用于提高对比度、改进角度可分离性并且消除幻影的具有增强处理功能的雷达系统的制作方法

本发明涉及雷达系统，并且特别涉及用于车辆和机器人的雷达系统。

背景技术：

1、使用雷达确定环境中对象的方向、范围和速度在包括汽车雷达、机器人感应和定位在内的许多应用中都很重要。当使用标准处理链时，这些雷达的性能通常受到角度可分离性、对比度、准确度和幻影目标的存在的限制。

技术实现思路

1、本发明的方法和系统提供了一种雷达系统，其实现增强的处理链利用改进的角度可分离性、准确度并且减少幻影目标的存在以检测超出常规雷达可检测对比度的目标。雷达的处理链检测最强的目标，从测量的天线响应中减去来自该目标的信号贡献，然后继续检测在信号减去之前可能先前不可检测到的附加目标。在每次减去之前，雷达的处理链联合优化其所有先前检测的估计参数。这些估计参数不限于目标方位角、仰角、幅度和相位。联合估计减少了残差，从而防止检测到幻影目标。

2、本发明的用于机器人或者车辆的雷达系统使用增强处理链，其包括至少一个发射机、至少一个接收机和至少一个天线。发射机被配置为发射无线电信号。接收机被配置为接收所反射的无线电信号。所反射的无线电信号是从环境中的一个或多个对象反射的所发射的无线电信号。至少一个接收机还被配置为接收由其他类似系统发射的无线电信号。

3、本发明的雷达系统具有增强处理功能，用于提高对比度、改进角度可分离性和准确度、以及消除幻影目标，该雷达系统包括发射机、接收机、多个发射天线和多个接收天线。雷达系统的机载的增强处理链通过首先找到最强目标、从检测到的目标中减去估计的接收信号并且对后续目标重复该过程直到完成预定义的迭代次数或者触发退出条件来迭代检测目标。增强处理链的减去增加了可检测目标的对比度。因此，通过联合优化所有检测来确定每次检测的最佳方位角、仰角、增益和相位，从而细化检测。减去和细化有助于通过移除导致幻影目标出现的旁瓣信号和残差来消除幻影目标。

4、在本发明的一个方面中，雷达系统在雷达系统可操作范围内以任意距离范围、多普勒速度、方位角和仰角的组合针对多个目标执行增强检测。

5、在本发明的另一个方面中，雷达系统修改其增强处理链以优化不同的目标函数。这些修改包括检测阈值、联合估计中使用的迭代次数、执行联合估计的方法和波束成型码本(codebook)。

6、在本发明的另一个方面中，雷达系统对单个快照内收集的数据执行整个增强检测算法。单个快照指代雷达数据收集的单个时刻。

7、在结合附图阅读以下说明书后，本发明的这些和其他目标、优点、目的和特征将变得显而易见。

技术特征：

1.一种雷达系统，包括：

2.根据权利要求1所述的雷达系统，其中，所述接收机被配置为计算雷达数据，所述雷达数据包括估计检测的预期响应与实际测量响应之间的越来越小的残差。

3.根据权利要求1所述的雷达系统，其中，所述接收机是可操作的以执行所述迭代目标检测过程，来首先执行常规波束成型以找到目标的近似参数，并且然后针对被添加到检测列表的每个新检测执行针对所有目标的目标参数的联合估计。

4.根据权利要求3所述的雷达系统，其中，所述近似参数包括：所述目标的方位角/仰角、幅度、和相位。

5.根据权利要求3所述的雷达系统，其中，所述接收机是可操作的以取最大常规波束成型输出与平均常规波束成型输出的比率，并且将该比率与预先确定的阈值进行比较，并且结果被用作所述目标检测过程的退出条件。

6.根据权利要求3所述的雷达系统，其中，所述接收机是可操作的以将当前迭代和先前迭代之间的残差范数的改变与预定义阈值进行比较，并且结果被用作所述目标检测过程的退出条件。

7.根据权利要求3所述的雷达系统，其中，所述接收机是可操作的以将当前迭代和先前迭代之间的残差范数的所述改变与预定义阈值进行比较，并且结果被用作所述联合估计的退出条件。

8.根据权利要求1所述的雷达系统，其中，所述接收机是可操作的以对在单个快照内收集的数据执行增强检测算法的全部，并且其中，所述单个快照是雷达数据收集的单个时刻。

9.根据权利要求1所述的雷达系统，其中，所述发射机和所述接收机被配置为用于机器人和/或车辆。

10.根据权利要求1所述的雷达系统，其中，所述其他雷达系统包括已知雷达系统。

11.一种雷达系统，包括：

12.根据权利要求11所述的雷达系统，其中，所述估计参数包括目标方位角、仰角、幅度、和相位。

13.根据权利要求11所述的雷达系统，其中，所述信号贡献的所述减去增加了可检测目标的对比度。

14.根据权利要求11所述的雷达系统，其中，所述接收机被配置为通过所有目标检测的联合优化来联合优化所述估计参数，从而提高所述雷达系统的所述准确度。

15.根据权利要求14所述的雷达系统，其中，所述目标减去和细化两者均有助于通过移除导致幻影目标出现的旁瓣信号和残差来消除幻影目标。

16.根据权利要求11所述的雷达系统，其中，所述发射机和接收机各自被配置为用于机器人和/或车辆。

17.根据权利要求11所述的雷达系统，其中，所述接收机被配置为接收由包括至少一个已知雷达系统的其他雷达系统发射的无线电信号。

技术总结一种具有增强处理功能的雷达系统，用于提高对比度、改进角度可分离性和准确度、并且消除幻影目标。该雷达系统配备有发射机、接收机、多个发射天线和多个接收天线。雷达系统的机载增强处理链通过首先找到最强目标、从检测到的目标中减去估计的接收信号、并且针对后续目标重复该过程来迭代地检测目标，直到完成预定义的迭代次数或者触发退出条件。增强处理链的减去增加了可检测目标的对比度。因此，通过联合优化所有检测来确定每次检测的最佳方位角、仰角、增益和相位，可以细化检测。该减去和细化通过移除导致幻影目标出现的旁瓣信号和残差而有助于消除幻影目标。技术研发人员：A·格拉夫,陈伦铮,M·阿里,汤静宁,S·G·坦耶尔受保护的技术使用者：乌恩德股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17