用于自動車輛的雷達信號處理制造技術

公開了用于自動車輛的雷達信號處理。一種雷達系統(10)包括控制器(30)，所述控制器可操作地從第一天線(26A)接收第一信號(28A)，并且從第二天線(26B)接收第二信號(28B)，所述第一信號和第二信號源自位于雷達視場內的物體(20)對第一脈沖(16A)的反射。控制器(30)還可操作地在物體(20)對第二脈沖(16B)的反射的接收結束之前計算第一信號(28A)和第二信號(28B)的第一變換(34)，以基于第一脈沖(16A)的反射來確定距離?數據(36)。所述距離?數據(36)包括相位成分和幅度成分。接著第一變換(34)的是計算相位成分和幅度成分的復合非相干累積(38)以確定包括多普勒相位和多普勒幅度的平均的距離數據(40)。

【技術實現步驟摘要】

本公開總體上涉及一種適合在自動車輛上使用的雷達系統，并且更特別地涉及信號處理技術，其處理來自在前的雷達脈沖反射的數據，同時從后續的雷達脈沖反射捕獲數據。
技術介紹
雷達傳感器作為控制自動車輛的自動化駕駛系統的信息源廣泛地用于車載傳感器系統中。系統包括有源安全特征，諸如智能巡航控制(IntelligentCruiseControl)、碰撞警報和緩解(CollisionWarningandMitigation)，以及周圍檢測系統。發射的雷達信號傳播到雷達視場內的物體，并且被系統接收的反射信號通過信號調節裝置鏈在其傳播期間被轉換為離散的基帶信號。對于一系列波形脈沖，在數字信號處理(DSP)裝置中將基帶信號從時域轉換為距離-多普勒頻域，其中來自所有的接收天線陣列元件的距離或距離-多普勒譜被非相干地累積。通常地，自動雷達使用該非相干地累積(non-coherentlyintegrated，NCI)的頻譜分布作為目標檢測圖解或NCI檢測圖解的基礎。這些已知的系統針對待測物體的位置和多普勒參數估計評估NCI頻譜的幅度，所述待測物體具有比估計的檢測閾值更高的頻譜幅度。該幅度NCI-檢測技術抑制系統噪聲變化，并且保持噪聲引起的誤警報率為最小值。在理想的系統(即天線陣列元件之間最小耦合)中，因為與來自物體的反射信號相比，系統噪聲跨天線陣列元件是更小相關的，所以這導致凈信噪比增益。通過此檢測識別的物體將接著受到追蹤。追蹤器采用多種追蹤算法來評估和衡量檢測的物體參數的時間相關定量行為并對于物體識別和分類作出可靠的決定。由Alland等于2009年12月29日提交的、名稱為“RadarSystemAndMethodofDigitalBeamForming”的美國專利7,639,171描述了一種系統，其在從對于測量周期的所有連續啁啾(chirp)(或脈沖)的時域A/D采樣數據中累積距離頻率譜數據時具有顯著的處理空閑時間(idletime)量。接著該系統在儲存在雷達存儲器中的大量距離頻譜數據上后處理多普勒頻率變換(即，多普勒FFT)以及跨接受天線陣列元件的幅度NCI。NCI頻譜被用于執行距離-多普勒(RD)檢測和進行檢測參數估計(包括角度位置的計算)。這些后處理所需要的時間是相對多的，同時在采樣數據收集和距離頻率變換(距離-FFT)期間損失處理時間。即，現有系統具有不期望的效率低的信號處理或不期望的緩慢的測量更新速率。
技術實現思路
根據一個實施方式，提供了一種雷達系統。該系統包括發射器，多個天線和控制器。所述發射器可操作地發射由一系列脈沖表征的雷達-信號。所述雷達-信號包括第一脈沖和第二脈沖。多個天線可操作地檢測表示雷達-信號被物體反射的反射-信號。多個天線包括可操作地輸出第一信號的第一天線和可操作地輸出第二信號的第二天線。在第一脈沖的反射的接收期間，控制器可操作地接收第一信號和第二信號。在第二脈沖的反射的接收結束之前，控制器還可操作地計算第一信號和第二信號的第一變換以基于第一脈沖的反射來確定距離-數據。距離-數據包括相位成分和幅度成分。第一變換之后接著計算相位成分和幅度成分的復合非相干累積以確定包括多普勒相位和多普勒幅度的平均的距離-數據。在另一實施方式中，控制器進一步可操作為在計算相位成分和幅度成分的復合非相干累積之前，將相位成分標準化。在另一實施方式中，控制器進一步可操作為在系列脈沖被發射之后，計算第一階段多普勒FFT，接著進行距離-多普勒檢測，接著進行第二階段多普勒FFT。進一步的特征和優勢將在閱讀優選實施方式的以下詳細描述之后更加清楚，其僅作為非限定性示例并參考附圖給出。附圖說明現將參考附圖借助示例描述本專利技術，其中：圖1是根據一個實施方式的系統的示意圖；圖2是根據一個實施方式的現有系統的時序圖；圖3是根據一個實施方式的圖1的系統的時序圖；圖4是根據一個實施方式的圖1的系統所執行的方法的流程圖。具體實施方式圖1示出雷達系統10的非限定性示例，下文稱其為系統10。雖然本文描述的系統10被開發為汽車應用，諸如自主車輛、或完全或部分地自動化車輛，構想的是，本文呈現的教導將對非自動化應用來說是有用的。系統10包括可操作地發射由一系列脈沖16表征的雷達信號14的發射器12。雷達信號包括第一脈沖16A和第二脈沖16B。構想到的是，每個脈沖將引起雷達信號14掃過頻率范圍或在頻率范圍內變化，所述頻率如由每個脈沖的形狀所暗示；然而使用固定頻率的信號不是必需的。