雷达系统、交通工具、无人机以及探测方法与流程

本申请涉及雷达领域，具体而言，涉及雷达系统、交通工具、无人机以及探测方法。

背景技术：

目前，在交通工具上一般安装有防撞雷达，一般的车载雷达提供汽车前向碰撞报警系统(forwardcollisionwarningsystems，简称为fcws)、前向主动避撞系统(forwardcollisionavoidancesystems，简称为fcas)、自适应巡航控制系统(adaptivecruisecontrol，简称为acc)等功能。

其中，碰撞报警系统就是在司机驾驶时无法观察到车后面的东西，车载雷达可以起到提醒司机后面存在物体以及物体和汽车之间的距离。前向主动避撞系统是一种主动的强制汽车安全系统。自适应巡航控制系统是利用雷达系统主动控制汽车的行驶速度，从而可以实现驾驶的汽车以设定的速度行驶。

在现有技术中，防撞雷达由于口径和成本的限制，目标的方位分辨率有限，防撞雷达在交通工具、无人机的使用无法给用户(如交通工具的驾驶者和无人机的操控者等)更多的帮助。

针对现有技术中的交通工具使用防撞雷达无法给用户提供更多帮助的问题，尚未提出解决方案。

技术实现要素：

本申请提供了一种雷达系统、交通工具、无人机以及探测方法，以至少解决现有技术中的交通工具使用防撞雷达无法给驾驶者提供更多帮助的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种雷达系统，包括：防撞雷达天线系统，包括：至少一个发射天线，用于发射射频前端生成的信号；至少一个接收天线，用于接收被交通工具周围的目标对发射天线发射的信号反射形成的反射信号；合成孔径雷达天线系统，包括：至少一个发射天线，用于发射上述射频前端生成的信号；至少一个接收天线，用于接收被交通工具周围的目标对发射天线发射的信号反射形成的反射信号；上述射频前端，耦合至上述防撞雷达天线系统和上述合成孔径雷达天线系统，用于生成用于上述防撞雷达天线系统和上述合成孔径雷达天线系统发射的信号，以及将通过上述防撞雷达天线系统和上述合成孔径雷达天线系统接收到的反射信号形成回波数据；上述处理器，用于通过来自上述防撞雷达天线系统的回波数据进行上述目标的探测；和/或，用于通过来自上述合成孔径雷达天线系统的回波数据生成的图像。

进一步地，上述的雷达系统还包括：报警模块，用于根据上述防撞雷达天线系统的回波数据得到的探测结果，和/或根据上述合成孔径雷达天线系统的回波数据生成的图像进行判断，并在需要进行报警的情况，进行报警。

进一步地，上述处理器，用于判断来自上述合成孔径雷达天线系统的回波数据是否满足生成图像的条件，在满足的情况下，生成上述图像。

进一步地，上述处理器，用于控制上述防撞雷达天线系统和上述合成孔径雷达天线系统在时域上同时或交替工作。

进一步地，上述处理器，用于控制上述防撞雷达天线系统和上述合成孔径雷达天线系统在经过多个脉冲重复周期之后，对上述回波信号进行检测和/或根据上述回波信号进行成像。

进一步地，上述射频前端用于生成毫米波作为发射的上述信号。

进一步地，上述防撞雷达天线系统和上述合成孔径雷达天线系统为同一个天线系统。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种交通工具，包括：权利要求1至5中任一项上述雷达系统。

进一步地，上述雷达系统设置于上述交通工具位移方向的左侧、右侧、左前侧、右前侧、左后侧或者右后侧。

进一步地，上述雷达系统，设置在距离上述车辆的后轮和/或上述车辆的前轮预定距离的上述车辆的侧面。

进一步地，上述雷达系统，设置在距离上述车辆的前灯和/或上述车辆的后灯预定距离的上述车辆的侧面。

进一步地，上述交通工具为车辆或者飞行器。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种无人机，包括：任一项上述雷达系统。

根据本申请的另一个方面，还提供了一种探测方法，包括：分别接收防撞雷达天线系统和合成孔径雷达天线系统的被交通工具周围的目标对发射天线发射的信号反射形成的反射信号；将通过上述防撞雷达天线系统和上述合成孔径雷达天线系统接收到的反射信号形成回波数据；通过来自上述防撞雷达天线系统的回波数据进行上述目标的探测；和/或，通过来自上述合成孔径雷达天线系统的回波数据生成的图像。

进一步地，上述的方法还包括：根据上述防撞雷达天线系统的回波数据得到的探测结果，和/或根据上述合成孔径雷达天线系统的回波数据生成的图像进行判断，并在需要进行报警的情况，进行报警。

