方式中,以该雷达测距装置100包括第一雷达通道,该第一雷达通道包括发射器120和接收器131为例,图2示出了本申请实施例提供的雷达测距装置100的另一示意性框图(俯视图),如图2所示,该反射装置140可以包括固定反射部141和旋转反射部142,该固定反射部141和该旋转反射部142的反射面相对设置。

该固定反射部141用于将该发射器120发射的该第一雷达信号反射至该旋转反射部142;和/或将从该旋转反射部反射来的该第一回波信号反射至该接收器131~该接收器13n。

该旋转反射部142用于将该固定反射部141反射来的该第一雷达信号射出该雷达测距装置100的视窗;和/或将射入该雷达测距装置100的该第一回波信号反射至该固定反射部141。

在一种可能的实现方式中,上述固定反射部141可以为第一平面镜,和/或,上述旋转反射部142可以为第二反射镜。

需要说明的是,图2中实线所示的信号传输路径可以被称为该第一雷达通道的信号传输主路径,即该发射器120和该接收器131之间的信号传输主路径。

可选地,该雷达测距装置100可以通过多种方式,通过该n个雷达通道中的一个或多个雷达通道实现该第一平面内的雷达扫描,本申请实施例对此不做限定。

进一步,如图2所示,该雷达测距装置100还可以包括动力装置150,该信号处理装置100还用于控制该动力装置150驱动该旋转反射部142,以o为原点,基于预设的角分辨率在该第一平面内进行转动,以实现该雷达测距装置100在该第一平面内的雷达扫描。

可选的,上述动力装置150可以为电机或马达。

在另一种可能的实现方式中,以该雷达测距装置100包括第一雷达通道,该第一雷达通道包括发射器120和接收器131为例,图3示出了本申请实施例提供的雷达测距装置100又一示意性框图(侧视图),如图3所示,该雷达测距装置100还可以包括连接部160和动力装置170。该雷达测距装置100的壳体的下表面通过该连接部160与该动力装置170转动连接。

该动力装置170用于驱动该壳体以该连接部160为旋转轴,基于预设的角分辨率在该第一平面内进行旋转,以实现该雷达测距装置100在该第一平面内的雷达扫描。

在一种可能的实现方式中,上述动力装置170可以为电机或马达。

需要说明的是,图2和图3中示出的该雷达测距装置100在该第一平面内实现雷达扫描的方式仅为一种示例,本申请实施例不限于此。可选地,该雷达测距装置可以基于图2和图3中所述的类似原理,在其他平面内进行雷达扫描,本申请实施例在此不再赘述。

需要说明的是,图1至图3仅示意性示出本申请实施例提供的雷达测距装置100的示意性结构图,可选地,该雷达测距装置100还可以包括图1至图3中未示出的其他组成部分,本申请实施例不限于此。

在现有技术中,雷达测距装置对目标进行测距时,由于发射器发送的雷达信号在传播过程中可能发生散射现象,这部分散射的信号可能经该雷达测距装置内部的内壁、视窗和电路等反射产生杂散回波信号,这部分杂散回波信号会对目标的回波信号产生干扰,即该发射器对应的接收器接收到的该第一回波信号中可能既包括该目标的回波信号,也包括上述杂散回波信号。因此,雷达测距装置根据接收器接收到的回波信号对该目标进行测距,会导致雷达测距的准确性较低。

图4示出了本申请实施例提供的雷达测距方法200的示意性流程图。该方法200可以应用于如图1至图4中所述的雷达测距装置100。

可选地,该方法200可以由图1至4中所述的雷达测距装置100实行,或可以由图1至4中所述的信号处理装置110控制该雷达测距装置100实行,为清楚起见,下文中均以该方法200由雷达测距装置实行为例进行描述,本申请实施例对此不做限定。

s210,雷达测距装置通过第一发射器从第一视场角度发送第一雷达信号。

在一种可能的实现方式中,该第一雷达信号可以为脉冲光信号。

s220,该雷达测距装置通过第一接收器从所述第一视场角度接收该第一雷达信号的第一回波信号,该第一回波信号包括第一目标的回波信号,该第一发射器和该第一接收器属于第一雷达通道。

s230,该雷达测距装置根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理;其中,该第一回波信号还包括杂散回波信号,该杂散回波信号包括该第一雷达信号经障碍物反射产生的回波信号,该杂散回波信号的至少一个第一信号参数对应该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个,该至少一个第一信号参数包括至少一个第一采样时刻的幅值和第一延迟时间中的至少一个。

