雷达运动目标检测方法、装置及存储介质
阅读说明：本技术 雷达运动目标检测方法、装置及存储介质 (Radar moving target detection method and device and storage medium ) 是由 黄磊 袁伟健 赵博 谢晓宇 黄聪 包为民 于 2020-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种雷达运动目标检测方法,包括：对LFMCW雷达回波信号进行去斜脉冲压缩处理,以获得回波差拍信号,对回波差拍信号依次进行MTI动目标显示处理、MTD动目标检测处理以及恒虚警率检测处理,以确定目标谱线；对所述目标谱线进行峰值搜索,以确定目标谱线中的运动目标对应的正扫频阶段的第一距离和第一速度,以及负扫频阶段的第二距离和第二速度；基于所述第一距离、第一速度、第二距离和第二速度,确定运动目标的目标距离以及目标速度。本发明还公开了一种雷达运动目标检测装置及存储介质。本发明通过对称正负线性调频连续波体制,利用对称性实现距离和速度解耦合,提高运动目标的距离检测准确率。(The invention discloses a radar moving target detection method, which comprises the following steps: performing deskew pulse compression processing on echo signals of an LFMCW radar to obtain echo beat signals, and sequentially performing MTI moving target display processing, MTD moving target detection processing and constant false alarm rate detection processing on the echo beat signals to determine target spectral lines; performing peak value search on the target spectral line to determine a first distance and a first speed of a positive frequency sweeping stage and a second distance and a second speed of a negative frequency sweeping stage corresponding to a moving target in the target spectral line; and determining the target distance and the target speed of the moving target based on the first distance, the first speed, the second distance and the second speed. The invention also discloses a radar moving target detection device and a storage medium. According to the invention, through a symmetrical positive and negative linear frequency modulation continuous wave system, distance and speed decoupling is realized by using symmetry, and the distance detection accuracy of a moving target is improved.)
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种雷达运动目标检测方法、 装置及存储介质。
背景技术
与传统的脉冲雷达相比，LFMCW(Linear Frequency Modulated ContinuousWave，线性调频连续波)雷达发射功率较低，因其是通过很大的时宽来获取 大的信号能量的，从而达到远的探测距离。LFMCW线性调频连续波雷达由 于带宽很大，系统的噪声系数很大，具有更强的捕获弱信号的能力和容易实 现更高的距离分辨率。由于LFMCW雷达发射信号时宽比回波信号的延时大 得多，且LFMCW雷达允许发射机和接收机同时工作，所以，任何时刻都可 以发射信号和接收回波信号，不存在测距盲区。但是，LFMCW雷达使用的 线性调频信号属于大时宽带宽积信号，导致回波信号存在距离-速度耦合的现 象，使得检测系统的分辨率降低，造成运动目标测量距离与实际距离之间的 误差较大，导致运动目标的距离检测准确率低。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是 现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种雷达运动目标检测方法、装置及存储介 质，旨在解决现有采用雷达检测运动目标的距离检测准确率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种雷达运动目标检测方法，所述雷达运 动目标检测方法包括以下步骤：
