[发明专利]一种基于调频连续波雷达的多目标个数检测方法及装置

说明书

本发明涉及基于调频连续波雷达的目标检测领域，具体属于一种基于调频连续波雷达的多目标个数检测方法及装置；所述方法包括调频连续波雷达发射线性调频信号，将接收到的回波信号和发射的线性调频信号进行混频；将混频信号经过滤波以及离散处理后，得到包含多个待测目标的距离和速度信息的离散中频信号；对离散中频信号进行加窗处理；对加窗处理后的离散中频信号进行二维快速傅里叶变换，得到二维幅度谱信息；采用二维组合自适应恒虚警率算法对待测目标的个数进行初步估计，更新二维频谱谱峰；基于该二维频谱谱峰，采用多散点目标凝聚处理对待测目标的个数进行最终估计，从而确定出目标个数。本发明在较小的时间开销下，有效提高了检测性能。

技术领域

本发明涉及基于调频连续波雷达(Frequency Modulated Continuous WaveRadar,FMCW)的目标检测领域，特别涉及一种基于二维组合恒虚警率处理(constant falsealarm rate,CFAR)与凝聚处理的FMCW雷达目标个数检测方法及装置。

背景技术

雷达可以全天候工作，且不受光照和天气等因素影响，从而在军事领域得到广泛的应用。通过电磁波辐射到空间并探测目标反射回来的回波，获得目标的距离等信息。由于调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave，FMCW)雷达在硬件上具有容易实现，结构简单、尺寸小、重量轻以及成本低等优点。在性能上具有距离分辨率高，发射功率低，没有距离盲区，近距离测量等优点。其应用从军用雷达逐渐走向民用。

随着民用FMCW雷达在无人驾驶、睡眠监测以及人机交互等方面的广泛应用，对其在多目标情况下的参数估计的精度和实时性的要求也在不断的提高。为了更进一步的提高目标参数估计进步，一般需要将目标个数作为先验信息，而对目标个数的估计也成为了多目标估计的关键。FMCW雷达首先向目标发送高频调制信号，再与接收到的时延信号进行混频操作，最后通过低通滤波器，产生低频信号，即差拍信号。差拍信号中不仅包含着目标的距离、速度等参数信息，同时也包含着空间中目标个数的信息。

传统基于FMCW雷达的目标检测方法分为两类，一类是基于均值类，一类是基于统计有序类。二者的估计原理均为根据检测单元附近的参考单元信息估计局部噪声或者杂波水平得到该检测单元的门限值，将该检测单元的幅值与门限值作对比。若大于检测门限，即判定为该处有目标，若小于检测门限，即判定为没有目标，据此可以对目标的个数进行统计，从而估计出目标的个数，同时该方法也能有效的抑制杂波。然而，这两类算法均存在各自的缺陷，基于均值类的方法只适用于杂波分布较为均匀的场景中，而基于统计有序类的检测方法虽能有效的检测非均匀杂波环境下的目标，但该方法由于要对所有参考单元排序，导致了计算复杂度过高。同时，这两类算法在存在多散射点目标的情况下，易出现对同一目标估计出多个目标对象，目标个数估计不清，导致目标检测性能下降的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于二维组合CFAR与凝聚处理的FMCW雷达目标个数检测方法，该方法采用组合CFAR的方法，在较小的时间开销下，有效提高了检测性能。同时，对采用组合CFAR后的结果作凝聚处理，有效的提高了在存在多散射点目标的情况下目标个数估计性能。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种基于调频连续波雷达的多目标个数检测方法及装置。

在本发明的第一方面，本发明提供了一种基于调频连续波雷达的多目标个数检测方法，所述方法包括：

S1、调频连续波雷达发射线性调频信号，将接收到的回波信号和发射的线性调频信号进行混频；

S2、将混频信号经过滤波以及离散处理后，得到包含多个待测目标的距离和速度信息的离散中频信号；

S3、对所述离散中频信号进行加窗处理，并得到二维加窗信号；

S4、对加窗处理后的离散中频信号进行二维快速傅里叶变换，得到二维幅度谱信息；