可选地,该障碍物可以包括该雷达测距装置内部的物体和/或该雷达测距装置外部的物体,本申请实施例对此不做限定。

在一种可能的实现方式中,该障碍物可以包括该雷达测距装置的内壁、视窗或者内部电路中的至少一个。

在另一种可能的实现方式中,该障碍物可以包括该雷达测距装置外部除该第一目标之外的物体。

下面将分两种情况先容上述s230。

情况一:该雷达测距装置只包括第一雷达通道。也就是说,该杂散回波信号包括该第一雷达信号经该障碍物反射产生的回波信号。

相应地,s230可以包括:该雷达测距装置根据该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个,确定杂散回波信号的至少一个第一信号参数;根据该至少一个第一信号参数,确定该杂散回波信号;从该第一回波信号中抵消该杂散回波信号,得到第一目标的回波信号;根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理。

可选地,该雷达测距装置可以通过多种方式根据该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个,确定该至少一个第一信号参数,本申请实施例对此不做限定。

在一种可能的实现方式中,该至少一个第一信号参数可以仅对应该第一视场角度,即该第一视场角度和该至少一个第一信号参数可以满足预先定义的第一映射关系。

相应地,该雷达测距装置可以根据该第一视场角度和该第一映射关系,确定该至少一个第一信号参数。

在另一种可能的实现方式中,该至少一个第一信号参数可以对应该第一视场角度和该第一雷达通道的标识,即该第一视场角度、该第一雷达通道的标识和该至少一个第一信号参数可以满足预先定义的第一映射关系。

需要说明的是,该至少一个第一信号参数可以包括至少一个第一采样时刻的幅值和第一延迟时间中的至少一个,该至少一个第一采样时刻可以理解为该杂散回波信号的至少一个采样时刻,该第一延迟时间可以理解为从发射该第一雷达信号到接收该杂散回波信号的时间差。

例如:该第一雷达信号可以如图5中的(a)所示,该杂散回波信号可以如图5中的(b)所示,其中,该第一延迟时间t1表示从发射该第一雷达信号的起始时刻t0至接收该杂散回波信号的起始时刻t1的时间差,该至少一个第一采样时刻的幅值可以包括t2时刻的幅值a1、t3时刻的幅值a3和t4时刻的幅值a2。

在一种可能的实现方式中,该至少一个第一信号参数包括一个第一采样时刻的幅值时,该雷达测距装置可以根据该第一采样时刻的幅值和预设的该杂散回波信号的波形信息,确定该杂散回波信号,其中,该波形信息用于指示该杂散回波信号的波形。

例如:以该波形信息为如图6中所示的波形示意图,该至少一个第一信号参数包括如图7中所示的杂散回波信号的波峰处的第一采样时刻t1的幅值为amax为例,该雷达测距装置可以根据该波形示意图和第一采样时刻t1的幅值为amax,确定该杂散回波信号中除该第一采样时刻t1之外的其他第一采样时刻的幅值,从而确定该杂散回波信号。

在另一种可能的实现方式中,该至少一个第一信号参数的数量大于1,且该至少一个第一信号参数包括多个第一采样时刻的幅值时,该雷达测距装置可以采用差值算法对该多个第一采样时刻的幅值进行差值处理,确定该杂散回波信号。

例如:以该至少一个第一信号参数包括如图8中所示的杂散回波信号的前沿上的第一采样时刻t2的幅值为a1、波峰处的第一采样时刻t3的幅值为amax以及后沿上的第一采样时刻t4的幅值为a2为例,该雷达测距装置可以根据上述三个第一采样时刻的幅值进行差值计算,确定该杂散回波信号中除该第一采样时刻t2、该第一采样时刻t3和该第一采样时刻t4之外的其他第一采样时刻的幅值,从而确定该杂散回波信号。

可选地,以该第一视场角度、该第一雷达通道的标识和该至少一个第一信号参数可以满足预先定义的第一映射关系为例,在s230之前,该雷达测距装置可以获取至少一个映射关系,该至少一个映射关系包括该第一映射关系,该至少一个映射关系用于表示雷达通道的标识、视场角度和第一信号参数之间的对应关系。

