基于預(yù)調(diào)制aic雷達(dá)距離成像的車(chē)載路障告警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于路障告警技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及一種基于預(yù)調(diào)制AIC(Analog Information Converter，模擬信息轉(zhuǎn)換器）雷達(dá)高分辨距離成像技術(shù)的車(chē)載路障告警方 法。本發(fā)明采用預(yù)調(diào)制AIC降采樣結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)車(chē)載雷達(dá)系統(tǒng)中的雷達(dá)回波的降采樣處理，以 解決車(chē)載雷達(dá)中的超大數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和傳輸?shù)葐?wèn)題，降低車(chē)載雷達(dá)系統(tǒng)的復(fù)雜度和成 本，便于實(shí)現(xiàn)雷達(dá)信號(hào)處理和距離高分辨成像。
【背景技術(shù)】
[0002] 逆合成孔徑成像雷達(dá)可以有效實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的二維高分辨成像，具有全天候、全天 時(shí)、遠(yuǎn)距離作用的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于對(duì)飛機(jī)、導(dǎo)彈、艦船等目標(biāo)的圖像獲取和分類(lèi)識(shí)別中， 具有重要的軍事和民用價(jià)值。隨著實(shí)際需求的不斷發(fā)展，逆合成孔徑成像雷達(dá)在車(chē)載路障 告警系統(tǒng)方面的優(yōu)勢(shì)逐步體現(xiàn)。相對(duì)于普通的基于視頻捕獲、超聲波探測(cè)或無(wú)線電收發(fā)等 手段的路障告警系統(tǒng)，基于逆合成孔徑成像的車(chē)載雷達(dá)以其高距離分辨率、大信號(hào)帶寬、強(qiáng) 穿透力、強(qiáng)抗干擾性而具有強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)來(lái)通過(guò)雷達(dá)探測(cè)和成像實(shí)現(xiàn)行車(chē)道路障礙物的 檢測(cè)和告警等眾多功能。但是由于其自身特點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)要求和信號(hào)處理都帶來(lái)了巨大的挑 戰(zhàn)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)Nyquist采樣限制了信號(hào)帶寬，無(wú)法實(shí)現(xiàn)更高分辨率的距離成 像，對(duì)雨霧天氣的抵抗能力一般，而使用高載頻雷達(dá)波時(shí)對(duì)于大帶寬的雷達(dá)信號(hào)的數(shù)據(jù)采 樣、存儲(chǔ)以及傳輸并未涉及如何處理，并且所帶來(lái)的車(chē)載雷達(dá)系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本也是極 尚的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出基于預(yù)調(diào)制AIC雷達(dá)距離成像 的車(chē)載路障告警方法，對(duì)基于逆合成孔徑成像的車(chē)載雷達(dá)系統(tǒng)中對(duì)大帶寬信號(hào)進(jìn)行降采樣 處理實(shí)現(xiàn)稀疏重構(gòu)出目標(biāo)的高分辨距離像。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0006] 基于預(yù)調(diào)制AIC雷達(dá)距離成像的車(chē)載路障告警方法包括以下步驟：
[0007] 步驟1，在車(chē)輛上安裝用于接收車(chē)輛前方目標(biāo)回波信號(hào)的逆合成孔徑雷達(dá)；當(dāng)車(chē) 輛行駛時(shí)，利用逆合成孔徑雷達(dá)向外發(fā)射信號(hào)，利用逆合成孔徑雷達(dá)接收目標(biāo)散射點(diǎn)反射 的回波信號(hào)，對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)得到基帶線性調(diào)頻回波信號(hào)x(t)，t表示時(shí)間；
[0008] 步驟2,采用預(yù)調(diào)制型模擬信息轉(zhuǎn)換器，對(duì)基帶線性調(diào)頻回波信號(hào)x(t)進(jìn)行降采 樣處理，得到降采樣觀測(cè)信號(hào)；
[0009] 步驟3,對(duì)降采樣觀測(cè)信號(hào)進(jìn)行稀疏重構(gòu)得到目標(biāo)散射點(diǎn)的距離像；