对LFMCW雷达回波信号进行去斜脉冲压缩处理，以获得回波差拍信号， 其中，所述LFMCW雷达回波信号包括正扫频阶段的回波信号以及负扫频阶 段的回波信号；
对回波差拍信号依次进行MTI动目标显示处理、MTD动目标检测处理 以及恒虚警率检测处理，以确定目标谱线；
对所述目标谱线进行峰值搜索，以确定目标谱线中的运动目标对应的正 扫频阶段的第一距离和第一速度，以及负扫频阶段的第二距离和第二速度；
基于所述第一距离、第一速度、第二距离和第二速度，确定运动目标的 目标距离以及目标速度。
在一实施例中，对所述目标谱线进行峰值搜索，以确定目标谱线中的运 动目标对应的正扫频阶段的第一距离和第一速度，以及负扫频阶段的第二距 离和第二速度的步骤包括：
对所述目标谱线进行峰值搜索，以确定运动目标对应的正扫频阶段的第 一距离坐标和第一速度坐标，以及负扫频阶段的第二距离坐标和第二速度坐 标；
基于LFMCW雷达发射信号的有效带宽确定获取距离分辨率，基于 LFMCW雷达发射信号的有效时宽确定速度分辨率；
基于所述第一距离坐标以及距离分辨率确定第一距离，基于所述第二距 离坐标以及距离分辨率确定第二距离，基于所述第一速度坐标以及速度分辨 率确定第一速度，并基于所述第二速度坐标以及速度分辨率确定第二速度。
在一实施例中，所述基于所述第一距离、第一速度、第二距离和第二速 度，确定运动目标的目标距离以及目标速度的步骤包括：
基于所述第一距离以及所述第一速度，确定正扫频阶段的第一回波中心 频率，基于所述第二距离以及所述第二速度，确定负扫频阶段的第二回波中 心频率；
基于所述第一回波中心频率以及所述第二回波中心频率，确定目标距离 以及目标速度。
在一实施例中，所述基于所述第一回波中心频率以及所述第二回波中心 频率，确定目标距离以及目标速度的步骤包括：
基于所述第一回波中心频率以及所述第二回波中心频率，确定差拍频率 值以及多普勒频率；
基于所述差拍频率值确定所述目标距离，以及基于所述多普勒频率确定 所述目标速度。
在一实施例中，所述对回波差拍信号依次进行MTI动目标显示处理、 MTD动目标检测处理以及恒虚警率检测处理，以确定目标谱线的步骤包括：
对回波差拍信号进行傅里叶变化，并将傅里叶变换后的回波差拍信号的 进行MTI动目标显示处理，以获得MTI处理后的回波差拍信号；
对MTI处理后的回波差拍信号进行MTD动目标检测处理，并将MTD处 理后的回波差拍信号通过窄带多普勒滤波组进行滤波处理，以获得多个速度 通道的通道数据；
对各个通道数据进行恒虚警率检测处理，以确定所述目标谱线。
在一实施例中，所述对各个通道数据进行恒虚警率检测处理，以确定所 述目标谱线的步骤包括：
对各个通道数据进行傅里叶变换，以获得各个通道数据对应的距离多普 勒矩阵；
对各个距离多普勒矩阵进行二维单元平均恒虚警率检测，以确定所述目 标谱线。
在一实施例中，所述对各个距离多普勒矩阵进行二维单元平均恒虚警率 检测，以确定所述目标谱线的步骤包括：
确定各个多普勒矩阵对应的训练单元内所有单元的均值，并基于各个均 值确定各个多普勒矩阵对应的检测阈值；
基于各个多普勒矩阵对应的检测单元以及检测阈值，确定所述目标谱线。
在一实施例中，所述基于所述第一距离、第一速度、第二距离和第二速 度，确定运动目标的目标距离以及目标速度的步骤之后，还包括：
显示所述目标距离以及所述目标速度。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种雷达运动目标检测装置，所 述雷达运动目标检测装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可 在所述处理器上运行的雷达运动目标检测程序，所述雷达运动目标检测程序 被所述处理器执行时实现前述的雷达运动目标检测方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上 存储有雷达运动目标检测程序，所述雷达运动目标检测程序被处理器执行时 实现前述的雷达运动目标检测方法的步骤。