进一步地，上述的方法还包括：判断来自上述合成孔径雷达天线系统的回波数据是否满足生成图像的条件，在满足的情况下，生成上述图像。

进一步地，控制上述防撞雷达天线系统和上述合成孔径雷达天线系统在时域上同时或交替工作。

进一步地，控制上述防撞雷达天线系统和上述合成孔径雷达天线系统在经过多个脉冲重复周期之后，对上述回波信号进行检测和/或根据上述回波信号进行成像。

通过本申请采用了雷达系统，包括：防撞雷达天线系统，包括：至少一个发射天线，用于发射射频前端生成的信号；至少一个接收天线，用于接收被交通工具周围的目标对发射天线发射的信号反射形成的反射信号；合成孔径雷达天线系统，包括：至少一个发射天线，用于发射所述射频前端生成的信号；至少一个接收天线，用于接收被交通工具周围的目标对发射天线发射的信号反射形成的反射信号；所述射频前端，耦合至所述防撞雷达天线系统和所述合成孔径雷达天线系统，用于生成用于所述防撞雷达天线系统和所述合成孔径雷达天线系统发射的信号，以及将通过所述防撞雷达天线系统和所述合成孔径雷达天线系统接收到的反射信号形成回波数据；所述处理器，用于通过来自所述防撞雷达天线系统的回波数据进行所述目标的探测；和/或，用于通过来自所述合成孔径雷达天线系统的回波数据生成的图像。解决了现有技术中的交通工具使用防撞雷达无法给驾驶者提供更多帮助的问题，提高了雷达目标探测和识别的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。并且，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是根据本实施例的雷达系统的结构框图；

图2是根据本实施例的探测方法的流程图；

图3是根据本实施例可选的雷达系统的示意图；

图4是根据本实施例的雷达系统的天线布局的示意图；

图5是根据本实施例的雷达系统的工作流程示意图；

图6是根据本实施例的雷达系统的工作时序示意图；

图7是根据本实施例的雷达系统应用到交通工具上的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在附图的流程示意图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程示意图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

sar成像雷达要求雷达对被测物体有横向的位移，对雷达与目标相对静止的情况无法进行sar成像。

在本实施例中提供了一种成像雷达，图1是根据本实施例的雷达系统的结构框图，如图1所示，该雷达系统包括：

防撞雷达天线系统10，包括：至少一个发射天线，用于发射射频前端生成的信号；至少一个接收天线，用于接收被交通工具周围的目标对发射天线发射的信号反射形成的反射信号；

合成孔径sar雷达天线系统20，包括：至少一个发射天线，用于发射射频前端生成的信号；至少一个接收天线，用于接收被交通工具周围的目标对发射天线发射的信号反射形成的反射信号；

射频前端30，耦合至防撞雷达天线系统和合成孔径雷达天线系统，用于生成用于防撞雷达天线系统和合成孔径雷达天线系统发射的信号，以及将通过防撞雷达天线系统和合成孔径雷达天线系统接收到的反射信号形成回波数据；

处理器40，用于通过来自防撞雷达天线系统的回波数据进行目标的探测；和/或，用于通过来自合成孔径雷达天线系统的回波数据生成的图像。

通过上述系统，利用sar成像雷达要求雷达对被测物体有横向的位移特性，加上交通工具的移动，从而可以进行成像。解决了现有技术中的交通工具使用防撞雷达无法给驾驶者提供更多帮助的问题，提高了雷达目标探测和识别的效果。

在一个可选的实施方式中，该系统还可以包括：报警模块，用于根据防撞雷达天线系统的回波数据得到的探测结果，和/或根据合成孔径雷达天线系统的回波数据生成的图像进行判断，并在需要进行报警的情况，进行报警。

在有些情况下，如果不满足成像条件，那么成像的效果会被削弱。在一个可选实施方式中，可以增加对成像条件的判断。即，处理器，用于判断来自合成孔径雷达天线系统的回波数据是否满足生成图像的条件，在满足的情况下，生成图像。

防撞雷达天线系统和合成孔径雷达天线系统进行工作的方式有很多种，在本实施例中，处理器，可以用于控制防撞雷达天线系统和合成孔径雷达天线系统在时域上同时或交替工作。另外，为了便于处理也可以对检测和成像的时机进行限定，例如，处理器，用于控制防撞雷达天线系统和合成孔径雷达天线系统在经过多个脉冲重复周期之后，对回波信号进行检测和/或根据回波信号进行成像。

天线系统发射的信号多种，例如，分米波、厘米波等，在本实施例中采用了毫米波作为发射的信号。另外，防撞雷达天线系统和合成孔径雷达天线系统为同一个天线系统。

在本实施例中还提供了一种交通工具(例如，车辆或者飞行器)，包括：上述的雷达系统。雷达系统的位置可以根据需要来进行设置，例如，雷达系统可以设置于交通工具位移方向的左侧、右侧、左前侧、右前侧、左后侧或者右后侧。

