雷达测距方法、雷达测距装置、无人机和存储介质与流程

本发明涉及距离测量技术领域，尤其涉及一种雷达测距方法、雷达测距装置、无人机和存储介质。

背景技术：

随着信号处理技术的发展，雷达测距技术也越来越成熟，使得雷达测距技术广泛应用于车辆和无人机避障。

目前，在无人机上雷达发射信号后，通过对障碍物反射的回波信号进行快速傅里叶变换，然后基于某种阈值方法确定信号幅值尖峰位置，从而换算出无人机与障碍物的距离以进行航线规划或者避障，然而，由于无人机属于高机动性、高震动、电磁干扰强的飞行器，无人机螺旋桨高速转动会使得回波信号产生多普勒效应，以及回波信号会在雷达接收天线与螺旋桨之间多次反射造成严重的多径效应，导致经快速傅里叶变换后的信号中信号幅值尖锋位置未必是障碍物与无人机之间的真正距离，而有可能是噪声引入的干扰，因此，现有无人机上通过雷达测量距离的方法存在抗干扰能力低的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种雷达测距方法、雷达测距装置、无人机和存储介质，以解决现有无人机上通过雷达测量距离的方法存在抗干扰能力低的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种雷达测距方法，应用基于三角波测距的雷达，包括：

根据所述雷达的发射信号以及所述发射信号经障碍物反射的回波信号生成差频信号；

在每个扫频周期内，根据所述差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，所述上扫频信号和所述下扫频信号包括多个频点的信号频率和信号幅值；

根据所述信号频率和信号幅值，对所述上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，以及对所述下扫频信号进行检波处理得到下扫频候选数据；

对所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据进行匹配，以确定上扫频目标数据；

根据所述上扫频目标数据确定目标测量距离。

第二方面，本发明实施例提供了一种雷达测距装置，应用基于三角波测距的雷达，包括：

差频信号生成模块，用于根据所述雷达的发射信号以及所述发射信号经障碍物反射的回波信号生成差频信号；

扫频信号生成模块，用于在每个扫频周期内，根据所述差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，所述上扫频信号和所述下扫频信号包括多个频点的信号频率和信号幅值；

候选数据获取模块，用于根据所述信号频率和信号幅值，对所述上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，以及对所述下扫频信号进行检波处理得到下扫频候选数据；

目标数据获取模块，用于对所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据进行匹配，以确定上扫频目标数据；

测量距离确定模块，用于根据所述上扫频目标数据确定测量距离。

第三方面，本发明实施例提供了一种无人机，所述无人机包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明任一实施例所述的雷达测距方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明任一实施例所述的雷达测距方法。

本发明实施例提供的雷达测距方法，在生成差频信号后，在每个扫频周期内根据差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，并根据信号频率和信号幅值对上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，以及对下扫频信号进行检波处理得到下扫频候选数据，然后对上扫频候选数据和下扫频候选数据进行匹配以确定上扫频目标数据以及根据上扫频目标数据确定目标测量距离，一方面通过检波处理，可以检测到微小的障碍物从而使得无人机测量到微小障碍物的距离，另一方面通过对上扫频候选数据和下扫频候选数据进行匹配，可以避免螺旋桨高速转动或者无人机本身辐射的电磁环境引起的噪声干扰，提高了无人机上雷达测距的抗干扰能力。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种雷达测距方法的流程图；

图2是本发明实施例中发射信号和回波信号的示意图；

图3是本发明另一实施例提供的一种雷达测距方法的流程图；

图4是本发明实施例中上扫频采样信号的图谱示意图；

图5是本发明实施例中下扫频采样信号的图谱示意图；

图6是本发明实施例中上扫频信号和下扫频信号的图谱；

图7是本发明实施例中上扫频信号叠加幅值阈值后的图谱；

图8是本发明实施例提供的一种雷达测距装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种雷达测距方法的流程图，本发明实施例可适用于无人机机载毫米波雷达测量距离的情况，该方法可以由雷达测距装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式来实现，并集成在执行本方法的设备中，具体地，如图1所示，该方法可以包括如下步骤：

s101、根据所述雷达的发射信号以及所述发射信号经障碍物反射的回波信号生成差频信号。

本发明实施例中，雷达可以是毫米波雷达，毫米波雷达是工作在毫米波波段(millimeterwave)的探测雷达，其频域为24～300ghz，波长约为1～10mm，毫米波的波长介于厘米波和光波之间，毫米波兼有微波制导和光电制导的优点，并且与厘米波导引头相比，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点，适用与体积较小的无人机。

