本发明属于防撞雷达测距技术领域，特别涉及一种汽车防撞雷达系统的处理方法。
背景技术：
如今，汽车防撞雷达系统的应用越来越广泛，汽车防撞雷达的信号调制方式也多种多样，较常用的是调频连续波FMCW与频移键控FSK调制方式。FMCW雷达具有高灵敏度和高距离分辨率的优点，但存在容易产生差频匹配模糊、难以同时检测多个目标的缺点，现有技术中有解决上述问题的方法，但是系统硬件要求较高，且后端算法会消耗大量的时间及存储空间。FSK雷达虽然可同时测量多个运动目标，但当多目标间相对静止时则不能检测，且其检测精度不高，单独使用时需依赖后期信号处理。近年来随着雷达技术的发展，虽不少雷达同时具有FSK和FMCW两种调制模式，但同一时间内只可使用一种调制模式，实际测距时还需根据情况切换调制模式，系统处理响应不及时。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种汽车防撞雷达系统的处理方法，仅采用一种调制模式，可以获取动态以及静态目标的信息，完成目标识别。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种汽车防撞雷达系统的处理方法，包括如下步骤：A、设置调制模式，其中发射信号为两组，同组信号以固定频差fstep递增，同组信号的最大频率与最小频率之差为信号调制带宽B，两组发射信号间的频差为固定值fshift；B、数字信号处理器DSP进行测频制表，将调制模式以数据表的形式存储至存储器RAM中；C、数字信号处理器DSP启动定时器1、2，其中定时器1开启触发DMA通道1工作，DMA通道1将存储器RAM的两组发射信号的制表数据搬移到数模转换器DAC的寄存器中，数模转换器DAC输出信号来调制波形，使两组发射信号交替发射；其中定时器2开启触发模数转换器ADC工作，对接收天线接收的信号进行转换，DMA通道2、3、4将转换后的中频信号搬移至存储器RAM中，完成信号采集，采集的中频信号为两组与发射信号对应的接收信号；D、对两组接收信号进行FFT傅里叶变换，求得目标点的距离、速度、方位，随后进行CFAR恒虚警处理使虚警概率保持恒定，最后进行谱峰搜索筛选、精确目标点；E、目标凝聚识别算法同时接收目标点的距离、速度、方位信息和车身通信单元传递的本车车身信息，对目标点进行凝聚，采用二次识别归类跟踪对目标点进行处理、分析，产生汽车防撞处理数据将结果输出至车身通信单元，提醒驾驶人员。
上述技术方案中，与传统的FMCW、FSK调制模式不同，本发明设置了两组发射信号，每组信号以固定频差fstep递增，最大频率与最小频率之差为信号调制带宽B，两组发射信号间的频差为固定值为fshift，两组发射信号交替发射，相对应的接收信号也会有两组，上述调制模式结合了FMCW、FSK各自的优点，发射两组信号的同时立即进行接收两组信号，可以同时获取动态以及静态目标的信息，对两组接收信号进行傅里叶变换等一系列识别、跟踪算法，用于汽车防撞处理。
附图说明
图1为本发明处理方法流程图；
图2为本发明模数转化器ADC处理示意图；
图3为本发明调制模式波形图；
图4为本发明CFAR恒虚警处理情形一检测框图；
图5为本发明CFAR恒虚警处理情形二检测框图；
图6为本发明CFAR恒虚警处理情形二检测框图；
图7为本发明目标点原数据序列示意图；
图8为本发明填充后的数据序列示意图。
具体实施方式
结合附图1～8对本发明做出进一步的说明：
一种汽车防撞雷达系统的处理方法，包括如下步骤：A、设置调制模式，其中发射信号为两组，同组信号以固定频差fstep递增，同组信号的最大频率与最小频率之差为信号调制带宽B，两组发射信号间的频差为固定值fshift；B、数字信号处理器DSP进行测频制表，将调制模式以数据表的形式存储至存储器RAM中；C、数字信号处理器DSP启动定时器1、2，其中定时器1开启触发DMA通道1工作，DMA通道1将存储器RAM的两组发射信号的制表数据搬移到数模转换器DAC的寄存器中，数模转换器DAC输出信号来调制波形，使两组发射信号交替发射；其中定时器2开启触发模数转换器ADC工作，对接收天线接收的信号进行转换，DMA通道2、3、4将转换后的中频信号搬移至存储器RAM中，完成信号采集，采集的中频信号为两组与发射信号对应的接收信号；D、对两组接收信号进行FFT傅里叶变换，求得目标点的距离、速度、方位，随后进行CFAR恒虚警处理使虚警概率保持恒定，最后进行谱峰搜索筛选、精确目标点；E、目标凝聚识别算法同时接收目标点的距离、速度、方位信息和车身通信单元传递的本车车身信息，对目标点进行凝聚，采用二次识别归类跟踪对目标点进行处理、分析，产生汽车防撞处理数据将结果输出至车身通信单元，提醒驾驶人员。
