申请/专利权人：通用汽车环球科技运作有限责任公司

申请日：2018-08-06

公开（公告）日：2023-09-12

公开（公告）号：CN109407095B

主分类号：G01S13/931

分类号：G01S13/931

优先权：["20170817 US 15/679572"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.09.12#授权;2019.03.26#实质审查的生效;2019.03.01#公开

摘要：本发明提供一种分离相近目标的系统和方法，所述系统和方法包括发射脉冲序列和基于因所述脉冲序列而产生的被处理所接收反射在第一目标多普勒频率检测第一目标。发射设计成使被处理所接收反射在目标多普勒频率无效的无效化脉冲序列。

主权项：1.一种分离相近目标的方法，所述方法包含：发射脉冲序列；基于因所述脉冲序列而产生的被处理所接收反射在第一目标多普勒频率检测第一目标；发射设计成使所述被处理所接收反射在第一目标多普勒频率无效的无效化脉冲序列；以及基于因所述无效化脉冲序列而产生的所述被处理所接收反射来检测具有比所述第一目标更低反射率的第二目标，以及将所述脉冲序列生成为具有恒定相位，其中所述检测第一目标包括形成由下式给出的f0至fL的多普勒频率fi的所接收序列afi的矩阵：A＝[af0af1...afL]，以及将采样时间间隔T0至TL的所述所接收序列afi中的每一个确定为： 其中T表示列矢量的转置，所述方法进一步包含生成无效化脉冲序列，包括生成长度为L+1的二进制矢量b，其中所述生成二进制矢量b包括将除与所述第一目标的所述目标多普勒频率相对应的元素以外的所述二进制矢量b的每一个元素设置成1，其中所述生成所述无效化脉冲序列是根据： 其中w是无效脉冲序列，且所述方法进一步包括将所述无效化脉冲序列求解为：w＝AHA-1AHb，其中H代表厄米特转置。

