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      用于一調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)感測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)處理方法及裝置的制造方法_3

      文檔序號(hào):9260638閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

      [0077] 接著,頻譜峰值位置估測(cè)單元402用來(lái)進(jìn)行頻率的細(xì)估。首先,式10中所檢測(cè)到 的頻率可改寫成:
      [0078] 化m=k。,m+Pm〇《m< \ 1 (式 1 1 );
      [0079] 其中,Pm為第m個(gè)檢測(cè)頻率的小數(shù)部分,如本領(lǐng)域熟知的,該一小數(shù)部分可由
      (式12)估測(cè)得出;其中,I.I為取多信 號(hào)振幅運(yùn)算,P為針對(duì)不同窗函數(shù)的調(diào)整因子。得到第一輪檢測(cè)目標(biāo)物的頻率整數(shù)部分kD,m后,復(fù)數(shù)增益估測(cè)單元404可進(jìn)行下列運(yùn)算,W得到復(fù)數(shù)增益的估測(cè)值:
      [0080]
      [0081] 而頻譜成分消除單元406則可利用所估測(cè)出的頻率與復(fù)數(shù)增益,進(jìn)行頻域消除運(yùn) 作,W取得二輪頻譜信號(hào)R2比]:
      [0082]
      [0083] 由式14可W看出,扣除離散頻譜信號(hào)R比]中頻域成分后的二輪頻譜信號(hào)R2比]僅 剩下第一輪拍頻率檢測(cè)單元400檢測(cè)時(shí)未檢測(cè)到的目標(biāo)物,此時(shí),第二輪拍頻率檢測(cè)單元 408可對(duì)扣除后的頻譜振幅進(jìn)行第二次目標(biāo)物檢測(cè),便可獲得剩余的目標(biāo)物頻譜信息,藉此 檢測(cè)出式1中無(wú)法被分離的物體。
      [0084] 上述關(guān)于數(shù)字信號(hào)處理模塊30的運(yùn)作方式可歸納為一數(shù)字信號(hào)處理流程50,女口 圖5所示。數(shù)字信號(hào)處理流程50包含W下步驟:
      [0085] 步驟500 ;開始;當(dāng)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器144接收多個(gè)目標(biāo)物的多個(gè)回波信號(hào),并對(duì) 該多個(gè)回波信號(hào)進(jìn)行模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換,W判斷出數(shù)字接收信號(hào)x[n]后,開始數(shù)字信號(hào)處理 流程50。
      [0086] 步驟502 ;窗函數(shù)單元300將數(shù)字接收信號(hào)x[n]乘W窗函數(shù)w[n],W取得一窗函 數(shù)轉(zhuǎn)換信號(hào)r[n]。
      [0087] 步驟504 ;快速傅立葉轉(zhuǎn)換單元302將窗函數(shù)轉(zhuǎn)換信號(hào)r[n]進(jìn)行時(shí)域至頻域轉(zhuǎn) 換,W取得離散頻譜信號(hào)R比]。
      [0088] 步驟506 ;兩輪頻譜檢測(cè)單元304對(duì)離散頻譜信號(hào)R比]進(jìn)行兩次拍頻率檢測(cè)。
      [0089] 步驟508 ;根據(jù)兩輪頻譜檢測(cè)單元304的輸出結(jié)果,距離與速度估測(cè)單元306判斷 該多個(gè)目標(biāo)物的距離與相對(duì)速度。
      [0090] 步驟510;結(jié)束。
      [0091] 其中,兩輪頻譜檢測(cè)單元304的運(yùn)作方式可歸納為一兩輪頻譜檢測(cè)流程60,如圖6 所示。兩輪頻譜檢測(cè)流程60包含W下步驟:
      [009引 步驟600;開始。
      [0093] 步驟602 ;第一輪拍頻率檢測(cè)單元400判斷離散頻譜信號(hào)R比]中大于一闊值的頻 譜成分,W取得多個(gè)正規(guī)化拍頻率的整數(shù)部分。