[0010] 步驟4,對(duì)目標(biāo)散射點(diǎn)的高分辨距離像進(jìn)行恒虛警檢測(cè)，得出目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果；根據(jù) 所述目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果，判斷目標(biāo)的類(lèi)別；根據(jù)每個(gè)目標(biāo)信號(hào)所處在的距離單元，得出當(dāng)前時(shí)刻 對(duì)應(yīng)目標(biāo)相對(duì)于車(chē)輛的距離、以及當(dāng)前時(shí)刻對(duì)應(yīng)目標(biāo)相對(duì)于車(chē)輛的速度；根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻對(duì) 應(yīng)目標(biāo)相對(duì)于車(chē)輛的速度，當(dāng)前時(shí)刻第對(duì)應(yīng)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的安全剎車(chē)距離；根據(jù)對(duì)應(yīng)目標(biāo)的類(lèi) 另IJ、當(dāng)前時(shí)刻對(duì)應(yīng)目標(biāo)相對(duì)于車(chē)輛的距離、當(dāng)前時(shí)刻對(duì)應(yīng)目標(biāo)相對(duì)于車(chē)輛的速度、以及當(dāng)前 時(shí)刻第對(duì)應(yīng)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的安全剎車(chē)距離，判斷是否達(dá)到報(bào)警條件；如果達(dá)到，控制報(bào)警器發(fā)出 報(bào)警信號(hào)。
[0011] 本發(fā)明的有益效果為：第一，本發(fā)明將預(yù)調(diào)制AIC引入到基于逆合成孔徑成像的 車(chē)載雷達(dá)系統(tǒng)中，解決了現(xiàn)有技術(shù)中車(chē)載雷達(dá)的回波信號(hào)帶寬過(guò)大導(dǎo)致的超大數(shù)據(jù)量的問(wèn) 題，克服了超大數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和傳輸較難的缺點(diǎn)，使得本發(fā)明系統(tǒng)明顯減小了大帶寬信號(hào) 對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)的不利影響，有利于提高基于逆合成孔徑成像的車(chē)載雷達(dá)性能并降低成本。第 二，本發(fā)明采用對(duì)基于預(yù)調(diào)制AIC降采樣的高載頻雷達(dá)回波進(jìn)行稀疏重構(gòu)的方法對(duì)雷達(dá)回 波信號(hào)進(jìn)行距離高分辨成像，克服了現(xiàn)有技術(shù)中處理對(duì)高載頻雷達(dá)回波距離高分辨成像較 難的缺點(diǎn)，使得本發(fā)明的方法明顯提高了成像分辨率。
【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為本發(fā)明的基于預(yù)調(diào)制AIC雷達(dá)距離成像的車(chē)載路障告警方法的流程示意 圖；
[0013] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)調(diào)制AIC的降采樣處理過(guò)程示意圖；
[0014] 圖3a為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)中利用稀疏重構(gòu)得出I路信號(hào)時(shí)域圖；
[0015] 圖3b為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)中利用稀疏重構(gòu)得出Q路信號(hào)時(shí)域圖；
[0016] 圖4a為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)中得出第一目標(biāo)的距離成像示意圖；
[0017] 圖4b為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)中得出第二目標(biāo)的距離成像示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：
[0019] 參照?qǐng)D1，為本發(fā)明的基于預(yù)調(diào)制AIC雷達(dá)距離成像的車(chē)載路障告警方法的流程 示意圖。該基于預(yù)調(diào)制AIC雷達(dá)距離成像的車(chē)載路障告警方法包括以下步驟：
[0020] 步驟1，在車(chē)輛上安裝用于接收車(chē)輛前方目標(biāo)回波信號(hào)的逆合成孔徑雷達(dá)，例如， 逆合成孔徑雷達(dá)設(shè)置在車(chē)輛前方中部。將逆合成孔徑雷達(dá)的信號(hào)輸出端電連接信號(hào)處理單 元，將信號(hào)處理單元電連接報(bào)警器，所述報(bào)警器為揚(yáng)聲器或顯示器等聲光媒介，該報(bào)警器安 裝在駕駛操控臺(tái)上。
[0021] 當(dāng)車(chē)輛行駛時(shí)，利用逆合成孔徑雷達(dá)向外發(fā)射信號(hào)，利用逆合成孔徑雷達(dá)接收目 標(biāo)散射點(diǎn)反射的回波信號(hào)，對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)得到基帶線性調(diào)頻回波信號(hào)X(t)，t 表示時(shí)間。
[0022] 步驟2,采用預(yù)調(diào)制型模擬信息轉(zhuǎn)換器，對(duì)基帶線性調(diào)頻回波信號(hào)x(t)進(jìn)行降采 樣處理，得到降采樣觀測(cè)信號(hào)。
[0023] 參照?qǐng)D2,為本發(fā)明實(shí)施例的預(yù)調(diào)制AIC的降采樣處理過(guò)程示意圖。步驟2的具體 子步驟為：
[0024] (2. 1)將基帶線性調(diào)頻回波信號(hào)x(t)與設(shè)置的隨機(jī)調(diào)制序列信號(hào)pjt)相乘，得 到隨機(jī)解調(diào)的回波信號(hào)X'（t)。本發(fā)明實(shí)施例中，隨機(jī)調(diào)制序列信號(hào) Pc;(t)按照下式獲得：
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】