俯仰角测量方法、装置、雷达和存储介质与流程

专利检索2026-07-01  5


本技术涉及雷达,特别是涉及一种俯仰角测量方法、装置、雷达和存储介质。


背景技术:

1、随着雷达技术的发展,雷达被广泛应用在多个领域,例如,航空导航和交通控制、汽车安全和自动驾驶以及地质勘探和资源开发等。以汽车安全和自动驾驶为例,随着智能驾驶技术的发展,相比于摄像头和激光雷达,毫米波雷达以相对较低的成本及在恶劣环境先表现出来的鲁棒性在高级驾驶辅助系统中占有重要地位。角度估计是车载雷达的一项重要关注项,而俯仰维角度估计的引入为检测目标提供额外的高度信息,可以更准确地理解目标的位置以及可服务于后续点迹性能优化,从而从功能层面减少了漏报误报率,俯仰角测量具有极其重要的意义。

2、由于阵元个数存在限制,现有方式采用俯仰维双阵元布阵方案进行俯仰维测角,具体通过对两个俯仰维接收信号直接进行比相操作获得相位差信息,进而获得俯仰维角度信息。然而,这一方式导致俯仰维测角的精度差和鲁棒性低。


技术实现思路

1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高俯仰维测角的精度和鲁棒性的俯仰角测量方法、装置、雷达、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

2、第一方面,本技术提供了一种俯仰角测量方法。所述方法包括:

3、获取雷达发射的波长以及双阵元接收来自目标的回波信号;

4、基于所述回波信号在所述双阵元上存在到达时差,根据所述回波信号、所述波长、所述双阵元的阵元间间距确定所述目标的待测俯仰角满足的测角关系;

5、对所述测角关系进行拆分,得到所述待测俯仰角在第一方向上的第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述待测俯仰角在第二方向上的第二相位信息分量满足的第二对应关系;

6、其中,所述第一方向与所述第二方向垂直,所述第一相位信息分量通过正弦函数表示,所述第二相位信息分量通过余弦函数表示;

7、根据所述第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述第二相位信息分量满足的第二对应关系,确定所述待测俯仰角的角度符号信息和角度值。

8、在其中一个实施例中,所述根据所述第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述第二相位信息分量满足的第二对应关系,确定所述待测俯仰角的角度符号信息和角度值,包括:

9、根据所述第一相位信息分量满足的第一对应关系确定所述待测俯仰角的角度符号信息;

10、根据所述第二相位信息分量满足的第二对应关系确定所述待测俯仰角的角度值。

11、在其中一个实施例中,所述方法还包括:

12、获取预设阈值角度;

13、若所述角度值小于所述预设阈值角度,则根据所述第一相位信息分量满足的第一对应关系确定所述待测俯仰角的角度值。

14、在其中一个实施例中,所述回波信号包括第一接收信号和第二接收信号,所述基于所述回波信号在所述双阵元上存在到达时差,根据所述回波信号、所述波长、所述双阵元的阵元间间距确定所述目标的待测俯仰角满足的测角关系,包括:

15、基于所述回波信号在所述双阵元上存在到达时差,根据所述波长、所述双阵元的阵元间间距和所述目标的待测俯仰角确定所述第一接收信号和所述第二接收信号之间的相位差;

16、通过所述第一接收信号和所述第二接收信号的比相操作,得到相位差信息;

17、根据所述相位差和所述相位差信息确定所述目标的待测俯仰角满足的测角关系。

18、在其中一个实施例中,所述对所述测角关系进行拆分,得到所述待测俯仰角在第一方向上的第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述待测俯仰角在第二方向上的第二相位信息分量满足的第二对应关系,包括:

19、利用欧拉公式对测角关系进行拆分,得到所述待测俯仰角在第一方向上的第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述待测俯仰角在第二方向上的第二相位信息分量满足的第二对应关系。

20、第二方面,本技术还提供了一种俯仰角测量装置。所述装置包括:

21、数据获取模块,用于获取雷达发射的波长以及双阵元接收来自目标的回波信号;

22、数据处理模块,用于基于所述回波信号在所述双阵元上存在到达时差,根据所述回波信号、所述波长、所述双阵元的阵元间间距确定所述目标的待测俯仰角满足的测角关系;

23、对所述测角关系进行拆分,得到所述待测俯仰角在第一方向上的第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述待测俯仰角在第二方向上的第二相位信息满足的第二对应分量关系;

24、其中,所述第一方向与所述第二方向垂直,所述第一相位信息分量通过正弦函数表示,所述第二相位信息分量通过余弦函数表示;

25、俯仰角确定模块,用于根据所述第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述第二相位信息分量满足的第二对应关系,确定所述待测俯仰角的角度符号信息和角度值。

26、第三方面,本技术还提供了一种雷达。所述雷达包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:

27、获取雷达发射的波长以及双阵元接收来自目标的回波信号;