又例如，雷达系统可以设置在距离车辆的后轮和/或车辆的前轮预定距离的车辆的侧面；或者，雷达系统可以设置在距离车辆的前灯和/或车辆的后灯预定距离的车辆的侧面。

在本实施例中还提供了一种无人机，该无人机也可以包含上述的雷达系统，在此不再赘述。

在本实施例中还提供了一种探测方法，图2是根据本实施例的探测方法的流程图，如图2所示，该流程包括：

步骤s202，分别接收防撞雷达天线系统和合成孔径雷达天线系统的被交通工具周围的目标对发射天线发射的信号反射形成的反射信号；

步骤s204，将通过防撞雷达天线系统和合成孔径雷达天线系统接收到的反射信号形成回波数据；

步骤s206，通过来自防撞雷达天线系统的回波数据进行目标的探测；和/或，通过来自合成孔径雷达天线系统的回波数据生成的图像。

在上述步骤中，利用sar成像雷达要求雷达对被测物体有横向的位移特性，加上交通工具的移动，从而可以进行成像。解决了现有技术中的交通工具使用防撞雷达无法给驾驶者提供更多帮助的问题，提高了雷达目标探测和识别的效果。

作为一个可选的实施方式，该方法还可以包括：根据防撞雷达天线系统的回波数据得到的探测结果，和/或根据合成孔径雷达天线系统的回波数据生成的图像进行判断，并在需要进行报警的情况，进行报警。

作为一个可选的实施方式，判断来自合成孔径雷达天线系统的回波数据是否满足生成图像的条件，在满足的情况下，生成图像。

作为一个可选的实施方式，控制防撞雷达天线系统和合成孔径雷达天线系统在时域上同时或交替工作。

作为一个可选的实施方式，控制防撞雷达天线系统和合成孔径雷达天线系统在经过多个脉冲重复周期之后，对回波信号进行检测和/或根据回波信号进行成像。

优选地，本申请还可以提供一个用于执行上述实施例的计算机程序以及保存上述计算机程序的载体，即本申请上述实施例可以通过一个合适的计算体系结构来进行符合自然规律的运行过程。另外，尽管在上述上下文中描述本申请，但上述用于实现执行步骤的计算机程序并不意味着是限制性的，所描述的动作和操作的各方面也可用硬件来实现。

下面将结合可选的实施例对其实现过程进行详细描述。

在本实施例中提提供的雷达加强了对目标的探测并且还提供了高分辨率的识别，能够应用到交通工具上，特别是应用在汽车和飞行器上。在本实施例中在使用防撞雷达对目标进行探测的同时，还使用sar成像雷达对目标进行sar成像，从而实现目标探测和高分辨率识别。

图3是根据本实施例可选的雷达系统的示意图，如图3所示，该雷达系统包括：防撞天线和sar天线，这两部分天线中分别包括接收天线和发射天线，天线的数量可以是一个或多个。这些天线与射频前端连接，射频前端用于生成通过发射天线发射的信号，并且，还用于通过接收天线接收该信号被交通工具周围对象反射得到的发射信号，然后再送到信息处理器进行处理。通过雷达系统将防撞雷达与sar成像雷达结合，高度集成在一起，共用射频前端和信号处理器，从而可以很好的进行对象的识别。

图4是根据本实施例的雷达系统的天线布局的示意图，如图4所示，该雷达天线可以分布在口面的不同区域，防撞天线由一到几个发射天线和一到多个接收天线组成，sar天线由一到几个发射天线和一到多个接收天线组成。防撞天线和sar天线波束覆盖的范围可以一样，也可以防撞天线大于sar天线波束覆盖范围，也可以防撞天线小于sar天线波束覆盖范围，也可以防撞天线和sar天线波束覆盖的范围相交或不同。

图5是根据本实施例的雷达系统的工作流程示意图，如图5所示，在该工作流程中，防撞雷达检测到雷达回波，对回波信号进行fft(快速傅里叶变换)和谱估计，通过恒虚警检测和目标跟踪，完成目标的检测，并把目标信息传递到报警模块处理。如果满足成像条件，sar成像雷达结合防撞雷达的目标检测信息，对成像雷达回波进行多普勒参数估计，并完成雷达成像，将雷达图像传递到报警模块，报警模块根据相应的报警策略进行报警。

图6是根据本实施例的雷达系统的工作时序示意图，如图6所示，防撞检测和成像雷达交替工作。经过多个prt(脉冲重复周期)后，对回波信号进行检测或成像。

图7是根据本实施例的雷达系统应用到交通工具上的示意图，如图7所示，对于汽车和飞行器应用，防撞与sar成像结合雷达安装在汽车或飞行器的左、右、左前、右前、左后、右后侧，波束中心指向角偏转运动前后方向约30度到约150度，在防撞雷达探测的同时，sar成像雷达利用汽车或飞行器位移进行sar成像。

本实施例提供的雷达系统，相比于防撞雷达，防撞与sar成像结合雷达方位分辨率更高；相比于sar成像雷达，防撞与sar成像结合雷达更快的进行目标探测，并且能够探测雷达与目标相对静止的目标。

上述优选的实施方式是可以结合使用的。另外，如本申请所使用的，术语“模块”或“单元”可以指在上述装置上执行的软件对象或例程。此处所描述的不同模块和单元可被实现为在上述装置上执行(例如，作为单独的线程)的对象或进程，同时，上述装置使用硬件或软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。