本发明通过基于LFMCW雷达回波信号确定回波差拍信号，并对所述回 波差拍信号进行MTI动目标显示处理，以获得处理后的回波差拍信号，接着 回波差拍信号依次进行MTD动目标检测处理以及恒虚警率检测处理，以确 定目标谱线，而后对所述目标谱线进行峰值搜索，以确定目标谱线中的运动 目标对应的正扫频阶段的第一距离和第一速度，以及负扫频阶段的第二距离 和第二速度吗，然后基于所述第一距离、第一速度、第二距离和第二速度， 确定运动目标的目标距离以及目标速度，通过对称正负线性调频连续波体制， 利用对称性实现距离和速度解耦合，提高运动目标的距离检测准确率，同时， 采用宽带线性调频连续波的波形解决了大的探测距离和距离分辨率的矛盾问 题，根据线性调频连续波的特点，采用后一周期的差拍信号频谱减去前一周 期差拍信号频谱的频谱对消技术，实现运动目标与固定目标的分离。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境中雷达运动目标检测装置 的结构示意图；
图2为本发明雷达运动目标检测方法第一实施例的流程示意图；
图3本发明为对正扫频阶段的回波信号的进行动目标显示处理的示意图；
图4为本发明对回波差拍信号进行MTD处理的流程示意图；
图5为本发明正扫频阶段动MTD处理后目标距离-速度的示意图；
图6为本发明二维单元平均恒虚警率检测处理的结构示意图；
图7为本发明恒虚警率检测处理后目标距离-速度的示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步 说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限 定本发明。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境中雷达运动 目标检测装置的结构示意图。
本发明实施例雷达运动目标检测装置可以是PC，也可以是智能手机、平 板电脑、电子书阅读器、MP3(Moving Picture Experts Group Audio Layer III， 动态影像专家压缩标准音频层面3)播放器、MP4(Moving Picture Experts Group Audio Layer IV，动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器、便携计算 机等具有显示功能的可移动式终端设备。
如图1所示，该雷达运动目标检测装置可以包括：处理器1001，例如CPU， 网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总 线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏 (Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包 括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接 口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以 是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
可选地，雷达运动目标检测装置还可以包括摄像头、RF(Radio Frequency， 射频)电路，传感器、音频电路、WiFi模块等等。其中，传感器比如光传感 器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及 接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示屏的亮 度，接近传感器可在移动终端移动到耳边时，关闭显示屏和/或背光。作为运 动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速 度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别移动终端姿态的 应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能 (比如计步器、敲击)等；当然，雷达运动目标检测装置还可配置陀螺仪、 气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对雷达运动目 标检测装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件， 或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系 统、网络通信模块、用户接口模块以及雷达运动目标检测程序。
在图1所示的雷达运动目标检测装置中，网络接口1004主要用于连接后 台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端 (用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005 中存储的雷达运动目标检测程序。
在本实施例中，雷达运动目标检测装置包括：存储器1005、处理器1001 及存储在所述存储器1005上并可在所述处理器1001上运行的雷达运动目标 检测程序，其中，处理器1001调用存储器1005中存储的雷达运动目标检测 程序时，并执行以下操作：