与传统的FMCW、FSK调制模式不同，本发明设置了两组发射信号，每组信号以固定频差fstep递增，最大频率与最小频率之差为信号调制带宽B，两组发射信号间的频差为固定值为fshift，两组发射信号交替发射，相对应的接收信号也会有两组，上述调制模式结合了FMCW、FSK各自的优点，发射两组信号的同时立即进行接收两组信号，可以同时获取动态以及静态目标的信息，简称为FMSK调制模式，对两组接收信号进行傅里叶变换等一系列识别、跟踪算法，用于汽车防撞处理。
所述的步骤C中，接收天线为三路，分别为天线1、2、3，每路天线又分为I、Q两路正交信号，模数转换器ADC分为模块A、B、C、D，模块A包括转换模块SOC1、SOC2，模块B包括转换模块SOC3、SOC4，模块C包括转换模块SOC5，模块D包括转换模块SOC6，
其中天线1I利用模块A的管脚1采集，天线1Q利用模块B的管脚1采集，天线2I利用模块A的管脚2采集，天线2Q利用模块B的管脚2采集，天线3I利用模块C的管脚1采集，天线3Q利用模块D的管脚1采集；模块A的管脚1利用转换模块SOC1转换，模块A的管脚2利用转换模块SOC2转换，模块B的管脚1利用转换模块SOC3转换，模块B的管脚2利用转换模块SOC4转换，模块C的管脚1利用转换模块SOC5转换，模块D的管脚1利用转换模块SOC6转换；
DMA通道2、3、4搬移模数转换器ADC的数据，通道2搬移天线1的I与Q数据，即转换模块SOC1、SOC3的结果寄存器的内容；通道3搬移天线2的I与Q数据，即转换模块SOC2、SOC4的结果寄存器的内容；通道4搬移天线3的I与Q数据，即转换模块SOC5、SOC6的结果寄存器的内容。
数模转换器DAC利用DMA通道1来搬移调制信号数据，DMA通道1触发源设定为定时器1，源地址为制表数据所在的存储器RAM空间中的地址，目的地址为数模转换器DAC的数据寄存器，由于DMA所能访问的RAM空间是限定的一些地址空间，因此制表数据在存储时要把数据存储在DMA可访问的RAM空间，DMA通道1在数据搬移时将要搬移的数据分为Burst数据帧和Transfer数据块，每个Burst传输若干个数据，每个Transfer传输若干个Burst，在本方法中，源地址在每传输完1个数据后地址加1，而目的地址保持不变，因为每次都把数据传输至数模转换器DAC的数据寄存器中。
模数转化器ADC的触发源都是定时器2，当定时器2定时完成，产生置位，模块A的SOC1，模块B的SOC3，模块C的SOC5，模块D的SOC6同时开始转换，转换完成后模块A的SOC2、模块B的SOC4再开始转换，当模块A的SOC2转换完成使能中断，此时所有的模数转化器ADC的各模块都已转换完成，等待DMA通道2、3、4的数据搬移。
DMA通道2、3、4触发源设定为模块A的SOC2中断标志位，DMA通道2源地址为SOC1与SOC3结果寄存器的内容，目的地址为通过EMIF1连接的外部RAM空间；DMA通道3源地址为SOC2与SOC4结果寄存器的内容，目的地址为通过EMIF1连接的外部RAM空间；DMA通道4源地址为SOC5与SOC6结果寄存器的内容，目的地址为通过EMIF1连接的外部RAM空间。Burst源地址在每传输完1个数据后地址加32，因为模数转换器ADC模块A、B、C、D的结果寄存器都相差32，而目的地址传输完1个数据后地址加1，在外部RAM中依次排列，Transfer源地址在每传输完Burst个数据后地址减32，返回之前的ADC结果寄存器的地址，重复传输ADC结果寄存器的值，目的地址传输完1个数据后地址加1，同样在外部RAM中依次排列。
所述的步骤D中的FFT傅里叶变换采用如下算法：