      [0094] 步驟604 ;根據(jù)第一輪拍頻率檢測(cè)單元400的判斷結(jié)果,頻譜峰值位置估測(cè)單元 402判斷該多個(gè)正規(guī)化拍頻率的小數(shù)部分。
      [0095] 步驟606 ;根據(jù)第一輪拍頻率檢測(cè)單元400的判斷結(jié)果,復(fù)數(shù)增益估測(cè)單元404判 斷離散頻譜信號(hào)R比]的復(fù)數(shù)增益。
      [0096] 步驟608 ;根據(jù)第一輪拍頻率檢測(cè)單元400的判斷結(jié)果、頻譜峰值位置估測(cè)單元 402的判斷結(jié)果及復(fù)數(shù)增益估測(cè)單元404的判斷結(jié)果,頻譜成分消除單元406消除離散頻譜 信號(hào)R比]的頻域成分,W取得二輪頻譜信號(hào)R2比],其中二輪頻譜信號(hào)R2比]對(duì)應(yīng)于第一輪 拍頻率檢測(cè)單元400未檢測(cè)到的目標(biāo)物的正規(guī)化拍頻率。
      [0097] 步驟610 ;第二輪拍頻率檢測(cè)單元408判斷二輪頻譜信號(hào)R,比]中大于另一闊值的 頻譜成分。
      [009引步驟612;結(jié)束。
      [0099] 數(shù)字信號(hào)處理流程50及兩輪頻譜檢測(cè)流程60的詳細(xì)運(yùn)作方式可參考前述說(shuō)明, 在此不費(fèi)述。其中,模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器144的運(yùn)作方式及數(shù)字信號(hào)處理模塊30的運(yùn)作方式 (即數(shù)字信號(hào)處理流程50)的組合可視為用于FMCW雷達(dá)感測(cè)系統(tǒng)10的信號(hào)處理方法;對(duì)應(yīng) 地,模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器144及數(shù)字信號(hào)處理模塊30的組合可視為用于FMCW雷達(dá)感測(cè)系統(tǒng) 10的信號(hào)處理裝置。
      [0100] 由上述可知,經(jīng)由兩輪拍頻率檢測(cè)后,數(shù)字信號(hào)處理模塊30可檢測(cè)出式1中無(wú)法 被分離的物體,據(jù)此可有效提升FMCW雷達(dá)感測(cè)系統(tǒng)10的檢測(cè)精準(zhǔn)度,減少雷達(dá)的失誤,進(jìn) 而提升行車安全性。其中,需注意的是,數(shù)字信號(hào)處理模塊30為本發(fā)明的實(shí)施例,其W多 個(gè)方框表示執(zhí)行不同程序的程序代碼或運(yùn)算邏輯,實(shí)際上,數(shù)字信號(hào)處理模塊30可由一處 理器及一存儲(chǔ)器所實(shí)現(xiàn),存儲(chǔ)器中可儲(chǔ)存對(duì)應(yīng)于數(shù)字信號(hào)處理流程50及兩輪頻譜檢測(cè)流 程60的程序代碼,用W指示處理器進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。其中,可用于數(shù)字信號(hào)處理模塊30的處 理器可為一微處理器(microprocessor)或一特殊應(yīng)用集成電路(application-specific integratedcircuit,ASIC),而可用于數(shù)字信號(hào)處理模塊30的存儲(chǔ)器可為任一數(shù)據(jù)儲(chǔ)存裝 置,如只讀式存儲(chǔ)器(read-onlymemoir,ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(random-accessmemoir, RAM)、光盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROMs)、磁帶(ma即etictapes)、軟盤(floppydisks)、光學(xué)數(shù)據(jù) 儲(chǔ)存裝置(opticaldatastoragedevices)等等,而不限于此。