对LFMCW雷达回波信号进行去斜脉冲压缩处理，以获得回波差拍信号， 其中，所述LFMCW雷达回波信号包括正扫频阶段的回波信号以及负扫频阶 段的回波信号；
对回波差拍信号依次进行MTI动目标显示处理、MTD动目标检测处理 以及恒虚警率检测处理，以确定目标谱线；
对所述目标谱线进行峰值搜索，以确定目标谱线中的运动目标对应的正 扫频阶段的第一距离和第一速度，以及负扫频阶段的第二距离和第二速度；
基于所述第一距离、第一速度、第二距离和第二速度，确定运动目标的 目标距离以及目标速度。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的雷达运动目标检 测程序，还执行以下操作：
对所述目标谱线进行峰值搜索，以确定运动目标对应的正扫频阶段的第 一距离坐标和第一速度坐标，以及负扫频阶段的第二距离坐标和第二速度坐 标；
基于LFMCW雷达发射信号的有效带宽确定获取距离分辨率，基于 LFMCW雷达发射信号的有效时宽确定速度分辨率；
基于所述第一距离坐标以及距离分辨率确定第一距离，基于所述第二距 离坐标以及距离分辨率确定第二距离，基于所述第一速度坐标以及速度分辨 率确定第一速度，并基于所述第二速度坐标以及速度分辨率确定第二速度。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的雷达运动目标检 测程序，还执行以下操作：
基于所述第一距离以及所述第一速度，确定正扫频阶段的第一回波中心 频率，基于所述第二距离以及所述第二速度，确定负扫频阶段的第二回波中 心频率；
基于所述第一回波中心频率以及所述第二回波中心频率，确定目标距离 以及目标速度。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的雷达运动目标检 测程序，还执行以下操作：
基于所述第一回波中心频率以及所述第二回波中心频率，确定差拍频率 值以及多普勒频率；
基于所述差拍频率值确定所述目标距离，以及基于所述多普勒频率确定 所述目标速度。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的雷达运动目标检 测程序，还执行以下操作：
对回波差拍信号进行傅里叶变化，并将傅里叶变换后的回波差拍信号的 进行MTI动目标显示处理，以获得MTI处理后的回波差拍信号；
对MTI处理后的回波差拍信号进行MTD动目标检测处理，并将MTD处 理后的回波差拍信号通过窄带多普勒滤波组进行滤波处理，以获得多个速度 通道的通道数据；
对各个通道数据进行恒虚警率检测处理，以确定所述目标谱线。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的雷达运动目标检 测程序，还执行以下操作：
对各个通道数据进行傅里叶变换，以获得各个通道数据对应的距离多普 勒矩阵；
对各个距离多普勒矩阵进行二维单元平均恒虚警率检测，以确定所述目 标谱线。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的雷达运动目标检 测程序，还执行以下操作：
确定各个多普勒矩阵对应的训练单元内所有单元的均值，并基于各个均 值确定各个多普勒矩阵对应的检测阈值；
基于各个多普勒矩阵对应的检测单元以及检测阈值，确定所述目标谱线。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的雷达运动目标检 测程序，还执行以下操作：
显示所述目标距离以及所述目标速度。
本发明还提供一种雷达运动目标检测方法，参照图2，图2为本发明雷达 运动目标检测方法第一实施例的流程示意图。
需要说明的是，LFMCW雷达发射信号正扫频阶段的公式为：
对应的，LFMCW雷达回波信号正扫频阶段的公式为：
则，正扫频阶段的回波差拍信号的公式为：
正扫频阶段的回波差拍信号的差拍复信号的公式为：
对经过矩形窗函数处理过的差拍复信号做傅里叶变换(FFT运算)，以 得到正扫频阶段的回波差拍信号的频域公式为：
进而，频率和距离的转换关系：f＝2μR/c；
频率和速度的转换关系分别为：fd＝2υ/λ；
距离分辨率为：ΔR＝c/2B；
速度分辨率为：Δυ＝λ/2T；
正扫频阶段的回波中心频率为：fb,up≈2μR0/c+2υf0/c；
同理，负扫频阶段的回波中心频率为：fb,down≈2μR0/c-2υf0/c；
根据测量目标在正扫频阶段和负扫频阶段的距离偏移量的对称性，可以 求出目标实际距离对应的差拍频率值，差拍频率值为：fb＝(fb,up+fb,down)/2；
多普勒频率为：fd＝(fb,up-fb,down)/2；
进而，
得目标的运动速度：υ＝λ(fb,up-fb,down)/4。
其中，设定远离雷达方向为正方向，A0表示信号的振幅，φ0，up表示初始 相位；f0是载频中心频率，T为发射信号的有效带宽，μ为调频斜率，B表示 发射信号的有效时宽，其中，μ＝B/T；Kr与目标的反射强度和传播衰减有关；