28、基于所述回波信号在所述双阵元上存在到达时差,根据所述回波信号、所述波长、所述双阵元的阵元间间距确定所述目标的待测俯仰角满足的测角关系;

29、对所述测角关系进行拆分,得到所述待测俯仰角在第一方向上的第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述待测俯仰角在第二方向上的第二相位信息分量满足的第二对应关系;

30、其中,所述第一方向与所述第二方向垂直,所述第一相位信息分量通过正弦函数表示,所述第二相位信息分量通过余弦函数表示;

31、根据所述第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述第二相位信息分量满足的第二对应关系,确定所述待测俯仰角的角度符号信息和角度值。

32、第四方面,本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:

33、获取雷达发射的波长以及双阵元接收来自目标的回波信号;

34、基于所述回波信号在所述双阵元上存在到达时差,根据所述回波信号、所述波长、所述双阵元的阵元间间距确定所述目标的待测俯仰角满足的测角关系;

35、对所述测角关系进行拆分,得到所述待测俯仰角在第一方向上的第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述待测俯仰角在第二方向上的第二相位信息满足的第二对应分量关系;

36、其中,所述第一方向与所述第二方向垂直,所述第一相位信息分量通过正弦函数表示,所述第二相位信息分量通过余弦函数表示;

37、根据所述第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述第二相位信息分量满足的第二对应关系,确定所述待测俯仰角的角度符号信息和角度值。

38、第五方面,本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:

39、获取雷达发射的波长以及双阵元接收来自目标的回波信号;

40、基于所述回波信号在所述双阵元上存在到达时差,根据所述回波信号、所述波长、所述双阵元的阵元间间距确定所述目标的待测俯仰角满足的测角关系;

41、对所述测角关系进行拆分,得到所述待测俯仰角在第一方向上的第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述待测俯仰角在第二方向上的第二相位信息满足的第二对应分量关系;

42、其中,所述第一方向与所述第二方向垂直,所述第一相位信息分量通过正弦函数表示,所述第二相位信息分量通过余弦函数表示;

43、根据所述第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述第二相位信息分量满足的第二对应关系,确定所述待测俯仰角的角度符号信息和角度值。

44、上述俯仰角测量方法、装置、雷达、存储介质和计算机程序产品,在确定目标的俯仰角时,基于回波信号在双阵元上存在到达时差,根据回波信号、波长、双阵元的阵元间间距确定目标的待测俯仰角满足的测角关系,通过对测角关系进行拆分,分别得到满足垂直关系的两个相位信息分量的对应关系,并利用正弦函数和余弦函数来表示相位信息分量,在基于第一相位信息分量满足的第一对应关系和第二相位信息分量满足的第二对应关系,确定待测俯仰角的角度符号信息和角度值时,利用正弦函数和余弦函数的周期性以及奇偶性,增大了有效视场角范围和提高了俯仰维接收双阵元的相位变化对俯仰角度变化的敏感度,进而确保俯仰维测角精度,提高测角鲁棒性。


技术特征:

1.一种俯仰角测量方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述第二相位信息分量满足的第二对应关系,确定所述待测俯仰角的角度符号信息和角度值,包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述回波信号包括第一接收信号和第二接收信号,所述基于所述回波信号在所述双阵元上存在到达时差,根据所述回波信号、所述波长、所述双阵元的阵元间间距确定所述目标的待测俯仰角满足的测角关系,包括:

5.根据权利要求1或4所述的方法,其特征在于,所述对所述测角关系进行拆分,得到所述待测俯仰角在第一方向上的第一相位信息分量满足的第一对应关系和所述待测俯仰角在第二方向上的第二相位信息分量满足的第二对应关系,包括:

6.一种俯仰角测量装置,其特征在于,所述装置包括:

7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述俯仰角确定模块还用于根据所述第一相位信息分量满足的第一对应关系确定所述待测俯仰角的角度符号信息;

8.一种雷达,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。


技术总结
本申请涉及一种俯仰角测量方法、装置、雷达、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括:获取雷达发射的波长以及双阵元接收来自目标的回波信号;基于回波信号在双阵元上存在到达时差,根据回波信号、波长、双阵元的阵元间间距确定目标的待测俯仰角满足的测角关系;对测角关系进行拆分,得到待测俯仰角在第一方向上的第一相位信息分量满足的第一对应关系和待测俯仰角在第二方向上的第二相位信息分量满足的第二对应关系;第一方向与第二方向垂直,第一相位信息分量通过正弦函数表示,第二相位信息分量通过余弦函数表示;根据第一对应关系和的第二对应关系,确定待测俯仰角的角度符号信息和角度值。采用本方法能够提高俯仰维测角的精度和鲁棒性。

技术研发人员:姜薇,方楚颖,王晓明
受保护的技术使用者:福思(杭州)智能科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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