[发明专利]车载毫米波防撞雷达系统的频域恒虚警检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防撞雷达系统，尤其涉及一种毫米波防撞雷达系统的频域恒虚警检测方法，属于汽车主动安全控制技术中的汽车防撞雷达信号处理领域。

背景技术

随着高速公路的飞速发展，交通事故也日趋增多。据统计，车辆碰撞事故占公路交通事故总量的90%左右，而人为因素是造成汽车碰撞事故的主要原因。汽车防撞雷达系统可以辅助驾驶员对影响公路交通安全的人、车、道路环境进行实时监控，在危急情况下主动干涉驾驶或辅助驾驶者做出正确处理，以避免车辆相撞事故。

由于毫米波具有分辨率高、截获频率低、天线部件尺寸小以及抗干扰能力强等一系列优点，汽车防撞雷达系统广泛采用调频连续波（FMCW）体制。近年来，美国、日本和德国在车载防撞雷达领域已取得部分成果，先后成功研制了多种频率的FWCM汽车防撞雷达系统。我国对车辆行驶环境感知和识别系统的研究相对较晚，加之国内研究机构相对分散，因此国内的汽车雷达研究仍处于发展阶段。在毫米波防撞雷达信号处理领域，没有固定的方法可循，目前常用的方法是对原始信号进行平均、滤波及频谱分析等。在实际应用中，由于道路环境千变万化，信号往往会淹没在噪声中，在信号检测时，现有的方法通常是简单的过门限检测，这种方法显然会导致严重的虚警漏警现象。还有些防撞雷达系统将多种复杂算法混合在一起，以提高系统性能，而这样则大大增加了硬件开销，同时增加了成本，降低了经济性，从而难以推广使用。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，而提出一种车载毫米波防撞雷达系统的频域恒虚警检测方法，以降低虚警率并提高经济性。

该频域恒虚警检测方法所采用的毫米波防撞雷达系统包括DSP模块、发射电路、接收电路以及收发天线装置，所述DSP模块还连接RAM和时钟模块，DSP模块通过发射电路控制收发天线装置发射调频连续波，当该防撞雷达系统前方有目标时，收发天线装置接收到回波信号并以四路模拟信号输出，接收电路对这四路模拟信号进行处理后送入DSP模块。

该频域恒虚警检测方法的步骤如下：

步骤1：DSP模块将采样后的数据分成调频上升段和下降段分别锁存至RAM中；

步骤2：对锁存的数据进行FFT求模；

步骤3：对FFT求模后的数据进行基于有序统计量的频域恒虚警检测；

步骤4：对检测到的目标频谱进行调频上升段和下降段的杂波对消；

步骤5：对杂波对消后的目标频谱进行频谱匹配；

步骤6：根据匹配后的频谱信息计算出目标的速度、距离以及相角；

步骤7：对目标的速度、距离以及相角信息进行分析，若目标中包含危险目标，则系统报警。

技术效果：

1、有效降低了车载防撞雷达系统检测的虚警率，且有利于降低系统在信号处理时对处理器的要求。

2、充分了利用DSP芯片在数字信号处理方面的优势，增强了系统的实时性。

3、采用基于有序统计量的频域恒虚警检测方法，可以在复杂的道路环境中检测出危险目标，增强了系统的有效性。

4、实现成本低，经济性高，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1为本发明涉及的车载毫米波防撞雷达系统的结构框图。

图2为本发明的数字信号处理方法流程图。

图3为基于有序统计量的频域恒虚警（频域OS-CFAR）检测器的结构原理图。

图4（a）为差频信号调频上升段以及经频域OS-CFAR检测后调频上升段的频谱图；图4（b）为差频信号调频下降段以及经频域OS-CFAR检测后调频下降段的频谱图。

图5（a）为杂波对消后调频上升段的频谱图；图5（b）为杂波对消后调频下降段的频谱图。

图6（a）为不含杂波的差频信号调频上升段的频谱图；图6（b）为不含杂波的差频信号调频下降段的频谱图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明。