本实施例中，该雷达运动目标检测方法包括：
步骤S101，对LFMCW雷达回波信号进行去斜脉冲压缩处理，以获得回 波差拍信号，其中，所述LFMCW雷达回波信号包括正扫频阶段的回波信号 以及负扫频阶段的回波信号；
本实施例中，先获取LFMCW雷达所接收到的回波信号，根据回波信号 确定LFMCW雷达回波信号，其中，LFMCW雷达回波信号包括正扫频阶段 (正线性调频扫频段或上扫频段)的回波信号以及负扫频阶段(负线性调频 扫频段下上扫频段)的回波信号。
接着，对LFMCW雷达回波信号进行去斜脉冲压缩处理，以获得回波差 拍信号，具体地，分别对正扫频阶段的回波信号以及负扫频阶段的回波信号 进行去斜脉冲压缩处理，以获得正扫频阶段的回波差拍信号以及负扫频阶段 的回波差拍信号。
步骤S102，对回波差拍信号依次进行MTI动目标显示处理、MTD动目 标检测处理以及恒虚警率检测处理，以确定目标谱线；
在本实施例中，在获得回波差拍信号之后，对回波差拍信号依次进行MTI 动目标显示处理、MTD动目标检测处理以及恒虚警率检测处理，以确定目标 谱线。具体地，先对回波差拍信号进行MTI动目标显示处理，得到处理后的 回波差拍信号，对处理后的回波差拍信号进行MTD动目标检测处理，获得 多个速度通道的通道数据，而后对各个通道数据进行恒虚警率检测处理，以 确定各个通道数据对应的目标谱线。
步骤S103，对所述目标谱线进行峰值搜索，以确定目标谱线中的运动目 标对应的正扫频阶段的第一距离和第一速度，以及负扫频阶段的第二距离和 第二速度；
本实施例中，在获得目标谱线之后，对目标谱线进行峰值搜索，以根据 峰值搜索的结果，确定运动目标对应的正扫频阶段的第一距离和第一速度， 以及负扫频阶段的第二距离和第二速度，具体地，对目标谱线中正扫频阶段 谱线进行峰值搜索，以确定运动目标对应的第一速度坐标以及第一距离坐标， 并根据第一速度坐标以及第一距离坐标确定第一距离和第一速度，同理，根 据目标谱线中负扫频阶段谱线确定第二距离和第二速度。
步骤S104，基于所述第一距离、第一速度、第二距离和第二速度，确定 运动目标的目标距离以及目标速度。
本实施例中，在获得第一距离、第一速度、第二距离和第二速度之后， 基于所述第一距离、第一速度、第二距离和第二速度，确定运动目标的目标 距离以及目标速度，具体地，基于第一距离以及第一速度，计算正扫频阶段 的第一回波中心频率，基于第二距离以及第二速度，计算负扫频阶段的第二 回波中心频率，并基于第一回波中心频率以及第二回波中心频率，确定目标 距离以及目标速度。
进一步地，在一实施例中，步骤S104之后，该雷达运动目标检测方法还 包括：
显示所述目标距离以及所述目标速度。
本实施例中，可在显示界面分别显示各个运动目标的目标距离以及目标 速度，例如，在一显示区域显示各个运动目标的目标距离，在另一显示区域 显示运动目标的目标速度。
需要说明的是，可将本实施例的处理流程对应的代码烧录到TMS320 C6748信号处理器，该信号处理器为德州仪器(TI)公司推出的高性能的32 位DSP处理器，其456MHz主频，进行的是浮点型运算。TMS320 C6748处 理器内含2个150MHz的CPU，内置存储器大小为448k，主要外设有EMAC、 MMC/SD、视频I/O、LCD Ctr、USB、UPP、SATA、I2C、SPI、UART(SCI)等。以通过DSP信号处理系统的LCD屏幕实现运动目标的目标距离和目标速 度的显示。
本实施例提出的雷达运动目标检测方法，通过对LFMCW雷达回波信号 进行去斜脉冲压缩处理，以获得处理后的回波差拍信号，接着对回波差拍信 号依次进行MTI动目标显示处理、MTD动目标检测处理以及恒虚警率检测 处理，以确定目标谱线，而后对所述目标谱线进行峰值搜索，以确定目标谱 线中的运动目标对应的正扫频阶段的第一距离和第一速度，以及负扫频阶段 的第二距离和第二速度吗，然后基于所述第一距离、第一速度、第二距离和 第二速度，确定运动目标的目标距离以及目标速度，通过对称正负线性调频 连续波体制，利用对称性实现距离和速度解耦合，提高运动目标的距离检测 准确率，同时，采用宽带线性调频连续波的波形解决了大的探测距离和距离 分辨率的矛盾问题，根据线性调频连续波的特点，采用后一周期的差拍信号 频谱减去前一周期差拍信号频谱的频谱对消技术，实现运动目标与固定目标 的分离。
基于第一实施例，提出本发明雷达运动目标检测方法的第二实施例，在 本实施例中，步骤S103包括：
步骤S201，对所述目标谱线进行峰值搜索，以确定运动目标对应的正扫 频阶段的第一距离坐标和第一速度坐标，以及负扫频阶段的第二距离坐标和 第二速度坐标；
步骤S202，基于LFMCW雷达发射信号的有效带宽确定获取距离分辨率， 基于LFMCW雷达发射信号的有效时宽确定速度分辨率；
步骤S203，基于所述第一距离坐标以及距离分辨率确定第一距离，基于 所述第二距离坐标以及距离分辨率确定第二距离，基于所述第一速度坐标以 及速度分辨率确定第一速度，并基于所述第二速度坐标以及速度分辨率确定 第二速度。
