[发明专利]高精度FMCW测距方法、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种高精度FMCW测距方法，该方法适用于具有SoC芯片的测距装置，在该方法中SoC芯片的模数转换器的采样时间为整个Chirp周期。本发明公开了一种用于实现前述方法的高精度FMCW测距装置。本发明提供的高精度FMCW测距方法，利用整个Chirp周期采集到的数据进行快速傅里叶变换，等效为将整个快速傅里叶变换时间扩大，以提高测频精度，从而提高测距精度；而且该方法可直接在SoC芯片上完成高精度距离计算，无需外接单片机，可以降低测距系统的成本。

技术领域

本发明是关于FMCW测距技术领域，特别是关于一种高精度FMCW测距方法、装置及存储介质。

背景技术

FMCW(调频连续波)大带宽雷达具有很高的距离分辨率和测距的精度，特别是在高精度近距离测量上有更为明显的优点。目前FMCW雷达测距一般都是采用FFT(快速傅立叶变换)法来获得回波中频在距离轴上的功率谱曲线，从而达到获取高距离分辨率的和高测量精度的目的。

今年美国出台了FCC认证和欧洲出台了CE认证，都对24G毫米波波段的使用进行了合规的限制，规定对目前24G的毫米波雷达只能使用在24GHz～24.25GHz的250M的扫频带宽，中国无线电委员会也对此有相关的法规要求。对于只能使用250M带宽极大的限制了测距的精度，相比于4G的扫频带宽，测距的精度相差了16倍，这对于需要高测距精度的使用场合250M的扫频带宽将无法满足要求。

为了克服这个问题，目前通用的做法是采用采样序列补零法，通过对采样得到的数据进行插值补零的方法，达到对更多数据进行FFT的变换运算细化了频谱，从而提高频率测量的精度，提高了测距的精度。该方法法有如下的局限性和缺点：1)只能对毫米波芯片ADC(模数转换器)采集的原始数据进行此种方法，对于那些集成度比较高的毫米波SoC(系统级芯片)，由于芯片本身输出就是1dfft的结果，此方法并不适用，所以此方法适用的范围有限制；2)即使毫米波SoC能够输出ADC采集的原始数据，后续对ADC的数据进行插值补零法达到要求，这就抛弃了soc本身集成的1dfft的运算功能，造成了资源的浪费，变相的提高了方案的成本，同时由于需要在外部的MCU(单片机)上进行1dfft的运算，这就对外部的MCU资源有一定的要求，这就提高了整个系统方案的成本。

因此，针对以上技术问题，有必要提供一种新的高精度FMCW测距方法。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高精度FMCW测距方法，其能够适用于集成度比较高毫米波SoC雷达，以获得较高的测距精度。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种高精度FMCW测距方法，用于具有SoC芯片的测距装置，该方法包括：

向目标发射特定波形的Chirp信号，形成所述Chirp信号的回波信号；接收所述回波信号并与所述Chirp信号混频后形成中频信号；基于SoC芯片的模数转换器在整个Chirp周期内对所述中频信号进行采样，获得采样数据；对所述采样数据进行快速傅里叶变换，得到频率数据；根据所述频率数据计算目标距离。

结合第一方面，在本发明的一个或多个实施方式中，所述Chirp周期由预调制阶段、调制阶段和后调制阶段组成，所述预调制阶段为恒频波段，所述调制阶段为升频波段，所述后调制阶段为降频波段。

结合第一方面，在本发明的一个或多个实施方式中，所述对采样数据进行快速傅里叶变换，具体包括：将所述采样数据与快速傅里叶变换的窗函数进行拟合后，对所述采样数据进行快速傅里叶变换。

结合第一方面，在本发明的一个或多个实施方式中，所述采样数据与快速傅里叶变换的窗函数进行拟合时，使所述采样数据中的所述调制阶段内采集到的数据与所述窗函数的主瓣对应。