相应地,s230中,该雷达测距装置可以根据该至少一个映射关系获取与该第一雷达通道的标识和该第一视场角度对应的该至少一个第一信号参数。

可选地,该雷达测距装置可以通过多种方式获取该至少一个映射关系,本申请实施例对此不做限定。

在一种可能的实现方式中,该雷达测距装置可以预先配置该至少一个映射关系。

在另一种可能的实现方式中,该雷达测距装置可以预先接收来自其它装置的该至少一个映射关系。

在又一种可能的实现方式中,该雷达测距装置可以生成该至少一个映射关系。

可选地,上述至少一个映射关系可以通过多种形式表示,本申请实施例对此不做限定。

例如:上述至少一个映射关系可以通过如下表一所示的映射表1表示。

表一:映射表1

例如:以该第一雷达通道的标识为001以及该第一视场角度为14.5度为例,图9示出了本申请实施例提供的雷达测距方法200中的信号处理过程的示意图。该雷达测距装置通过该第一雷达通道和该第一视场角度发射的第一雷达信号可以如图9中的(a)所示。该雷达测距装置接收的该第一回波信号可以如图9中的(b)所示,其中,该第一回波信号可以包括该第一目标的回波信号和该杂散回波信号。该雷达测距装置可以通过该标识001和该第一视场角度14.5度(°),查找如表一中所示该映射表1,获取到该至少一个第一信号参数包括采样时刻t1处的幅值99、采样时刻t2处的幅值121、采样时刻t3处的幅值87和延迟时间(t0~t4)为100纳秒(ns)。该雷达测距装置根据该至少一个第一信号参数,可以得到如图9中的(c)所示的杂散回波信号。该雷达测距装置从如图9中的(b)所示的第一回波信号中抵消如图9中的(c)所示的杂散回波信号,可以得到如图9中的(d)所示的第一目标的回波信号,并通过该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理。

需要说明的是,图9中该第一回波信号中的第一目标的回波信号和杂散回波信号互不重叠仅为一种示例,本申请实施例不限于此。可选地,本申请实施例提供的雷达测距方法200也适用于该第一目标的回波信号和该杂散回波信号叠加在一起的情况,本申请实施例对此不做限定。

本申请实施例提供的雷达测距方法,通过该第一雷达通道的标识和第一视场角度中的至少一个,查询静态设置的至少一个映射关系,根据该至少一个映射关系获取与该第一雷达通道和/或该第一视场角度对应的至少一个第一信号参数;根据该至少一个第一信号参数,确定该杂散回波信号;从该第一回波信号中抵消该杂散回波信号,得到该第一目标的回波信号;并根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理。这样一来,能够避免杂散回波信号对该第一目标的回波信号的干扰和影响,即提高第一目标的回波信号的纯净度,从而能够提高雷达测距的准确性。

需要说明的是,由于第一采样时刻的幅值和/或第一延迟时间可能随着该雷达测距装置的工作温度的变化而变化,因此,该至少一个该第一信号参数可以用于表征第一工作温度下的信号参数,即该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个、该第一工作温度和该至少一个第一信号参数之间可以满足该预先定义的第一映射关系。

相应地,s230可以包括:该雷达测距装置根据该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个以及该第一工作温度,确定该至少一个第一信号参数。

例如:上述至少一个映射关系还可以通过如下表二所示的映射表2表示。

表二:映射表2

需要说明的是,表二中未示出的工作温度所对应的信号参数,可以通过已有的工作温度所对应的信号参数计算获得,本申请实施例对此不做限定。

例如:以第一雷达通道的标识为001以及该第一视场角度为14.5°为例,该雷达测距装置可以根据表二中示出的工作温度-10℃对应的延迟时间100ns,工作温度-9℃对应的延迟时间100.3ns,确定工作温度-9.5℃对应的延迟时间为(100+100.3)/2=100.15ns。

还需要说明的是,由于上述映射表2中需要包括每个工作温度下的第一信号参数,该雷达测距装置需要存储的数据量较大,因此,可以考虑仅存储标准工作温度下的第一信号参数,并增量存储其它工作温度下的第一信号参数相比于该标准工作温度下的第一信号参数的变化值,从而能够降低存储的数据量。

又例如:上述表二中所示的映射表2也可以通过如下表三所示的映射表3表示。

表三:映射表3

例如:以该第一雷达通道的标识为001、该第一视场角度为14.5°以及第一工作温度为-9℃为例,该雷达测距装置可以通过该001、该第一视场角度14.5°和该第一工作温度-9℃查找如表三中所示该映射表3,获取到在标准温度下采样时刻t1处的幅值为99、采样时刻t2处的幅值为121、采样时刻t3处的幅值为87、延迟时间为100ns以及幅值系数为0.95,延迟时间差为+0.3ns,其中,幅值系数用于表示在该第一工作温度下的采样时刻的幅值与在该标准工作温度下的采样时刻的幅值的比例,该延迟时间差用于表示在该第一工作温度下的延迟时间与在该标准温度下的延迟时间的时间差。