本实施例中，对各个目标谱线进行峰值搜索，以确定运动目标对应的正 扫频阶段的第一距离坐标和第一速度坐标，以及负扫频阶段的第二距离坐标 和第二速度坐标。具体地，对目标谱线中的正扫频阶段的谱线进行峰值搜索， 确定第一峰值在谱线中的位置，即获得谱线中第一峰值对应的距离轴坐标以 及速度轴坐标，进而得到运动目标对应的正扫频阶段的第一距离坐标和第一 速度坐标；同时，对目标谱线中的负扫频阶段的谱线进行峰值搜索，确定第 二峰值在谱线中的位置，即获得谱线中第二峰值对应的距离轴坐标以及速度 轴坐标，进而得到运动目标对应的负扫频阶段的第二距离坐标和第二速度坐 标。
接着，基于LFMCW雷达发射信号的有效带宽确定获取距离分辨率，基 于LFMCW雷达发射信号的有效时宽确定速度分辨率；具体地，根据光速c、 发送信号的波长λ、发射信号的有效带宽T为、发射信号的有效时宽B计算距 离分辨率以及速度分辨率。
而后，基于所述第一距离坐标以及距离分辨率确定第一距离，基于所述 第二距离坐标以及距离分辨率确定第二距离，基于所述第一速度坐标以及速 度分辨率确定第一速度，并基于所述第二速度坐标以及速度分辨率确定第二 速度。具体地，第一距离为第一距离坐标*距离分辨率，第二距离为第二距离 坐标*距离分辨率，第一速度为第一速度坐标*速度分辨率，第二速度为第二 速度坐标*速度分辨率。
本实施例提出的雷达运动目标检测方法，通过对所述目标谱线进行峰值 搜索，以确定运动目标对应的正扫频阶段的第一距离坐标和第一速度坐标， 以及负扫频阶段的第二距离坐标和第二速度坐标；接着基于LFMCW雷达发 射信号的有效带宽确定获取距离分辨率，基于LFMCW雷达发射信号的有效 时宽确定速度分辨率；而后基于所述第一距离坐标以及距离分辨率确定第一 距离，基于所述第二距离坐标以及距离分辨率确定第二距离，基于所述第一 速度坐标以及速度分辨率确定第一速度，并基于所述第二速度坐标以及速度 分辨率确定第二速度，能够准确得到运动目标对应的正扫频阶段的第一距离 和第一速度，以及负扫频阶段的第二距离和第二速度，进一步提高运动目标 的距离检测准确率。
基于第一实施例，提出本发明雷达运动目标检测方法的第三实施例，在 本实施例中，步骤S104包括：
步骤S201，基于所述第一距离以及所述第一速度，确定正扫频阶段的第 一回波中心频率，基于所述第二距离以及所述第二速度，确定负扫频阶段的 第二回波中心频率；
步骤S302，基于所述第一回波中心频率以及所述第二回波中心频率，确 定目标距离以及目标速度。
本实施例中，在获取到第一距离、第一速度、第二距离和第二速度之后， 根据正扫频阶段的回波中心频率的公式以及负扫频阶段的回波中心频率的公 式，计算正扫频阶段的第一回波中心频率以及负扫频阶段的第二回波中心频 率，而后基于第一回波中心频率以及所述第二回波中心频率，确定目标距离 以及目标速度，进而根据回波中心频率准确得到目标距离以及目标速度。
其中，第一回波中心频率fb,up的公式为：fb,up≈2μR01/c+2υ1f0/c，R01为第 一距离、υ1为第一速度。第二回波中心频率fb,down的公式为： fb,down≈2μR02/c-2υ2f0/c，R02为第一距离、υ2为第一速度。
进一步地，在一实施例中，步骤S302包括：
步骤S303，基于所述第一回波中心频率以及所述第二回波中心频率，确 定差拍频率值以及多普勒频率；
步骤S304，基于所述差拍频率值确定所述目标距离，以及基于所述多普 勒频率确定所述目标速度。
具体地，差拍频率值的公式为：fb＝(fb,up+fb,down)/2，多普勒频率的公式为： fd＝(fb,up-fb,down)/2。
而后，根据差拍频率值确定所述目标距离，以及基于所述多普勒频率确 定所述目标速度。
本实施例提出的雷达运动目标检测方法，通过基于所述第一距离以及所 述第一速度，确定正扫频阶段的第一回波中心频率，基于所述第二距离以及 所述第二速度，确定负扫频阶段的第二回波中心频率，接着基于所述第一回 波中心频率以及所述第二回波中心频率，确定目标距离以及目标速度，实现 了根据回波中心频率准确得到运动目标的目标距离和目标速度，进一步提高 运动目标的距离检测准确率。
基于第一实施例，提出本发明雷达运动目标检测方法的第四实施例，在 本实施例中，步骤S102包括：
步骤S401，对回波差拍信号进行傅里叶变化，并将傅里叶变换后的回波 差拍信号的进行MTI动目标显示处理，以获得MTI处理后的回波差拍信号；
步骤S402，对MTI处理后的回波差拍信号进行MTD动目标检测处理， 并将MTD处理后的回波差拍信号通过窄带多普勒滤波组进行滤波处理，以 获得多个速度通道的通道数据；
步骤S403，对各个通道数据进行恒虚警率检测处理，以确定各个通道数 据对应的目标谱线。
本实施例中，在获取到回波差拍信号之后，对回波差拍信号进行傅里叶 变化，并将傅里叶变换后的回波差拍信号的进行MTI动目标显示处理，以获 得MTI处理后的回波差拍信号，将傅里叶变换后正扫频阶段的回波信号中后 一周期的信号频谱减去前一周期信号频谱得到正扫频阶段的回波差拍信号， 将傅里叶变换后负扫频阶段的回波信号中后一周期的信号频谱减去前一周期 信号频谱得到负扫频阶段的回波差拍信号，例如，