在实际应用中，毫米波雷达可以通过发射fmcw(frequencymodulatedcontinuouswave，调频连续波)来测量距离，优选地，调频连续波可以是三角波。雷达调制的三角波信号发射后经障碍物反射形成回波信号，雷达接收到该回波信号，其中回波信号与发射信号的信号频率变化规律相同，都是三角波，回波信号和发射信号之间有一个时间差，利用这个微小的时间差可以计算出障碍物与雷达的距离。

因此，雷达调制生成三角波信号后，将该三角波信号分为两路，一路通过发射天线发射，另外一路输送至混频器与接收天线接收的回波信号耦合得到差频信号。

s102、在每个扫频周期内，根据所述差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，所述上扫频信号和所述下扫频信号包括多个频点的信号频率和信号幅值。

如图2所示，三角波在一个扫频周期内分为ab段和bc段，从a点到b点信号频率逐渐增加，从b点到c点信号频率逐渐降低，在一个扫频周期内包括上扫频(ab)和下扫频(bc)两个阶段。

对于混频后的差频信号，可以根据预设数量的采样点，在上扫频进行adc(analog-to-digitalconverter，模/数转换)采样以及进行fft变换得到上扫频信号，在下扫频进行adc采样以及进行fft变换得到下扫频信号，其中上扫频信号和下扫频信号中每个频点包含了信号频率和信号幅值，根据每个频点的信号频率可以计算出距离。

s103、根据所述信号频率和信号幅值，对所述上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，以及对所述下扫频信号进行检波处理得到下扫频候选数据。

在本发明实施例中，检波处理可以包括对上扫频信号和下扫频信号的过滤和合并，比如对于上扫频信号，可以先确定每个频点的幅值阈值，将信号幅值低于幅值阈值的频点过滤掉，优选地，幅值阈值可以根据上扫频信号的整体信号幅值和每个频点邻近的多个频点的信号幅值共同确定。合并可以是从过滤后的多个频点中确定多个连续频点，将连续的多个连续频点作为一个频段，对相邻两个的频段进行合并，比如计算相邻两个频段的信号频率差，如果信号频率差小于预设值，则将相邻两个频段进行合并最终得到上扫频候选数据，该上扫频候选数据中可以包括多个上扫频原始候选项，每个上扫频原始候选项包括起始信号频率、幅值峰值和峰值信号频率，同理，下扫频数据的检波处理同上扫频数据的检波处理，下扫频数据同样包括多个下扫频原始候选项。

s104、对所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据进行匹配，以确定上扫频目标数据。

具体地，可以将上扫频候选数据中的每个上扫频原始候选项分别与下扫频候选数据中的所有下扫频原始候选项进行匹配，比如根据起始信号频率和幅值峰值进行匹配，如果上扫频原始候选项和其中一个下扫频原始候选项的起始信号频率一致、信号幅值也一致，则该匹配成功的上扫频原始候选项对应的信号为障碍物回波信号而非噪声信号，将该匹配成功的上扫频原始候选项确定为上扫频最终候选项以得到上扫频目标数据，通过匹配可以过滤掉噪声信号生成的上扫频原始候选项，提高了雷达测距的抗干扰能力。

s105、根据所述上扫频目标数据确定目标测量距离。

本发明实施例中，对于无人机需要测量靠近无人机最近的障碍物的距离，因此可以将上扫频目标数据中最小值的起始信号频率作为目标测量信号频率以计算出目标测量距离进行输出。在本发明的一个应用示例中，无人机可以根据目标测量距离进行避障飞行，例如无人机测量飞行方向前方障碍物与无人机的距离，无人机根据测量的距离进行避障飞行；在本发明的另一个应用示例中，雷达可以是对地测距雷达，无人机在飞行过程中可以通过雷达测量无人机到地面或者植物表面的距离，根据测量的距离调整飞行高度从而实现仿植物表面或者仿地飞行，当然，无人机对于测距的应用不限于上述示例，还可以应用于无人机自动跟随等，本领域技术人员可以根据实际情况通过目标测量距离实现不同的应用，本发明实施例对此不加以限制。