相应地,该雷达测距装置可以将该标准温度下的采样时刻t1处的幅值99、采样时刻t2处的幅值121、采样时刻t3处的幅值87分别与该幅值系数0.95相乘,得到该第一工作温度-9℃下的采样时刻t1处的幅值94.05、采样时刻t2处的幅值114.95、采样时刻t3处的幅值82.62;并将该标准温度下的延迟时间100与该延迟时间差0.3相加,得到该第一工作温度-9℃下的延迟时间为100.3ns。

本申请实施例提供的雷达测距方法,通过该第一雷达通道的标识和第一视场角度中的至少一个以及当前的第一工作温度,查询静态设置的至少一个映射关系,根据该至少一个映射关系获取与该第一雷达通道的标识和/或该第一视场角度以及该第一工作温度对应的至少一个第一信号参数;根据该至少一个第一信号参数,确定该杂散回波信号;从该第一回波信号中抵消该杂散回波信号,得到该第一目标的回波信号;并根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理。这样一来,能够避免杂散回波信号对该第一目标的回波信号的干扰和影响,从而能够提高雷达测距的准确性。

可选地,s230中,该雷达测距装置可以通过多种方式,从该第一回波信号中抵消该杂散回波信号,得到第一目标的回波信号,本申请实施例对此不作限定。

在一种可能的实现方式中,以该杂散回波信号包括p个采样时刻,该p个采样时刻在该杂散回波信号上对应p个第一幅值,该第一回波信号包括该p个采样时刻和q个采样时刻,该p个采样时刻在该第一回波信号上对应p个第二幅值,该q个采样时刻在该第一回波信号上对应q个第三幅值,p和q均为大于0的整数为例,该第一目标的回波信号可以包括该p个采样时刻和该q个采样时刻,其中,该p个采样时刻在该第一目标的回波信号上对应p个目标幅值,该p个采样时刻中的每个采样时刻对应的目标幅值为第一幅值与第二幅值的差值,该q个采样时刻在该第一目标的回波信号上对应该q个第三幅值。

例如:该杂散回波信号包括3个采样时刻,如采样时刻t1~采样时刻t3,其中,采样时刻t1对应的第一幅值为110.3(单位省略)、采样时刻t2对应的第一幅值为116、采样时刻t3对应的第一幅值为114.7;该第一回波信号包括6个采样时刻,如采样时刻t1~采样时刻t6,其中,采样时刻t1对应的第二幅值为109.1、采样时刻t2对应的第二幅值为116、采样时刻t3对应的第二幅值为112.4,采样时刻t4对应的第三幅值为125.6、采样时刻t5对应的第三幅值为120.6、采样时刻t6对应的第三幅值为118.9;那么,该杂散回波信号包括采样时刻t1~采样时刻t6,其中,采样时刻t1对应的目标幅值为110.3-109.1=1.2、采样时刻t2对应的目标幅值为116-116=0、采样时刻t3对应的目标幅值为114.7-112.4=2.3,采样时刻t4对应的目标幅值为125.6、采样时刻t5对应的目标幅值为120.6、采样时刻t6对应的目标幅值为118.9。

需要说明的是,由于采样时刻t1~采样时刻t3对应的目标幅值小于或等于预设的抖动阈值5,该采样时刻t1~该采样时刻t3对应的目标幅值可以在去噪处理过程中被滤除掉,因此,该第一目标的回波信号中可以仅包括采样时刻t4~采样时刻t6对应的目标幅值。

情况二:该雷达测距装置包括多个雷达通道,且该多个雷达通道中的至少两个属于不同的信号收发器组。

可选地,以该至少两个雷达通道包括该第一雷达通道和第二雷达通道,该第二雷达通道包括第二发射器为例,在s230之前,该方法200还可以包括:该雷达测距装置通过该第二发射器从第二视场角度发送第二雷达信号。

也就是说,该杂散回波信号包括该第一雷达信号经该障碍物反射产生的第一杂散回波信号以及该第二雷达信号经该障碍物反射产生的第二杂散回波信号。

相应地,s230可以包括:该雷达测距装置根据该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个,确定该第一杂散回波信号的至少一个第一信号参数;根据该至少一个第一信号参数,确定该第一杂散回波信号;根据该第二雷达通道的标识和该第二视场角度中的至少一个,确定该第二杂散回波信号的至少一个第二信号参数;根据该至少一个第二信号参数,确定该第二杂散回波信号;从该第一回波信号中抵消该第一杂散回波信号和该第二杂散回波信号,得到第一目标的回波信号;根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理。