两组发射信号分别为发射信号1、2，其中发射信号2减去发射信号1的差值fshift为负值，对应的两组接收信号分别为接收信号1、2，接收信号1、2经过接收天线前端混频后变频到中频信号，模数转换器ADC对中频信号进行采样转换，随后采用FFT傅里叶变换对中频信号进行计算，求得谱峰对应的k点值，即可获取差频fB，同时fB计算公式如下：
其中，λ为雷达波长，R与v分别为目标的距离与速度，c为光速，Tchrip为调制模式的周期；
接收信号1、2之间的距离偏差非常小，可忽略不计，因此认为两组中频信号经傅里叶变换后的谱线位置是一致的，但其对应的相位却是不同的，两组中频信号s1(t)与s2(t)可分别表示为：
s1(t)＝exp(j2π(fB·t+φ1)) (2)
s2(t)＝exp(j2π(fB·t+φ2)) (3)
其中，φ1与φ2分别为两组中频信号的相位；
s1(t)与s2(t)经过傅里叶变换后，同一谱峰对应的相位差Δφ可由以下公式求得：
其中Δv为速度分辨力，N表示一组发射信号在调制周期Tchrip内的不同频率成分的个数；
由公式(1)与(4)可求得目标的距离与速度：
其中，ΔR为距离分辨力，
目标的方位θ可根据接收天线的间距d，以及它们之间的相位差求得：
最终获取目标点的距离R、速度v、方位θ。
利用傅里叶算法对两组接收信号进行计算，从而计算出目标点的距离、速度、方位相关数据，确定目标点数据。
所述的步骤D中CFAR恒虚警处理包括如下算法：
设置经过FFT傅里叶变换计算的目标点的数据为待检测单元D，与D相邻的两侧区域为保护单元，在D两侧的保护单元以外分别取长度为n的数据作为参考单元，其中D左侧的保护单元以外的长度为n的数据记做X，D右侧的保护单元以外的长度为n的数据记做Y；
其中计算包括以下三种情形：
情形一：当D左右两侧的保护单元以外的数据的个数不小于n时，分别在左右各取n个数据。
情形二：当D左侧保护单元以外的数据的个数小于n时，其右侧正常取n个数据，假定D左侧保护单元以外的数据的个数为n-m(m<n)，D左侧取完所有n-m个X的数据后，再从D右侧末尾取m个数据以补充左侧的数据作为参考单元；
情形三：当D右侧保护单元以外的数据的个数小于n时，其左侧正常取n个数据，假定D右侧保护单元以外的数据个数为m(m<n)，D右侧取完所有的m个Y的数据后，再从D左侧末尾取n-m个数据以补充右侧的数据作为参考单元；
将D两侧的数据参考单元取出来后一起排序来求得到参考门限Z，S＝ZT即为参考门限，T为门限因子，比较待检测单元和参考门限的大小，当待检测单元较大时，则判定有目标，当参考单元较大时，则判定无目标，按照上述方法检测每个目标点，直到检测完成为止。
利用CFAR恒虚警处理对步骤C中计算出的目标点数据进行检测，确保虚警率恒定，筛选精确目标点。
所述的步骤D中谱峰搜索包括如下算法：
如图7所示，将经过FFT傅里叶变换计算的各目标点的数据记为原数据序列，将原数据序列设为X1、X2......Xn，对原数据序列进行填充数据，如图8所示，分别在原数据序列的首尾填充一位数据，填充后的数据序列为Y1、Y2......Yn+2，原数据序列的第一位X1在填充后的数据序列就成为第二位Y2，原数据序列的第二位X2在填充后的数据序列就成为第三位Y3，依此类推，原数据序列的第n位Xn在填充后的数据序列就成为第n+1位Yn+1，原数据序列共有n位，填充后的数据序列共有n+2位；
随后进行谱峰搜索，当搜索点的模值不小于左右两侧及本身的数值时，判断该点为峰值，按照上述方法搜索从Y2到Yn+1每个数据单元，计算出所有的峰值点，完成筛选、精确目标点。
对步骤C中的目标点数据进行谱峰搜索之后会重新精确目标点，然后将此目标点与经过CFAR恒虚警处理计算后的目标点进行比对，最终确定目标点。
所述的步骤E中还包括如下内容：在进行目标凝聚识别算法的同时，数字信号处理器DSP读取反馈频率，如果反馈频率超过一定范围则需要进行频率校准，即重新测频制表，如果反馈频率在误差范围内，则继续启动定时器开始下一轮的雷达检测。反馈频率的变化主要是芯片温度或其他外界环境影响而引起的，如果反馈频率存在误差则需重新测频制表，进行新一轮的采集处理，为驾驶人员提供精确的防撞信息。