车载雷达以及用于车载雷达的方法、装置与流程

本公开涉及车辆辅助驾驶领域，具体地，涉及一种车载雷达以及用于车载雷达的方法、装置。

背景技术：

随着毫米波雷达技术越来越成熟，射频前端的成本不断下降，毫米波雷达技术被越来越多地使用在车辆上。

毫米波雷达的调制方式主要包括线性调制(包括锯齿波和三角波)和正弦波调制。由于调频连续波(frequency-modulatedcontinuouswave，fmcw)雷达具有结构简单、功耗低和占用空间小等优势，大多数车载毫米波雷达采用fmcw调制模式。fmcw雷达成为目前研究和应用的主要方向。

车载雷达包括用于发射信号的发射机和用于接收信号的接收机。在车载雷达运行时，发射机和接收机同时工作，车载雷达根据发射信号和接收信号混频后的差拍信号来确定反射物的距离、速度等信息。

技术实现要素：

本公开的目的是提供一种能够准确探测的车载雷达以及用于车载雷达的方法、装置。

在fmcw雷达中，接收机与发射机同时工作，接收机接收到的回波信号容易被发射机的发射信号掩盖，并且在远距离应用上尤为突出。发明人想到，可以将fmcw雷达的发射机和接收机分时工作，也就是，对二者的工作时间进行分配，使发射机和接收机不在同一时间工作。这样，就能够避免发射信号对回波信号的掩盖，提高车载雷达的抗干扰能力。

为了实现上述目的，本公开提供一种用于车载雷达的方法，所述车载雷达包括发射机和接收机。所述方法包括：生成扫频信号；将所述扫频信号的扫频周期划分为多个时长片段；将所述多个时长片段分配给所述发射机和所述接收机；控制所述发射机和所述接收机在各自所分配的时长片段内工作；根据所述接收机实际接收到的信号来确定反射物的状态信息。

可选地，所述将所述扫频信号的扫频周期划分为多个时长片段的步骤包括：将所述扫频信号的扫频周期随机地划分为多个时长片段。

可选地，所述根据所述接收机实际接收到的信号来确定反射物的状态信息的步骤包括：将所述接收机实际接收到的信号和所述扫频信号相混频得到差拍信号；将所述差拍信号放大后转换成数字信号；将所述数字信号进行傅里叶变换，并根据多普勒原理确定反射物的状态信息。

可选地，所述方法还包括：将所述反射物的状态信息发送至车辆的can网络。

本公开还提供一种用于车载雷达的装置，所述车载雷达包括发射机和接收机。所述装置包括：信号生成模块，用于生成扫频信号；划分模块，与所述信号生成模块连接，用于将所述扫频信号的扫频周期划分为多个时长片段；分配模块，与所述划分模块连接，用于将所述多个时长片段分配给所述发射机和所述接收机；控制模块，与所述分配模块连接，用于控制所述发射机和所述接收机在各自所分配的时长片段内工作；确定模块，与所述接收机连接，用于根据所述接收机实际接收到的信号来确定反射物的状态信息。

可选地，所述划分模块包括：划分子模块，用于将所述扫频信号的扫频周期随机地划分为多个时长片段。

可选地，所述确定模块包括：差拍信号确定子模块，用于将所述接收机实际接收到的信号和所述扫频信号相混频得到差拍信号；差拍信号处理子模块，与所述差拍信号确定子模块连接，用于将所述差拍信号放大后转换成数字信号；确定子模块，与所述信号处理子模块连接，用于将所述数字信号进行傅里叶变换，并根据多普勒原理确定反射物的状态信息。

可选地，所述装置还包括：发送模块，与所述确定模块连接，用于将所述反射物的状态信息发送至车辆的can网络。

本公开还提供一种车载雷达，包括本公开提供的上述装置。

通过上述技术方案，在车载雷达的每个扫频周期中，控制发射机和接收机在各自所分配的时长片段内工作，即二者不在同一时间工作。这样，能够避免发射信号对回波信号的掩盖，提高车载雷达的抗干扰能力。并且，使车载雷达的能耗更低，探测距离更远。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是一示例性实施例提供的用于车载雷达的方法的流程图；

图2是一示例性实施例提供的车载雷达信号波形图；

图3是一示例性实施例提供的确定反射物的状态信息的流程图；

图4是一示例性实施例提供的用于车载雷达的装置的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图1是一示例性实施例提供的用于车载雷达的方法的流程图。如图1所示，所述方法可以包括以下步骤。

在步骤s11中，生成扫频信号。

在步骤s12中，将扫频信号的扫频周期划分为多个时长片段。

在步骤s13中，将多个时长片段分配给发射机和接收机。

在步骤s14中，控制发射机和接收机在各自所分配的时长片段内工作。

在步骤s15中，根据接收机实际接收到的信号来确定反射物的状态信息。

通常，车载雷达可以包括发射机和接收机。fmcw雷达的发射机用于发射扫频信号，即发射信号。车载雷达的接收机一方面直接接收发射信号，另一方面接收发射信号经反射物反射后返回的回波信号。接收机将发射信号和回波信号相混频得到差拍信号。对差拍信号进行相关处理就可以得到反射物的状态信息。

本公开提供的方法可以应用于fmcw车载雷达。通常，fmcw车载雷达可以生成调频连续波的扫频信号作为发射信号。而在本公开中，由于发射机并不是始终处于工作状态，因此，发射信号并不是完整的调频连续波信号。