可选地,该第一视场角度和该第二视场角度可以相同,或者可以不同,本申请实施例对此不做限定。

需要说明的是,该雷达测距装置根据该第二雷达通道的标识和该第二视场角度中的至少一个,确定该第二杂散回波信号的至少一个第二信号参数的过程,可以参考情况一中该雷达测距装置根据该第一雷达通道的标识和该第一视场角度中的至少一个,确定该杂散回波信号的至少一个第一信号参数的过程,为避免重复,此处不再赘述。

还需要说明的是,该雷达测距装置从该第一回波信号中抵消该第一杂散回波信号和该第二杂散回波信号,得到第一目标的回波信号的过程,可以参考情况一中该雷达测距装置从该第一回波信号中抵消该杂散回波信号,得到第一目标的回波信号的过程。

上面结合图4至图9先容了本申请实施例提供的雷达测距方法200,下面将结合图10至图14先容本申请实施例提供的雷达测距方法300。

图10示出了本申请实施例提供的雷达测距方法300的示意性流程图。该方法300可以应用于如图1至图4中所示的雷达测距装置100。

可选地,该方法300可以由图1至4中所述的雷达测距装置100实行,或可以由图1至4中所述的信号处理装置110控制该雷达测距装置100实行,为清楚起见,下文中均以该方法300由雷达测距装置实行进行描述,本申请实施例对此不做限定。

s310,雷达测距装置通过第一发射器发送第一雷达信号。

s320,该雷达测距装置通过第一接收器接收第一雷达信号的第一回波信号,该第一回波信号包括第一目标的回波信号。

s330,该雷达测距装置通过第二接收器接收该第一雷达信号的第二回波信号,该第二接收器位于该第一发射器和该第一接收器之间的信号传输主路径之外。

也就是说,该第一发射器和该第一接收器之间的信号传输主路径上包括该第一目标,因此,该第一接收器接收到的该第一回波信号中包括该第一目标的回波信号;而该第二接收器位于该信号传输主路径之外,因此,该第二接收器接收到的该第二回波信号中不包括该第一目标的回波信号。

可选地,该雷达测距装置可以包括第一信号收发器组和第二信号收发器组,该第一信号收发器组包括该第一发射器和该第一接收器,该第二信号收发器组包括该第二接收器和第二发射器,且该雷达测距装置未通过该第二发射器发送雷达信号;或者,该第二接收器可以为在第一发射器和该第一接收器之间的信号传输主路径之外额外设置的接收器,本申请实施例对此不做限定。

例如:如图11所示,该第一发射器可以为发射器120,该第一接收器可以为接收器131,该第二接收器可以为接收器191,该发射器120与该接收器131之间的信号传输主路径如实线所示,而该接收器191位于上述信号传输主路径之外。因此,该接收器131接收到的第一回波信号中包括该第一目标的回波信号,该接收器191接收到第二回波信号中不包括该第一目标的回波信号。

例如:该第一发射器可以为ld,该第一接收器可以为apd,该第二接收器可以为光电二极管(positiveintrinsic-negative,pin)。

s340,该雷达测距装置根据该第一回波信号和该第二回波信号,对该第一目标进行测距处理;其中,该第二回波信号用于确定对应于障碍物的目标杂散回波信号,该第一目标的回波信号不包括该目标杂散回波信号。

可选地,该障碍物可以包括该雷达测距装置内部的物体和/或该雷达测距装置外部的物体,本申请实施例对此不做限定。

在一种可能的实现方式中,该障碍物可以包括该雷达测距装置的壳体的内壁、视窗或者内部电路中的至少一个。

在另一种可能的实现方式中,该障碍物还可以包括该雷达测距装置外部除该第一目标之外的物体。

可选地,s340可以包括:该雷达测距装置根据该第二回波信号,确定对应于该障碍物的目标杂散回波信号;从该第一回波信号中抵消该目标杂散回波信号,得到该第一目标的回波信号;根据该第一目标的回波信号,对该第一目标进行测距处理。