本发明实施例在生成差频信号后，在每个扫频周期内根据差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，并根据信号频率和信号幅值对上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，以及对下扫频信号进行检波处理得到下扫频候选数据，然后对上扫频候选数据和下扫频候选数据进行匹配以确定上扫频目标数据以及根据上扫频目标数据确定目标测量距离，一方面通过检波处理，可以检测到微小的障碍物从而使得无人机测量到微小障碍物的距离，另一方面通过对上扫频候选数据和下扫频候选数据进行匹配，可以避免螺旋桨高速转动或者无人机本身辐射的电磁环境引起的噪声干扰，提高了无人机上雷达测距的抗干扰能力。

图3为本发明实施例提供的一种雷达测距方法的流程图，本发明实施例在上述实施例的基础上进行优化，具体地，如图3所示，该方法可以包括如下步骤：

s201、根据所述雷达的发射信号以及所述发射信号经障碍物反射的回波信号生成差频信号；

s202、在每个扫频周期内，根据所述差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，所述上扫频信号和所述下扫频信号包括多个频点的信号频率和信号幅值。

本发明实施例中，可以在一个扫频周期内，根据预设数量采样点分别对差频信号进行上扫频采样和下扫频采样，得到上扫频采样信号和下扫频采样信号，然后分别对上扫频采样信号和下扫频采样信号进行fft处理，得到上扫频信号和下扫频信号。

具体地，可以在上扫频对差频信号进行adc采样和下扫频对差频信号进行adc采样，分别得到上扫频采样信号和下扫频采样信号，如图4为在上扫频对差频信号进行adc采样后得到的上扫频采样信号的图谱，如图5为在下扫频对差频信号进行adc采样后得到的下扫频采样信号的图谱，在图4和图5中，横坐标为采样点的序号，纵坐标为每个采样点的信号幅值。

在采样得到上扫频采样信号和下扫频采样信号后，可以对上扫频采样信号和下扫频采样信号进行fft处理得到包括多个频点的信号频率和信号幅值的上扫频信号和下扫频信号，如图6所示为上扫频信号和下扫频信号的图谱，其中横轴为信号的信号频率，纵轴为信号的信号幅值。

s203、根据所述信号频率和信号幅值，对所述上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，以及对所述下扫频信号进行检波处理得到下扫频候选数据。

具体地，在本发明实施例中，对上扫频信号进行检波处理可以包括如下子步骤：

s2031、确定所述上扫频信号中各个频点的幅值阈值。

具体地，可以获取上扫频信号中所有频点的信号幅值，得到第一信号幅值集合，针对每个频点，获取频点的前n个或者后n个频点的信号幅值，得到第二信号幅值集合，然后基于第一信号幅值集合和第二信号幅值集合确定上扫频信号中频点的上扫频幅值阈值，可选地，可以计算第一信号幅值集合的幅值均值，作为第一幅值阈值，以及计算第二信号幅值集合的均值，作为第二幅值阈值，，判断第一幅值阈值是否小于第二幅值阈值，若是，则确定第一幅值阈值为幅值阈值，若否，则确定第二幅值阈值为幅值阈值。

如图7所示，横轴有300个频点，可以计算该300个频点的信号幅值的均值作为第一幅值阈值，或者该均值乘以预设系数后作为第一幅值阈值，同时，对每个频点可以取该频点的前8个频点中第4-8个频点，并计算前8个频点中第4-8个频点的幅值均值作为第二幅值阈值，例如对于图7中a点，假设a点为第73个频点，则可以计算第69、68、67、66、65个频点对应的幅值均值作为第二幅值阈值，将第一幅值阈值和第二幅值阈值中值较小的一个作为该频点的幅值阈值，得到如图7所示的图谱，在图7中s1为上扫频信号，t为幅值阈值，由于信号幅值与测量目标的体积有关，因此将第一幅值阈值和第二幅值阈值中值较小的一个作为幅值阈值，可以检测到微小的障碍物以防止漏检，使得无人机可以测量体积较小的障碍物的距离。