ΔSup,k(f)＝Sup,k(f)-Sup,k-1(f)；
其中，Sup,k(f)为傅里叶变换后正扫频阶段的回波信号中第k个周期的信 号频谱；Sup,k-1(f)为傅里叶变换后正扫频阶段的回波信号中第k-1个周期 的信号频谱。并且，如果是静止目标，则ΔSup,k(f)＝0；如果是运动目标，则 ΔSup,k(f)≠0。
参照图3，图3本发明为对正扫频阶段的回波信号的进行动目标显示处理 的示意图；其中，三个运动目标的距离分别为50m、120m、150m，对应的速 度为5m/s，3m/s，-4m/s(以远离雷达方向为正方向)，固定目标的距离为80 米、对应的速度为0m/s。图3中最上方的距离频谱图和中间的距离频谱图是 相邻两个周期的回波信号的距离频谱，图3中最下方的距离频谱图是MTI后 回波差拍信号的距离频谱。由图3中最下方的距离频谱图可以看到，MTI后 距离毫米波雷达80m的固定目标的回波差拍信号的频谱已经被抵消，留下的 是三个运动目标的频谱。
接着，对MTI处理后的回波差拍信号进行MTD动目标检测处理，并将 MTD处理后的回波差拍信号通过窄带多普勒滤波组进行滤波处理，以获得多 个速度通道的通道数据，参照图4，分别对MTI处理后的正扫频阶段的回波 信号以及MTI处理后的负扫频阶段的回波信号进行MTD处理，以对同一距 离单元内所有周期上扫频的回波差拍信号的频谱进行FFT处理，而后通过 MTD的距离存储以及固定目标对消，以得到正扫频阶段中不同速度对应的频谱以及负扫频阶段中不同速度对应的频谱，而后将正扫频阶段中不同速度对 应的频谱输入一滤波器组，得到正扫频阶段对应的多个速度通道的通道数据， 并将负扫频阶段中不同速度对应的频谱输入一滤波器组，得到负扫频阶段对 应的多个速度通道的通道数据，以实现不同速度的运动目标的分离。参照图5， 图5为本发明正扫频阶段动MTD处理后目标距离-速度的示意图。
接着，对各个通道数据进行恒虚警率检测处理，以确定各个通道数据对 应的目标谱线。
本实施例提出的雷达运动目标检测方法，通过对回波差拍信号进行傅里 叶变化，并将傅里叶变换后的回波差拍信号的进行MTI动目标显示处理，以 获得MTI处理后的回波差拍信号；接着对MTI处理后的回波差拍信号进行 MTD动目标检测处理，并将MTD处理后的回波差拍信号进行MTD动目标 检测处理，并将处理后的回波差拍信号通过窄带多普勒滤波组进行滤波处理， 以获得多个速度通道的通道数据，接着对各个通道数据进行恒虚警率检测处 理，以确定各个通道数据对应的目标谱线，能够通过窄带多普勒滤波器组分 类不同速度的运动目标，并通过恒虚警检测步消除背景杂波，进一步提高运 动目标的距离检测准确率。
基于第四实施例，提出本发明雷达运动目标检测方法的第五实施例，在 本实施例中，
步骤S401，对各个通道数据进行傅里叶变换，以获得各个通道数据对应 的距离多普勒矩阵；
步骤S402，对各个距离多普勒矩阵进行二维单元平均恒虚警率检测，以 确定各个通道数据对应的目标谱线。
本实施例中，在获得各个通道数据时，对各个通道数据进行傅里叶变换， 具体地，在Doppler维度对各个通道数据进行傅里叶变换，以获得各个通道数 据对应的距离多普勒矩阵。
而后，对对各个距离多普勒矩阵进行二维单元平均恒虚警率检测，以确 定各个通道数据对应的目标谱线，进而准确得到目标谱线。
进一步地，步骤S402包括：
步骤S403，确定各个多普勒矩阵对应的训练单元内所有单元的均值，并 基于各个均值确定各个多普勒矩阵对应的检测阈值；
步骤S404，基于各个多普勒矩阵对应的检测单元以及检测阈值，确定各 个通道数据对应的目标谱线。
本实施例中，先计算各个多普勒矩阵对应的检测阈值，参照图6，图6中 二维单元平均恒虚警率检测包括检测单元、保护单元以及训练单元，将训练 单元内所有单元求和取平均得到均值，将均值乘以阈值因子得到检测阈值 Threshold，进而得到各个多普勒矩阵对应的检测阈值；
而后，基于各个多普勒矩阵对应的检测单元以及检测阈值，确定各个通 道数据对应的目标谱线，具体地，将各个各个多普勒矩阵对应的检测单元的 检测值与检测阈值进行比较，若检测值大于Threshold，则判断运动目标已出 现并将该多普勒矩阵对应的谱线作为目标谱线，同时可输出该谱线的幅度及 谱线序号；若检测值小于或等于Threshold，将该多普勒矩阵对应的谱线的幅 度置零并输出零幅度和该谱线的序号。
参照图7，通过对比图7以及图5，可以清楚看到，经过二维恒虚警率检 测处理后，背景杂波和干扰变化的影响明显已经被消除了。
本实施例提出的雷达运动目标检测方法，通过对各个通道数据进行傅里 叶变换，以获得各个通道数据对应的距离多普勒矩阵；接着对各个距离多普 勒矩阵进行二维单元平均恒虚警率检测，以确定各个通道数据对应的目标谱 线，实现了通过二维单元平均恒虚警率检测消除背景杂波，进一步提升运动 目标的距离检测准确率。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有雷达 运动目标检测程序，所述雷达运动目标检测程序被处理器执行时实现如下操 作：