全文数据：基于多普勒预编码分离相近的目标引言本公开涉及基于多普勒预编码分离相近的目标。车辆例如，汽车、卡车、建筑设备、农用设备、自动化工厂设备越来越多地配备有传感器系统，该传感器系统有助于增强的或自动的车辆运行。雷达系统是发射脉冲的序列并接收被目标反射回来的脉冲的传感器系统。当目标处于运动中时，因增量发射脉冲而产生的所接收脉冲表现出相位变化。这种相位变化与称为多普勒频率的频率变化相对应。与不同速度的目标相关联的多普勒频率将是不同的，使得可以将目标彼此区分。然而，当用于捕获不同多普勒频率的滤波器的带宽由于基于变化着的目标位置的有限积分时间而受到限制时，具有高反射率的目标可以掩蔽位置和速度接近的具有较低反射率的目标。因此，期望基于多普勒预编码提供相近目标的分离。发明内容在一个示例性实施例中，分离相近的目标的方法包括发射脉冲序列和基于因该脉冲序列而产生的被处理所接收反射检测在第一目标多普勒频率的第一目标。该方法还包括发射设计为使被处理所接收反射在目标多普勒频率无效的无效化脉冲序列。除了本文所述特征中的一个或多个之外，基于因无效化脉冲序列而产生的被处理所接收反射检测具有比该目标更低反射率的第二目标。除了本文所述特征中的一个或多个之外，脉冲序列生成为具有恒定相位。除了本文所述特征中的一个或多个之外，检测第一目标包括形成通过下式给出的f0至fL的多普勒频率fi的所接收序列afi的矩阵：A＝[af0af1...afL]。除了本文所述特征中的一个或多个之外，其中检测第一目标包括按下式确定采样时间间隔T0至TL的所接收序列afi中的每一个：其中T表示列矢量的转置。除了本文所述特征中的一个或多个之外，无效化脉冲序列是通过生成长度为L+1的二进制矢量b而生成的。除了本文所述特征中的一个或多个之外，生成二进制矢量b包括将除与第一目标的目标多普勒频率相对应的元素以外的二进制矢量b的每个元素设置成1。除了本文所述特征中的一个或多个之外，生成无效化脉冲序列是根据：其中w是无效脉冲序列。除了本文所述特征中的一个或多个之外，无效化脉冲序列被求解为：w＝AHA-1AHb，其中H代表厄米特转置。除了本文所述特征中的一个或多个之外，在发射无效化脉冲序列之后再次发射脉冲序列。在另一个示例性实施例中，分离相近目标的系统包括发射脉冲序列的雷达系统。该系统还包括控制器，该控制器用于基于因脉冲序列而产生的被处理所接收反射检测在第一目标多普勒频率的第一目标，以及用于生成设计为使被处理所接收反射在目标多普勒频率无效的无效化脉冲序列。除了本文所述特征中的一个或多个之外，控制器基于因无效化脉冲序列而产生的被处理所接收反射来检测具有比目标更低反射率的第二目标。除了本文所述特征中的一个或多个之外，控制器进一步配置用于将脉冲序列生成为具有恒定相位。除了本文所述特征中的一个或多个之外，控制器进一步配置用于基于形成通过下式给出的f0至fL的多普勒频率fi的所接收序列afi的矩阵检测第一目标：A＝[af0af1...afL]。除了本文所述特征中的一个或多个之外，控制器进一步配置用于基于按下式确定采样时间间隔T0至TL的所接收序列afi中的每一个来检测第一目标：其中T表示列矢量的转置。除了本文所述特征中的一个或多个之外，控制器进一步配置用于基于生成长度为L+1的二进制矢量b来生成无效化脉冲序列。除了本文所述特征中的一个或多个之外，控制器进一步配置成基于将除与第一目标的目标多普勒频率相对应的元素以外的二进制矢量b的每个元素设置成1来生成二进制矢量b。除了本文所述特征中的一个或多个之外，控制器进一步配置用于根据下式生成无效化脉冲序列：其中w是无效脉冲序列。除了本文所述特征中的一个或多个之外，控制器进一步配置用于将无效化脉冲序列求解为：w＝AHA-1AHb，其中H代表厄米特转置。除了本文所述特征中的一个或多个之外，雷达系统进一步配置用于在发射无效化脉冲序列之后再次发射脉冲序列。本公开的以上特征和优点以及其他特征和优点，将通过以下结合附图的具体实施例而容易变得清楚。附图说明其他特征、优点和细节仅以示例的形式出现在下面的具体实施例中，该具体实施例参照以下附图，其中：图1是具有雷达系统的车辆的框图，该雷达系统有助于基于多普勒预编码分离相近的目标；图2示出了根据一个或多个实施例而生成的两个发射脉冲序列；以及图3是根据一个或多个实施例基于多普勒预编码提供相近目标分离的方法的处理流程。具体实施例以下描述本质上仅仅是示例性的，无意于限制本公开、其应用或用途。应当理解的是，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部分或特征。如前所述，与另一目标相比具有相对更高反射率的目标例如，与行人相比的卡车可以基于对捕获它们的多普勒频率的过滤器带宽进行限制而掩蔽更低反射率的目标。本文详细说明的系统和方法的实施例涉及基于多普勒预编码分离相近的目标。具体地，目标被检测后，随后发射的脉冲被设计成为被检测的目标取消或建立空值，使得任何更低反射率的目标可以被检测到而不是被掩蔽。虽然为了说明的目的而专门讨论了车辆的雷达系统，但是本文所讨论的实施例适用于目标与雷达系统平台的相对运动导致受限制的滤波器带宽的任何情况。根据示例性实施例，图1是具有雷达系统110的车辆100的框图，该雷达系统110有助于基于多普勒预编码分离相近的目标。图1中示出的示例性车辆100是机动车101。车辆100包括发射和接收视野105内的脉冲115的雷达系统110。根据多输入多输出MIMO配置，雷达系统110可以包括发射脉冲115的多个发射元件和基于每次发射接收反射脉冲115的多个接收元件。示出了两个示例性目标140a、140b统称为140。卡车是目标140a，其与相对更低反射性的目标140b的行人相比反射性较高。在示例性情况中，目标140可以以大约相同的速度沿相同方向移动。车辆100还包括控制器120，控制器120可以是雷达系统110的一部分或者联接到雷达系统110。控制器120包含处理电路，该处理电路可以包括专用集成电路ASIC、电子电路、执行一个或更多个软件或者固件程序的处理器共用、专用或群组和存储器、组合逻辑电路，和或可实现所描述功能的其他合适器件。目标140a被检测后，控制器120确定雷达系统110的发射脉冲序列例如，发射脉冲序列220图2以取消来自高反射率目标140a的反射，如参照图3所讨论的。车辆系统130例如，防撞、自适应巡游控制、自主驾驶获取关于雷达系统110检测到的目标140的信息，以便执行增加或自动驾驶的动作。图2示出了两个根据一个或多个实施例生成的发射脉冲序列210、220。示出了脉冲序列210、220具有沿着轴线201的采样指数和沿着轴线202的相位。就是说，图2中所示的脉冲序列210、220是因以规定的速率采样波形而产生的。图1所示情况中发射脉冲序列210、220的结果在图2中示出了。脉冲序列210是默认脉冲序列，脉冲序列220是无效化脉冲序列。具体地，接收并处理因发射脉冲序列210而产生的反射脉冲115是与目标140a更高反射率的目标相对应的频率响应230和与目标140b更低反射率的目标相对应的频率相应240。频率沿轴线203，振幅沿轴线204。如图2所示，与目标140a相对应的频率响应230的振幅是与目标140b相对应的频率响应240的振幅的两倍以上。结果，即使两个目标140导致频率响应230、240高于检测阈值205，目标140b仍被目标140a的存在掩蔽。根据一个或多个实施例，脉冲序列220设计成使频率响应230无效。因此，如图2中所示的，频率响应240而不是频率响应230因处理由脉冲序列220而产生的反射脉冲115而产生。因此，与频率响应230相对应的目标140b可以基于发射脉冲序列220来检测。图3是根据一个或多个实施例，基于多普勒预编码提供相近目标分离的方法的处理流程。在框310，发射脉冲序列称为发射默认脉冲序列。例如，如图2中所示，在框310发射的脉冲序列210可以具有恒定相位。脉冲序列210也可以被编码。在框320处理反射脉冲115包括获取多普勒频率f0、f1、……、fL的全部所接收序列的矩阵A：A＝[af0af1...afL][方程式1]矩阵A的每一列涉及在采样时间间隔T0、T1、……、TL时给定频率afi的接收样本集：基于矩阵A中值超过检测阈值的列如果有的话来检测目标。方程式2中的T表示转置，使得每个接收样本集afi为列矢量。在框330，检查在框310是否基于脉冲序列210的发射检测到目标。如果没有检测到目标，则在框310开始另一次发射脉冲序列210的迭代。如果在框310基于脉冲序列210的发射检测到目标，则处理包括在框340生成并发射无效化脉冲序列220。该无效化脉冲序列220代表使因被检测目标而产生的所接收序列无效的多普勒预编码。发射无效化脉冲序列220导致与被检测目标相关的接收样本无效化。生成无效化脉冲序列220是基于具有相同长度L+1作为矩阵A中各列的数值的二进制矢量b的。示例性的矢量b通过下式给出：b＝[11011...]T[方程式3]在矢量b中，每个元素是1，与目标被检测到时的频率相对应的元素其为0除外。例如，如果基于在框320的处理在f2检测到目标，则将选择方程式3中所示的二进制矢量b。无效化脉冲序列220w通过下式给出：无效化脉冲序列220w可以解析地求解为：w＝AHA-1AHb[方程式5]方程式5中的H表示厄米特转置。在框350处理因无效化脉冲序列220而产生的反射脉冲115以与在框320处理反射脉冲115相同的方式完成。基于在框350的处理是否发现先前掩蔽的目标，在发射默认脉冲序列210的情况下处理返回到框310。虽然结合示例性实施例对上述公开内容进行了描述，本领域技术人员应理解的是，在不偏离其范围的情况下，可以做出各种变化且可以对其元素进行等效替换。另外，在不偏离其实质范围的情况下，根据本公开的教导可以进行多种修改从而适用于特定的情况或材料。因此，本公开不受所公开的特定实施例的限制，但是将包括落入其范围内的所有实施例。