需要说明的是,如图11所示,由于该第一雷达信号在传播过程中可能发生散射现象,这部分散射的信号可能被障碍物,例如该雷达测距装置内部的内壁、视窗和电路等反射至该第二接收器,即该第二接收器接收到的该第二回波信号中可以包括对应于该障碍物的第一杂散回波信号,该第一接收器接收到的该第一回波信号中还可以包括对应于该障碍物的第二杂散回波信号。

然而,由于该第一接收器和该第二接收器所在的位置不同,可能导致该第一杂散回波信号和该第二杂散回波信号的延迟时间和/或幅值不同,因此,直接用该第一杂散回波信号抵消该第一回波信号中的第二杂散回波信号,可能存在抵消不完全(即抵消后所得到的该第一目标的回波信号的纯净度较低)或抵消过度(即抵消后所得到的该第一目标的回波信号的部分信号缺失)的情况,从而导致基于该第一目标的回波信号进行雷达测距的准确性较差。

可选地,该雷达测距装置可以基于该第一杂散回波信号,确定对应该障碍物的目标杂散回波信号,该目标杂散回波信号可以被认为最接近该第一回波信号中的目标杂散回波信号,并从该第一回波信号中抵消该目标杂散回波信号,得到该第一目标的回波信号。

在一种可能的实现方式中,该雷达测距装置可以基于该第一回波信号对该第一杂散回波信号进行修正,得到该目标杂散回波信号。

可选地,雷达测距装置可以通过多种方式基于该第一回波信号对该第一杂散回波信号进行修正,得到该目标杂散回波信号,本申请实施例对此不做限定。

在一种可能的实现方式中,该雷达测距装置可以对该第一杂散回波信号的延迟时间进行多次调整,得到多个第一调整信号,将该第一回波信号在该第一采样时刻的幅值与该多个第一调整信号中的每个第一调整信号在该第一采样时刻的幅值与的比值,确定为该每个第一调整信号的幅值系数;将该每个第一调整信号与该每个第一调整信号的幅值系数相乘,得到多个第二调整信号;根据该多个第二调整信号和该第一回波信号,确定目标杂散回波信号。

可选地,当该第一回波信号中的该第二杂散回波信号和第一目标回波信号不存在互相叠加时,该第一采样时刻可以为该第二杂散回波信号上的任一采样时刻;或者,当该第一回波信号中的该第二杂散回波信号和第一目标回波信号存在互相叠加时,该第一采样时刻可以为该第二杂散回波信号的峰值所对应的采样时刻或该第二杂散回波信号的前沿上的采样时刻;或者,当该第二杂散回波信号存在饱和时,该第一采样时刻可以为该第二杂散回波信号的前沿上除饱和区间外的采样时刻。

例如:以该第一回波信号如图12所示,该第一采样时刻可以为该第一回波信号中任一采样时刻,如采样时刻t1、采样时刻t2或采样时刻t3。

又例如:以该第一回波信号如图13所示,该第一采样时刻可以为该第一回波信号的波峰所对应的采样时刻t2,或者,该第一采样时刻可以为该第一回波信号的前沿上的采样时刻t1。

又例如:以该第一回波信号如图14所示,该第一采样时刻可以为该第一回波信号的前沿上除饱和区间t3~t4外的采样时刻t1或采样时刻t2。

在一种可能的实现方式中,该雷达测距装置根据该多个第二调整信号和该第一回波信号,确定目标杂散回波信号,可以包括:该雷达测距装置对该多个第二调整信号中的每个第二调整信号和该第一回波信号进行最小均方误差处理,得到多个处理结果,其中,处理结果的取值越小,该处理结果对应的第二调整信号越接近该目标杂散回波信号;将该多个处理结果中最小值所对应的第二调整信号确定为该目标杂散回波信号。

例如:图15示出了本申请实施例提供的雷达测距方法300中的信号处理过程的示意图。该雷达测距装置通过该第一发射器发射的该第一雷达信号可以如图15中的(a)所示。该雷达测距装置通过该第一接收器接收的该第一回波信号可以如图15中的(b)所示,该第一回波信号中包括对应于障碍物的第二杂散回波信号和第一目标的回波信号。该雷达测距装置通过该第二接收器接收的该第二回波信号可以如图15中的(c)所示,该第二回波信号中包括对应于该障碍物的第一杂散回波信号。