借助示例而非限定，系統10可以在50微秒(50us)內從76千兆赫茲(76GHz)到77千兆赫茲(77.00GHz)線性地頻率掃描雷達信號14。系統10可以被配置為發射一系列xx-脈沖(16A，16B，16C，……16xx)，例如64個脈沖，其被如以下詳細描述的處理以基于估計的物體參數和反射信號24的不同特性來確定例如，到物體20的距離18，距離18的變化率，到物體20的方向或角度22，和/或物體20的分類(例如大/小，移動/靜止)。系統10可以包括多個天線26以檢測表示雷達-信號14被物體20反射的反射-信號24。雖然該非限定性示例示出三個天線，這僅是為了簡化描述，因為構想到具有多于和少于三個接收天線以及多于一個發射天線的配置。能夠在Alland等于2009年1月6日提交的美國專利7,474,262和Alland等于2009年12月29日提交的美國專利7,639,171中找到可能與本文描述的系統10有關的關于多天線雷達系統及其操作的附加信息，這兩個申請的全部內容通過參考引入本文。多個天線26在此示例中包括可操作地輸出第一信號28A的第一天線26A和可操作地輸出第二信號28B的第二天線26B。系統10可以包括控制器30，所述控制器30可操作為在包括第一脈沖16A的一系列脈沖16的反射的接收期間接收第一信號28A和第二信號28B?？刂破?0可以包括開關矩陣32，其配置為時分-多路傳輸由多個天線26輸出的信號。所述開關矩陣32可以操作為從多個天線26中選擇僅一個天線或者可組合來自多個天線26中的兩個或更多個的信號以形成多種子陣列，其將被本領域技術人員所識別。還構想到的是，多個天線26中的每一個可以被連接到等數量的多個專用接收器，這樣開關矩陣32不是必需的。此外，雖然發射天線和多個接收天線26被示為分離的部分，這僅是為了簡化描述，并且應該認識到相同的天線元件可以被用于發射雷達-信號14并且檢測反射-信號24。圖2示出先前限定的雷達系統(諸如Alland等于2009年12月29日提交的美國專利7,639,171中示出的系統)的時序圖200。該現有系統執行從多個子陣列接收的源自一個脈沖(例如第一脈沖16A)的數據的第一傅里葉變換，同時發送后續脈沖(例如第二脈沖16B)并且收集源自該后續脈沖的數據。該接收的數據的第一傅里葉變換通常被稱為測距快速傅里葉變換或“距離FFT”?？紤]到脈沖-時間持續(τchirp)，脈沖個數(K)，每脈沖每接收天線陣列元件的采樣數量(M)，接收天線陣列元件的個數(N)，以及選定的信號處理裝置速度的特定配置，在現有系統內執行距離FFT例如花費約25％的用于發射脈沖并捕獲源自其中(τchirp)的時域數據。如此，控制器30在75％的發射組成一系列脈沖的脈本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雷達系統(10)，包括：發射器(12)，所述發射器可操作地發射由一系列脈沖(16)表征的雷達信號(14)，其中所述雷達信號(14)包括第一脈沖(16A)和第二脈沖(16B)；多個天線(26)，所述多個天線可操作地檢測指示雷達信號(14)被物體(20)反射的反射信號(24)，所述多個天線(26)包括可操作地輸出第一信號(28A)的第一天線(26A)和可操作地輸出第二信號(28B)的第二天線(26B)；以及控制器(30)，所述控制器可操作地在對所述第一脈沖(16A)的反射進行接收期間接收所述第一信號(28A)和所述第二信號(28B)，并且在對所述第二脈沖(16B)的反射進行接收結束之前，計算所述第一信號(28A)和所述第二信號(28B)的第一變換(34)以基于所述第一脈沖(16A)的反射確定距離數據(36)，其中所述距離數據(36)包括相位成分和幅度成分，接著所述第一變換(34)的是計算所述相位成分和所述幅度成分的復合非相干累積(38)以確定包括多普勒相位和多普勒幅度的平均的距離數據(40)。

【技術特征摘要】
2015.06.26 US 14/751,6011.一種雷達系統(10)，包括：發射器(12)，所述發射器可操作地發射由一系列脈沖(16)表征的雷達信號(14)，其中所述雷達信號(14)包括第一脈沖(16A)和第二脈沖(16B)；多個天線(26)，所述多個天線可操作地檢測指示雷達信號(14)被物體(20)反射的反射信號(24)，所述多個天線(26)包括可操作地輸出第一信號(28A)的第一天線(26A)和可操作地輸出第二信號(28B)的第二天線(26B)；以及控制器(30)，所述控制器可操作地在對所述第一脈沖(16A)的反射進行接收期間接收所述第一信號(28A)和所述第二信號(28B)，并且在對所述第二脈沖(16B)的反射進行接收結束之前，計算所述第一信號(28A)和所述第二信號(28B)的第一變換(34)以基于所述第一脈沖(16A)的反射確定距...

【專利技術屬性】
技術研發人員：A·H·阿雷吉，
申請(專利權)人：德爾福技術有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US