需要说明的是，如果频点为上扫频信号的前n个频点或者后n个频点，则确定第一幅值阈值为上扫频幅值阈值，例如n等于8，对于上扫频信号中的第1-8个频点则不存在前8个频点，或者对于第292-300个频点则不存在后8个频点，则可以将第一幅值阈值作为上扫频信号的前8个频点或者后8个频点的上扫频幅值阈值。上述虽然以频点的前n个或者后n个频点的均值幅值作为第二幅值阈值，在实施本发明实施例时，本领域技术人员还可以根据其它方法计算第二幅值阈值，比如以频点的前n个或者后n个频点的均值幅值乘以某个系数后作为第二幅值阈值，或者以频点的前n个或者后n个频点中信号幅值的最大值或者最小值作为第二幅值阈值等，本发明实施例对确定第二幅值阈值的方式不加以限制。

s2032、在所述上扫频信号中，确定出信号幅值大于所述幅值阈值的多个连续频点。

具体地，对于上扫频信号中的每个频点，将该频点的信号幅值与该频点的幅值阈值进行比较，如果该频点的信号幅值大于其对应的幅值阈值，则保留该频点，如果该频点的信号幅值小于其对应的幅值阈值，则丢弃该频点，对于整个上扫频信号最终得到多个信号幅值大于其对应的幅值阈值的频点，则可以从多个频点中确定多个连续的频点。

如图7所示，频点a的信号幅值大于幅值阈值，并且频点a到频点b之间的所有频点的信号幅值均大于幅值阈值，则频点a到频点b之间的所有频点为第一个信号幅值大于幅值阈值的连续频点，同理，频点c到频点d之间的所有频点为第二个信号幅值大于幅值阈值的连续频点，以此类推获取到上扫频信号中信号幅值大于幅值阈值的多个连续频点。

s2033、获取所述多个连续频点中第一个频点的信号频率、最后一个频点的信号频率以及多个连续频点中的最大信号幅值。

具体地，每个频点对应有信号频率和信号幅值，可以获取信号幅值大于幅值阈值的多个连续频点中的第一个频点的信号频率、最后一个频点的信号频率以及多个连续频点中的最大信号幅值，如图7所示，对于ab段的多个连续频点，可以获取频点a的信号频率、频点b的信号频率以及频点a和频点b之间的尖峰对应的信号幅值。

s2034、采用所述第一个频点的信号频率、最后一个频点的信号频率以及多个连续频点中的最大信号幅值生成上扫频原始候选项，其中所述第一个频点的信号频率作为所述上扫频原始候选项的起始信号频率、所述最后一个频点的信号频率作为所述上扫频原始候选项的结束信号频率，所述最大信号幅值作为所述上扫频原始候选项的幅值峰值。

在获取多个连续频点中第一个频点的信号频率、最后一个频点的信号频率以及最大信号幅值后，可以生成上扫频原始候选项，该上扫频原始候选项包括起始信号频率、结束信号频率和幅值峰值。

如图7所示，上扫频信号中共有6个上扫频原始候选项d1(ab)，d2(cd)，d3(ef)，d4(gh)，d5(ig)，d6(kl)，其中，d1为幅值峰值，(ab)表示起始信号频率和结束信号频率。

s2035、根据每个上扫频原始候选项的起始信号频率和结束信号频率，对相邻的上扫频原始候选项进行合并，得到包含多个上扫频最终候选项的上扫频候选数据。

在本发明实施例中，可以根据上扫频原始候选项的起始信号频率和结束信号频率，计算相邻的两个上扫频原始候选项的信号频率差值，如果信号频率差值小于信号频率差阈值，则将相邻的两个上扫频原始候选项进行合并，得到包含多个上扫频最终候选项的上扫频候选数据，并且将相邻的两个上扫频原始候选项中在前的上扫频原始候选项的起始信号频率作为上扫频最终候选项的起始信号频率，将相邻的两个上扫频原始候选项中幅值峰值的最大值作为上扫频最终候选项的幅值峰值，以及将最大的幅值峰值对应的信号频率作为峰值信号频率。

如图7所示，上扫频信号中：

以下频点的信号频率为：a(41)，b(50)，c(54)，d(58)，e(69)，f(78)，g(81)，h(100)，i(134)，g(138)，k(141)，l(145)；其中，a(41)可以是频点a的信号频率为41ghz。