对LFMCW雷达回波信号进行去斜脉冲压缩处理，以获得回波差拍信号， 其中，所述LFMCW雷达回波信号包括正扫频阶段的回波信号以及负扫频阶 段的回波信号；
对回波差拍信号依次进行MTI动目标显示处理、MTD动目标检测处理 以及恒虚警率检测处理，以确定目标谱线；
对所述目标谱线进行峰值搜索，以确定目标谱线中的运动目标对应的正 扫频阶段的第一距离和第一速度，以及负扫频阶段的第二距离和第二速度；
基于所述第一距离、第一速度、第二距离和第二速度，确定运动目标的 目标距离以及目标速度。
进一步地，所述雷达运动目标检测程序被处理器执行时还实现如下操作：
对所述目标谱线进行峰值搜索，以确定运动目标对应的正扫频阶段的第 一距离坐标和第一速度坐标，以及负扫频阶段的第二距离坐标和第二速度坐 标；
基于LFMCW雷达发射信号的有效带宽确定获取距离分辨率，基于 LFMCW雷达发射信号的有效时宽确定速度分辨率；
基于所述第一距离坐标以及距离分辨率确定第一距离，基于所述第二距 离坐标以及距离分辨率确定第二距离，基于所述第一速度坐标以及速度分辨 率确定第一速度，并基于所述第二速度坐标以及速度分辨率确定第二速度。
进一步地，所述雷达运动目标检测程序被处理器执行时还实现如下操作：
基于所述第一距离以及所述第一速度，确定正扫频阶段的第一回波中心 频率，基于所述第二距离以及所述第二速度，确定负扫频阶段的第二回波中 心频率；
基于所述第一回波中心频率以及所述第二回波中心频率，确定目标距离 以及目标速度。
进一步地，所述雷达运动目标检测程序被处理器执行时还实现如下操作：
基于所述第一回波中心频率以及所述第二回波中心频率，确定差拍频率 值以及多普勒频率；
基于所述差拍频率值确定所述目标距离，以及基于所述多普勒频率确定 所述目标速度。
进一步地，所述雷达运动目标检测程序被处理器执行时还实现如下操作：
对回波差拍信号进行傅里叶变化，并将傅里叶变换后的回波差拍信号的 进行MTI动目标显示处理，以获得MTI处理后的回波差拍信号；
对MTI处理后的回波差拍信号进行MTD动目标检测处理，并将MTD处 理后的回波差拍信号通过窄带多普勒滤波组进行滤波处理，以获得多个速度 通道的通道数据；
对各个通道数据进行恒虚警率检测处理，以确定所述目标谱线。
进一步地，所述雷达运动目标检测程序被处理器执行时还实现如下操作：
对各个通道数据进行傅里叶变换，以获得各个通道数据对应的距离多普 勒矩阵；
对各个距离多普勒矩阵进行二维单元平均恒虚警率检测，以确定所述目 标谱线。
进一步地，所述雷达运动目标检测程序被处理器执行时还实现如下操作：
确定各个多普勒矩阵对应的训练单元内所有单元的均值，并基于各个均 值确定各个多普勒矩阵对应的检测阈值；
基于各个多普勒矩阵对应的检测单元以及检测阈值，确定所述目标谱线。
进一步地，所述雷达运动目标检测程序被处理器执行时还实现如下操作：
显示所述目标距离以及所述目标速度。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在 涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系 统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括 为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下， 由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物 品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述 实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通 过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的 技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体 现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、 磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机， 服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是 利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间 接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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