具体地，图2是一示例性实施例提供的车载雷达信号波形图。如图2所示，在第一行扫频信号的波形图中，示出了两个扫频周期的调频连续波信号波形。每个周期的波形图都是具有预定的扫频带宽的一个直线斜坡，表示频率f与时间t成线性关系。

第二行是发射机工作的时长片段的波形图。其中，以逻辑“1”表示发射机工作的时长片段，也就是分配给发射机的时长片段。以逻辑“0”表示发射机不工作的时长片段，也就是未分配给发射机的时长片段。

相似地，第三行是接收机工作的时长片段的波形图。其中，以逻辑“1”表示接收机工作的时长片段，也就是分配给接收机的时长片段。以逻辑“0”表示接收机不工作的时长片段，也就是未分配给接收机的时长片段。

从图2可以看出，扫频信号的扫频周期被划分成9个时长片段。(1)、(3)、(5)、(7)、(9)时长片段分配给了发射机，(2)、(4)、(6)、(8)时长片段分配给了接收机。发射机的工作时间和接收机的工作时间加起来构成了整个扫频周期，并且，发射机和接收机没有同时工作的时间。

第四行是回波信号的时长片段的波形图。回波信号的波形图与发射机工作的时长片段的波形图形状一致，只是由于发射机与反射物之间的距离的原因，对应的时长片段产生了滞后τ。

第五行是接收机实际接收信号的时长片段的波形图。容易理解的是，接收机实际接收信号所占用的时长片段为接收机工作的时长片段与回波信号所占用的时长片段的重合部分，也就是第三行和第四行的波形中逻辑“1”的重合部分。也就是，只有在第五行逻辑“1”的时长片段中，接收机才能接收到回波信号。

最后，根据接收机实际接收到的信号，结合扫频信号，就可以根据相关技术确定出反射物的状态信息。反射物的状态信息可以包括反射物的位置、速度等信息。

通过上述技术方案，在车载雷达的每个扫频周期中，控制发射机和接收机在各自所分配的时长片段内工作，即二者不在同一时间工作。这样，能够避免发射信号对回波信号的掩盖，提高车载雷达的抗干扰能力。并且，使车载雷达的能耗更低，探测距离更远。

其中，对于时长片段的划分，可以按照预定的方法划分，也可以是随机划分。在一实施例中，上述将扫频信号的扫频周期划分为多个时长片段的步骤(步骤s12)可以包括：将扫频信号的扫频周期随机地划分为多个时长片段。

可以通过产生随机编码来进行随机的划分。划分好的时长片段可以在发射机和接收机之间轮流分配。该实施例中，发射机和接收机的工作时间是随机编码确定的，这样就能够降低相同雷达体制下信号间的相互干扰。

图3是一示例性实施例提供的确定反射物的状态信息的流程图。如图3所示，上述根据接收机实际接收到的信号来确定反射物的状态信息的步骤(步骤s15)可以包括以下步骤。

在步骤s151中，将接收机实际接收到的信号和扫频信号相混频得到差拍信号。

在步骤s152中，将差拍信号放大后转换成数字信号。

在步骤s153中，将数字信号进行傅里叶变换，并根据多普勒原理确定反射物的状态信息。

如前所述，接收机实际接收到的信号是回波信号的一部分。将接收机实际接收到的信号和扫频信号相混频得到差拍信号。差拍信号可以经信号处理器放大、滤波处理后由a/d变换器转换为数字信号。然后可以由数字信号处理器经快速傅里叶变换运算转换为频域分布，从而根据多普勒原理获取反射物的距离、速度等信息。

在又一实施例中，所述方法还可以包括：将反射物的状态信息发送至车辆的can网络。这样将车载雷达监测信息作为车辆can网络信息中的一部分，能够通过车辆的can网络将车载雷达输出信息传输至其他车载设备，便于其他车载设备应用车载雷达的输出信息来提供更多服务。

本公开还提供一种用于车载雷达的装置。图4是一示例性实施例提供的用于车载雷达的装置的框图。所述车载雷达包括发射机和接收机。如图4所示，所述用于车载雷达的装置10可以包括信号生成模块11、划分模块12、分配模块13、控制模块14和确定模块15。

信号生成模块11用于生成扫频信号。

划分模块12与信号生成模块11连接，用于将扫频信号的扫频周期划分为多个时长片段。

分配模块13与划分模块12连接，用于将多个时长片段分配给发射机和接收机。

控制模块14与分配模块13连接，用于控制发射机和接收机在各自所分配的时长片段内工作。

确定模块15与接收机连接，用于根据接收机实际接收到的信号来确定反射物的状态信息。

可选地，划分模块12可以包括划分子模块。划分子模块用于将扫频信号的扫频周期随机地划分为多个时长片段。

可选地，确定模块15可以包括差拍信号确定子模块、差拍信号处理子模块和确定子模块。

差拍信号确定子模块用于将接收机实际接收到的信号和扫频信号相混频得到差拍信号。

差拍信号处理子模块与差拍信号确定子模块连接，用于将差拍信号放大后转换成数字信号。

确定子模块与信号处理子模块连接，用于将数字信号进行傅里叶变换，并根据多普勒原理确定反射物的状态信息。

可选地，所述装置10还包括发送模块。

发送模块与确定模块15连接，用于将反射物的状态信息发送至车辆的can网络。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

通过上述技术方案，在车载雷达的每个扫频周期中，控制发射机和接收机在各自所分配的时长片段内工作，即二者不在同一时间工作。这样，能够避免发射信号对回波信号的掩盖，提高车载雷达的抗干扰能力。并且，使车载雷达的能耗更低，探测距离更远。

本公开还提供一种车载雷达。该车载雷达包括上述装置10。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。