FMCW雷达的校准系数确定方法、装置和电子装置制造方法及图纸

本申请涉及一种FMCW雷达的校准系数确定方法、装置、电子装置和存储介质，该方法包括：获取多个预设的标定位置处的回波数据；基于回波数据，提取每个接收通道从每个标定位置采集的接收信号的相位值和能量值；对每个接收信号的相位值进行相位补偿，并确定每个接收信号所对应的校准系数；以使得从第一标定位置采集的所有接收信号的能量相干合并之后的合并能量最大化为目标，确定优化问题，其中，第一标定位置对应的合并能量小于或等于任一标定位置对应的合并能量；基于优化问题，确定对应每个接收通道的最佳校准系数。通过本申请，解决了相关技术中FMCW雷达无法在检测区域内的各个位置均保证高检测性能的问题，实现了提高FMCW雷达的检测性能的技术效果。达的检测性能的技术效果。达的检测性能的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
FMCW雷达的校准系数确定方法、装置和电子装置


[0001]本申请涉及雷达
，特别是涉及一种FMCW雷达的校准系数确定方法、装置、电子装置和存储介质。

技术介绍

[0002]频率调制连续波(Frequency Modulated Wave，简称为FMCW)是一种高精度雷达测距技术，其发射波为高频连续波，频率随时间按照三角波规律变化，FMCW雷达接收的回波的频率与发射的频率变化规律相同，都是三角波规律，利用回波信号的时间差可计算出目标距离。
[0003]生产加工环节的不理想，天线材料、馈线长度、天线位置等与设计理想值之间存在偏差，以及部分雷达产品会在雷达的天线单元上增加非金属面板等遮挡物，这类因素会在雷达测距、测速、测角时引入偏差，因此FMCW雷达在投入使用前需要对FMCW雷达进行校准。
[0004]相关技术中往往是对FMCW雷达的检测值进行误差标定实现雷达的校准，例如，利用FMCW雷达检测放置在已知相对位置和相对角度的点目标物(例如角反射器)的距离和角度，并记录检测误差，在FMCW雷达使用时，在检测值的基础上补偿对应距离和角度的标定误差值，从而实现FMCW雷达的校准。
[0005]然而在FMCW雷达的实际应用中，FMCW雷达各个通道的固有相位误差还与电磁波穿透天线表面的涂层、FMCW雷达面罩的具体位置有关，由于天线表面的涂层以及FMCW雷达面罩材质的不均匀，在不同角度使用角反射器进行FMCW雷达的校准时，得到的相位校准系数不尽相同，若在某两个方向上相位校准系数的差异较大，则采用其中任何一个方向上校准得到的相位校准系数都会导致在另一个方向上FMCW雷达的检测性能下降。
[0006]目前针对相关技术中FMCW雷达无法在检测区域内的各个位置均保证高检测性能的问题，尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0007]本申请实施例提供了一种FMCW雷达的校准系数确定方法、装置、电子装置和存储介质，以至少解决相关技术中FMCW雷达无法在检测区域内的各个位置均保证高检测性能的问题。
[0008]第一方面，本申请实施例提供了一种FMCW雷达的校准系数确定方法，应用于FMCW雷达的相位校准，所述FMCW雷达包括多个接收通道，所述方法包括：获取多个预设的标定位置处的回波数据；基于所述回波数据，提取每个接收通道从每个标定位置采集的接收信号的相位值和能量值；根据所述接收信号所对应的标定位置和所述接收信号所对应的接收通道之间的位置关系，分别对每个接收信号的相位值进行相位补偿，并确定每个接收信号所对应的校准系数；以使得从第一标定位置采集的所有接收信号的能量相干合并之后的合并能量最大化为目标，确定优化问题，其中，所述第一标定位置所对应的合并能量小于或等于任一标定位置所对应的合并能量，所述优化问题至少基于每个接收信号的能量值以及每个