权利要求：1.一种分离相近目标的方法，所述方法包含：发射脉冲序列；基于因所述脉冲序列而产生的被处理所接收反射在第一目标多普勒频率检测第一目标；以及发射设计成使所述被处理所接收反射在目标多普勒频率无效的无效化脉冲序列。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包含基于因所述无效化脉冲序列而产生的所述被处理所接收反射来检测具有比所述目标更低反射率的第二目标，以及将所述脉冲序列生成为具有恒定相位。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述检测第一目标包括形成由下式给出的f0至fL的多普勒频率fi的所接收序列afi的矩阵：A＝[af0af1...afL]，以及将采样时间间隔T0至TL的所述所接收序列afi中的每一个确定为：其中T表示列矢量的转置，所述方法进一步包含生成无效化脉冲序列，包括生成长度为L+1的二进制矢量b，其中所述生成二进制矢量b包括将除与所述第一目标的所述目标多普勒频率相对应的元素以外的所述二进制矢量b的每一个元素设置成1。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述生成所述无效化脉冲序列是根据：其中H代表厄米特转置。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包含在所述发射所述无效化脉冲序列之后再次发射所述脉冲序列。6.一种分离相近目标的系统，所述系统包含：雷达系统，配置用于发射脉冲序列；以及控制器，配置用于基于因所述脉冲序列而产生的被处理所接收反射在第一目标多普勒频率检测第一目标以及用于生成设计成使所述被处理所接收反射在目标多普勒频率无效的无效化脉冲序列。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述控制器进一步配置用于基于因所述无效化脉冲序列而产生的所述被处理所接收反射来检测具有比所述目标更低反射率的第二目标，以及进一步配置用于将所述脉冲序列生成为具有恒定相位。8.根据权利要求6所述的系统，其中所述控制器进一步配置用于基于形成由下式给出的f0至fL的多普勒频率fi的所接收序列afi的矩阵来检测所述第一目标：A＝[af0af1...afL]，用于基于将采样时间间隔T0至TL的所述所接收序列afi中的每一个确定为如下来检测所述第一目标：其中T表示列矢量的转置，用于基于生成长度为L+1的二进制矢量b来生成所述无效化脉冲序列，以及用于基于将除与所述第一目标的所述目标多普勒频率相对应的元素以外的所述二进制矢量b的每一个元素设置成1来生成所述二进制矢量b。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制器进一步配置用于根据下式生成所述无效化脉冲序列：其中w是无效脉冲序列，所述控制器进一步配置用于将所述无效化脉冲序列求解为：w＝AHA-1AHb，其中H代表厄米特转置。10.根据权利要求6所述的系统，其中所述雷达系统进一步配置用于在发射所述无效化脉冲序列之后再次发射所述脉冲序列。

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