      [0101] 此外,前述實(shí)施例W兩輪檢測(cè)為例,實(shí)際上,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員亦可適當(dāng)?shù)匮?生為兩輪W上的檢測(cè)流程,而不限于此。再者,第一輪拍頻率檢測(cè)單元400及第二輪拍頻率 檢測(cè)單元408所使用的闊值可W相同或不同,亦可W是固定或可變,視系統(tǒng)需求而言。此 夕F,F(xiàn)MCW雷達(dá)感測(cè)系統(tǒng)10可適用于盲點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)、前/后方追撞預(yù)警系統(tǒng),但不限于此,凡 需利用機(jī)器視覺進(jìn)行目標(biāo)物辨識(shí)的FMCW雷達(dá)感測(cè)系統(tǒng)皆可采用本發(fā)明的檢測(cè)方法。
      [0102] 關(guān)于數(shù)字信號(hào)處理模塊30或數(shù)字信號(hào)處理流程50對(duì)FMCW雷達(dá)感測(cè)系統(tǒng)10的精 準(zhǔn)度的改善效果,可由實(shí)驗(yàn)或模擬而得。舉例來(lái)說(shuō),W圖2為例,假設(shè)FMCW雷達(dá)感測(cè)系統(tǒng)10 所使用的帶寬為150MHz、鳥鳴時(shí)間10ms、FMCW掃頻控制器124的起始頻率f。為24GHz,若 FMCW雷達(dá)感測(cè)系統(tǒng)10裝設(shè)于車輛前方,且目標(biāo)物T1、T2的相對(duì)速度Vt,l、Vt,2皆為12.5m/s, 與接收天線140的相對(duì)距離Ri、R2分別為18. 4公尺與20公尺(米)。在此情形下,若FMCW雷 達(dá)感測(cè)系統(tǒng)10未使用數(shù)字信號(hào)處理模塊30的兩輪檢測(cè)時(shí)(即采用數(shù)字信號(hào)處理模塊146), 則根據(jù)式1,其距離分辨率與速度分辨率分別為1公尺和0. 625m/s。換言之,其分離目標(biāo) 物的能力僅有兩公尺,可能發(fā)生H種情況;(1)目標(biāo)物T1反射能量遠(yuǎn)大于目標(biāo)物T2時(shí),僅 目標(biāo)物T1被雷達(dá)檢測(cè)出,失誤目標(biāo)物T2 ; (2)當(dāng)目標(biāo)物T2反射能量遠(yuǎn)大于目標(biāo)物T1時(shí), 僅目標(biāo)物T2被雷達(dá)檢測(cè)出,失誤目標(biāo)物T1。( 3 )若目標(biāo)物T1、T2能量相近,則目標(biāo)物T1、 T2原位置將不會(huì)顯示任何目標(biāo)反射,僅在兩目標(biāo)物平均位置處將合并為一幽靈目標(biāo)(化ost Target),可能造成誤報(bào)。
      [0103] 相比之下,當(dāng)FMCW雷達(dá)感測(cè)系統(tǒng)10采用本發(fā)明的數(shù)字信號(hào)處理模塊30的兩輪檢 測(cè)機(jī)制時(shí),根據(jù)上述參數(shù),其數(shù)字的拍頻率分別為38. 4和40。假設(shè)目標(biāo)物T1的復(fù)數(shù)增益為 1,目標(biāo)物T2的復(fù)數(shù)增益為0. 2,則經(jīng)快速傅立葉轉(zhuǎn)換后的頻譜將如圖7所示。在圖7中,H 角形表示取樣點(diǎn),曲線Sp_Tl表示目標(biāo)物T1的離散快速傅立葉轉(zhuǎn)換結(jié)果,曲線Sp_T2表示 目標(biāo)物T2的離散快速傅立葉轉(zhuǎn)換結(jié)果,曲線SSp表示目標(biāo)物T1、T2的離散快速傅立葉轉(zhuǎn)換 結(jié)果的總和,TH1表示第一輪拍頻率檢測(cè)單元400所使用的闊值,pk_dl表示第一輪拍頻率 檢測(cè)中對(duì)應(yīng)于目標(biāo)物T1的峰值頻譜成分,而pk_tr表示對(duì)應(yīng)于目標(biāo)物T1的真實(shí)峰值頻譜 成分。因此,經(jīng)過第一輪拍頻率檢測(cè)后,僅有目標(biāo)物T1可被檢測(cè)出來(lái),且檢測(cè)到離散拍頻率 為38,為真實(shí)拍頻率的整數(shù)部分。接著,根據(jù)前述的式12、式13及式14運(yùn)算,可將目標(biāo)物
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