以该第一回波信号为s(t),该第一杂散回波信号为f(t)为例,该雷达测距装置可以基于预设的延迟时间差δt,对该第一杂散回波信号的延迟时间进行多次调整,得到多个第一调整信号,如图15中的(d)中所示的f(t-2δt)、f(t-δt)、f(t)和f(t+δt)。第一回波信号在采样时刻t2的幅值a0与f(t-2δt)在采样时刻t2的幅值a1的比值k1=a0/a1;a0与f(t-δt)在采样时刻t2的幅值a2的比值k2=a0/a2;a0与f(t)在采样时刻t2的幅值a3的比值k3=a0/a3;a0与f(t+δt)在采样时刻t2的幅值a4的比值k4=a0/a4。该雷达测距装置可以基于f(t-2δt)和幅值系数k1、f(t-δt)和幅值系数k2、f(t)和幅值系数k3以及f(t+δt)和幅值系数k4,得到多个第二调整信号,如图15中的(e)所示的k1f(t-2δt)、k2f(t-δt)、k3f(t)和k4f(t+δt)。该雷达测距装置可以将k1f(t-2δt)、k2f(t-δt)、k3f(t)和k4f(t+δt)分别与该第一回波信号s(t)进行最小均方误差处理,得到多个处理结果;以k2f(t-δt)对应的处理结果为该多个处理结果中的最小值为例,该雷达测距装置可以将第二调整信号k2f(t-δt)确定为目标杂散回波信号;从该第一回波信号s(t)中抵消该目标杂散回波信号k2f(t-δt),得到该第一目标的回波信号n(t)=s(t)-k2f(t-δt),并基于n(t)对该第一目标进行测距处理。

需要说明的是,若该目标杂散回波信号k2f(t-δt)在某个采样时刻的幅值超过该目标杂散回波信号的饱和值时,该雷达测距装置可以将该目标杂散回波信号的饱和值作为该采样时刻的幅值。

例如:如图16示出了该目标杂散回波信号的波形示意图,如图16所示,该目标杂散回波信号中的采样时刻t1至采样时刻t2的区间内的所有采样时刻所对应幅值均超过该目标杂散回波信号的饱和值,因此,该雷达测距装置可以将该饱和值作为饱和区间,即采样时刻t1至采样时刻t2内的每个采样时刻的幅值。

本申请实施例提供的雷达测距方法,该雷达测距装置能够基于实时接收到的第二杂散回波信号,抵消第一回波信号中对应于该障碍物的目标杂散回波信号,能够降低杂散回波信号对该第一目标的回波信号的干扰,即提高该第一目标的回波信号的纯净度,从而提高雷达测距的准确性。

由于该第一回波信号中包括的该第一目标的回波信号与该第二杂散回波信号可能产生叠加,甚至在某些情况下叠加后的幅值可能超过该第一回波信号的饱和值,从而会导致饱和失真(如图14所示),这样该第一目标的回波信号可能对修正产生干扰,从而导致修正后得到的目标杂散回波信号的纯净度和准确性较差。

在另一种可能的实现方式中,该雷达测距装置根据该多个第二调整信号和该第一回波信号,确定目标杂散回波信号,可以包括:该雷达测距装置对该多个第二调整信号和该第一回波信号在第一采样区间内进行最小均方误差处理,得到多个处理结果,其中,处理结果的取值越小,该处理结果对应的第二调整信号越接近该目标杂散回波信号;将该多个处理结果中的最小值所对应的调整信号确定为该目标杂散回波信号。

可选地,该预设的第一采样区间可以为该第二杂散回波信号的前沿上的采样区间。若该第二杂散回波信号存在饱和,则该第一采样区间不包括饱和区间内的采样时刻。

例如:如图13所示,该第一采样区间可以为采样时刻t1~采样时刻t2。

又例如:如图14所示,该第一采样区间可以为采样时刻t1~采样时刻t2。

在又一种可能的实现方式中,该雷达测距装置可以通过高斯分解算法从该第一回波信号中估计出对应该障碍物的第二杂散回波信号,并基于该第二杂散回波信号对该第一杂散回波信号进行修正,得到该目标杂散回波信号。

本申请实施例提供的雷达测距方法,该雷达测距装置通过高斯分解法从该第一回波信号中估计出该第二杂散回波信号,并基于该第二杂散回波信号对该第一杂散回波信号进行修正,这样可以提高该目标杂散回波信号的纯净度和准确性,从而提高雷达测距的准确性。

在一种可能的实现方式中,该雷达测距装置可以对该第一杂散回波信号的延迟时间进行多次调整,得到多个第一调整信号,将该第二杂散回波信号在第一采样时刻的幅值和该多个第一调整信号中每个第一调整信号在该第一采样时刻的幅值的比值,确定为该每个第一调整信号的幅值系数;将该每个第一调整信号与该每个第一调整信号的幅值系数相乘,得到多个第二调整信号;根据该多个第二调整信号和该第二杂散回波信号,确定目标杂散回波信号。