接收信号所对应的校准系数确定；基于所述优化问题，确定对应每个接收通道的最佳校准系数。
[0009]在其中一些实施例中，以使得从第一标定位置采集的所有接收信号的能量相干合并之后的合并能量最大化为目标，确定优化问题包括：获取每个所述标定位置距离所述FMCW雷达的距离；根据所述接收信号所对应的标定位置与所述FMCW雷达之间的距离，分别对每个接收信号的能量进行能量校准，并确定每个接收信号所对应的能量系数；根据每个接收信号所对应的能量系数和校准系数，以使得从第一标定位置采集的所有接收信号的能量相干合并之后的合并能量最大化为目标，确定所述优化问题。
[0010]在其中一些实施例中，所述优化问题表示为：
[0011][0012]其中，S为一组对应每个接收通道的最佳校准系数，S＝(s1,s2,
…
，s
N
)，所述FMCW雷达包括N个接收通道，M为所述标定位置的数量，P
(i)
为一组对应标定位置i的能量系数，X
(i)
为一组对应标定位置i的校准系数，为一组对应标定位置i的校准系数，为对应标定位置i和接收通道k的能量系数，s
k
为对应接收通道k的最佳能量系数，为对应标定位置i和接收通道k的校准系数，k∈{1,2,
…
,N}，i∈{1,2,
…
,M}。
[0013]在其中一些实施例中，根据所述接收信号所对应的标定位置和所述接收信号所对应的接收通道之间的位置关系，分别对每个接收信号的相位值进行相位补偿，并确定每个接收信号所对应的校准系数包括：根据所述接收信号所对应的标定位置在预设的球坐标系中的第一坐标，分别确定每个标定位置相对于所述球坐标系原点的垂直偏角和水平偏角；根据每个标定位置相对于所述球坐标系原点的垂直偏角和水平偏角，以及每个接收通道在预设的直角坐标系中的第二坐标，分别对每个接收信号的相位值进行相位补偿，并确定每个接收信号所对应的校准系数，其中，所述球坐标系和所述直角坐标系均以所述FMCW雷达中预设的第一接收通道为原点。
[0014]在其中一些实施例中，在获取多个预设的标定位置处的回波数据之前，所述方法还包括：以所述第一接收通道所对应的第一接收天线作为原点，以所述第一接收天线的水平方向作为X轴，以所述第一接收天线的垂直方向作为Z轴，以所述第一接收天线的法线方向作为Y轴，建立所述直角坐标系；以所述第一接收通道所对应的第一接收天线作为原点，以所述第一接收天线与坐标点之间的连线长度作为距离r，以所述连线与所述第一接收天线的水平方向平面XOY之间的夹角作为垂直偏向角μ，以所述连线与所述第一接收天线的垂直方向平面YOZ之间的夹角作为水平偏向角ν，建立所述球坐标系。
[0015]在其中一些实施例中，获取多个预设的标定位置处的回波数据包括：在所述Y轴上选取第一坐标点，其中，所述第一坐标点与所述原点之间的距离与所述FMCW雷达的检测距离匹配；根据所述FMCW雷达的有效视场角，从所述第一坐标点触发沿着所述X轴的正方向选取第二坐标点，其中，所述第一坐标点与所述第二坐标点之间的连线与所述Y轴垂直，在所
述第二坐标点处放置反射器，并使得所述反射器正对所述FMCW雷达；将所述FMCW雷达绕着所述Y轴按第一方向旋转多个预设角度，获取多个预设的标定位置处的回波数据；或将所述反射器绕着所述Y轴按第二方向旋转多个预设角度，获取多个预设的标定位置处的回波数据，其中，所述第一方向与所述第二方向相反。
[0016]在其中一些实施例中，基于所述回波数据，提取每个接收通道从每个标定位置采集的接收信号的相位值和能量值包括：从所述回波数据中提取每个接收通道从每个标定位置采集的多个脉冲信号；确定所述多个脉冲信号的平均值，并将所述多个脉冲信号的平均值作为每个接收通道从每个标定位置采集的接收信号；确定每个接收信号的相位值和能量值。
[0017]在其中一些实施例中，从所述回波数据中提取每个接收通道从每个标定位置采集的多个脉冲信号包括：从所述回波数据中提取得到多个脉冲信号；对每个脉冲信号均进行A/D采样以及基于距离维度的快速傅里叶变换，得到每个脉冲信号所对应的距本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FMCW雷达的校准系数确定方法，应用于FMCW雷达的相位校准，所述FMCW雷达包括多个接收通道，其特征在于，所述方法包括：获取多个预设的标定位置处的回波数据；基于所述回波数据，提取每个接收通道从每个标定位置采集的接收信号的相位值和能量值；根据所述接收信号所对应的标定位置和所述接收信号所对应的接收通道之间的位置关系，分别对每个接收信号的相位值进行相位补偿，并确定每个接收信号所对应的校准系数；以使得从第一标定位置采集的所有接收信号的能量相干合并之后的合并能量最大化为目标，确定优化问题，其中，所述第一标定位置所对应的合并能量小于或等于任一标定位置所对应的合并能量，所述优化问题至少基于每个接收信号的能量值以及每个接收信号所对应的校准系数确定；基于所述优化问题，确定对应每个接收通道的最佳校准系数。2.根据权利要求1所述的FMCW雷达的校准系数确定方法，其特征在于，以使得从第一标定位置采集的所有接收信号的能量相干合并之后的合并能量最大化为目标，确定优化问题包括：获取每个所述标定位置距离所述FMCW雷达的距离；根据所述接收信号所对应的标定位置与所述FMCW雷达之间的距离，分别对每个接收信号的能量进行能量校准，并确定每个接收信号所对应的能量系数；根据每个接收信号所对应的能量系数和校准系数，以使得从第一标定位置采集的所有接收信号的能量相干合并之后的合并能量最大化为目标，确定所述优化问题。3.根据权利要求2所述的FMCW雷达的校准系数确定方法，其特征在于，所述优化问题表示为：示为：其中，S为一组对应每个接收通道的最佳校准系数，S＝(s1，s2，
…
，s
N
)，所述FMCW雷达包括N个接收通道，M为所述标定位置的数量，P
(i)
为一组对应标定位置i的能量系数，X
(i)
为一组对应标定位置i的校准系数，为一组对应标定位置i的校准系数，为对应标定位置i和接收通道k的能量系数，s
k
为对应接收通道k的最佳能量系数，为对应标定位置i和接收通道k的校准系数，k∈{1，2，
…
，N}，i∈{1，2，
…
，M}。4.根据权利要求1所述的FMCW雷达的校准系数确定方法，其特征在于，根据所述接收信号所对应的标定位置和所述接收信号所对应的接收通道之间的位置关系，分别对每个接收
信号的相位值进行相位补偿，并确定每个接收信号所对应的校准系数包括：根据所述接收信号所对应的标定位置在预设的球坐标系中的第一坐标，分别确定每个标定位置相对于所述球坐标系原点的垂直偏角和水平偏角；根据每个标定位置相对于所述球坐标系原点的垂直偏角和水平偏角，以及每个接收通道在预设的直角坐标系中的第二坐标，分别对每个接收信号的相位值进行相位补偿，并确定每个接收信号所对应的校准系数，其中，所述球坐标系和所述直角坐标系均以所述FMCW雷达中预设的第一接收通道为原点。5.根据权利要求4所述的FMCW雷达的校准系数确定方法，其特征在于，在获取多个预设的标定位置处的回波数据之前，所述方法还包括：以所述第一接收通道所对应的第一接收天线作为原点，以所述第一接收天线的水平方向作为X轴，以所述第一接收天线的垂直方向作为Z轴，以所述第一接收天线的法线方向作为Y轴，建立所述直角坐标系...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯，唐喆，江一波，刘晓辉，
申请(专利权)人：宁波溪棠信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：