在一种可能的实现方式中,该雷达测距装置根据该多个第二调整信号和该第二杂散回波信号,确定目标杂散回波信号,可以包括:该雷达测距装置对该多个第二调整信号和该第二杂散回波信号进行最小均方误差处理,得到多个处理结果,其中,处理结果的取值越小,该处理结果对应的第二调整信号越接近该目标杂散回波信号;将该多个处理结果中的最小值所对应的第二调整信号确定为该目标杂散回波信号。

需要说明的是,该雷达测距装置基于该第二杂散回波信号对该第一杂散回波信号进行修正,得到目标杂散回波信号的过程,可以参考图15中所述的雷达测距装置基于该第一回波信号对该第一杂散回波信号进行修正的过程,为避免重复,此处不再赘述。

还需要说明的是,s340中该雷达测距装置从该第一回波信号中抵消该目标杂散回波信号,得到该第一目标的回波信号的过程,可以参考方法200实施例的s230中先容的雷达测距装置从第一回波信号中抵消杂散回波信号,得到该第一目标的回波信号的过程,为避免重复,此处不再赘述。

上面结合图4至图16先容了本申请实施例提供雷达测距方法,下面将结合图17先容用于实行上述方法的信号处理装置400。

需要说明的是,该信号处理装置400可以为上述各方法实施例中所述的信号处理装置,本申请实施例对此不作限定。

可以理解的是,该信号处理装置400为了实现上述功能,其包含了实行各个功能相应的硬件和/或App模块。结合本文中所公开的实施例描述的各示例的算法步骤,本申请实施例能够以硬件或硬件和计算机App的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机App驱动硬件的方式来实行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以结合实施例对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本申请实施例可以根据上述方法示例对信号处理装置400进行功能模块的划分,例如,可以对应各个功能划分各个功能模块,也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块可以采用硬件的形式实现。需要说明的是,本申请实施例中对模块的划分是示意性的,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。

在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下,图17示出了上述实施例中涉及的信号处理装置400的一种示意性框图,如图17所示,该信号处理装置400可以包括:收发单元410和处理单元420。其中,该处理单元420可以控制该收发单元410实现上述各方法实施例中所述的雷达测距方法,和/或用于本文所描述的技术的其他过程。

需要说明的是,该收发单元410是上述各实施例中所述的收发器(包括各发射器和/或各接收器)的功能化划分。

需要说明的是,上述各方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述,在此不再赘述。

本实施例提供的信号处理装置400用于实行上述各方法实施例,因此可以达到与上述实现方法相同的效果。

在采用集成的单元的情况下,该信号处理装置400可以包括处理单元、存储单元和通信单元。其中,处理单元可以用于对该信号处理装置400的动作进行控制管理,例如,可以用于支撑该信号处理装置400实行上述各个单元实行的步骤。存储单元可以用于支撑该信号处理装置400实行存储程序代码和数据等。通信单元可以用于支撑该信号处理装置400与其他设备的通信。

其中,处理单元可以是处理器或控制器。其可以实现或实行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框,模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合,例如包含一个或多个微处理器组合,数字信号处理(digitalsignalprocessing,dsp)和微处理器的组合等等。存储单元可以是存储器。通信单元具体可以为射频电路、蓝牙芯片、wi-fi芯片等与其他电子设备交互的设备。

可选地,该信号处理装置400可以为上述各实施例中所述的雷达测距装置中的芯片或者片上系统。

本申请实施例还提供一种计算机存储介质,该计算机存储介质中存储有计算机指令,当该计算机指令在电子设备上运行时,使得电子设备实行上述相关方法步骤实现上述实施例中的雷达测距方法。

本申请实施例还提供了一种计算机程序产品,当该计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机实行上述相关步骤,以实现上述实施例中的雷达测距方法。

其中,本实施例提供的信号处理装置、雷达测距装置、计算机存储介质、计算机程序产品或芯片均用于实行上文所提供的对应的方法,因此,其所能达到的有益效果可参考上文所提供的对应的方法中的有益效果,此处不再赘述。

应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着实行顺序的先后,各过程的实行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机App和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是App方式来实行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、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系统,或一些特征可以忽略,或不实行。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,在本申请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。

所述功能如果以App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App产品的形式体现出来,该计算机App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)实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(readonlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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