则上扫频信号d1中包括的6个上扫频原始候选项可以表示为d1(ab)，d2(cd)，d3(ef)，d4(gh)，d5(ig)，d6(kl)；

则相邻的d1(ab)和d2(cd)的信号频率差值为频点c的信号频率与频点b的信号频率的差值，即c(54)-b(50)＝4，假设信号频率差阈值为5，则d1(ab)和d2(cd)满足合并条件，将d1(ab)和d2(cd)合并记做新的d1＇(ad)，d1＇(ad)的起始信号频率为频点a的信号频率，结束信号频率为频点d的信号频率，幅值峰值为频点a到频点d之间的最大信号幅值，则上扫频信号d1更新为:d1＇(ad)，d3(ef)，d4(gh)，d5(ig)，d6(kl)，由于d1＇(ad)和d3(ef)的信号频率差值为e(69)-d(58)＝9，大于信号频率差阈值5，不满足合并条件，不进行合并。

同理对余下的上扫频原始候选项进行合并，得到包括3个上扫频最终候选项的上扫频候选数据d1：d1＇(ad)，d2＇(eh)，d3＇(il)。其中上扫频最终候选项d1＇(ad)包含：起始信号频率a(41)，幅值峰值(13130，a到d段中信号幅值的最大值)，峰值信号频率(56)，如此类推，d2＇(eh)包含：起始信号频率e(69)，幅值峰值(23070，e到h段中信号幅值的最大值)，峰值信号频率(73)，则上扫频候选数据d1为：(d1＇{41，13130，56}；d2＇{69，23070，73}；d3＇{134，11080，136})；

参考s2031-s2035对下扫频信号进行处理，可以得到包含多个下扫频最终候选项的下扫频候选数据d2：(d1＇{40，12180，44}；d2＇{68，23020，72}；d3＇{132，11000，135})。

本发明实施例中，对相邻的候选项进行合并，可以解决由于雷达距离分辨率的限制，距离较近的物体在回波中无法准确分辨，或者同一个物体得到两个回波信号的问题，既提高了检测物体的准确性，又减少了后续需要处理的数据量。

s204，针对每个上扫频最终候选项，根据所述起始信号频率、所述幅值峰值和所述峰值信号频率，判断在所述下扫频候选数据中是否存在匹配的下扫频最终候选项，若是，执行步骤205。

具体地，对于上扫频候选数据中的每个上扫频最终候选项，可以计算其包含的起始信号频率与每个下扫频最终候选项中包含的起始信号频率的差值，得到起始信号频率差值，计算其包含的幅值峰值与每个下扫频最终候选项中包含的幅值峰值的差值，得到幅值差值，以及计算其包含的幅值信号频率与每个下扫频最终候选项中包含的幅值信号频率的差值，得到峰值信号频率差值；如果起始信号频率差值小于预设起始信号频率差阈值、峰值信号频率差值小于峰值信号频率差阈值以及幅值差值小于预设幅值差阈值，则确定上扫频最终候选项存在匹配的下扫频最终候选项。

比如，上扫频候选数据为：

d1(d1{41，13130，56}；d2{69，23070，73}；d3{134，11080，136})；

下扫频候选数据为：

d2(d1{40，12180，44}；d2{68，23020，72}；d3{132，11000，135})。

则d1的每一个上扫频最终候选项与d2内每个下扫频最终候选项进行匹配，匹配内容包括起始信号频率差值不能大于预设起始信号频率差值阈值，假设为3，幅值差值不能大于幅值差值阈值，假设为1000，峰值信号频率差值不能大于预设峰值信号频率差值阈值，假设为3。

对于上述数据，d1中的d1{41，13130，56}与d2中的d1{40，12180，44}匹配，起始信号频率差值为41-40＝1<3满足条件，幅值差值为13130-12180＝50<1000满足条件，峰值信号频率差值为56-44＞3不满足条件，则d1中的d1{41，13130，56}与d2中的d1{40，12180，44}匹配失败，同理d1中的d1与d2中的d2匹配失败，d1中的d1与d2中的d3匹配失败，即d1中的d1与d2内全部的下扫频最终候选项都匹配失败，则在d1内删除d1，继续用d1中的d2与下扫频候选数据中的各个下扫频最终候选项匹配，d1.d2与d2.d2匹配成功，同理继续用d1中的d3与下扫频候选数据中的各个下扫频最终候选项匹配，则d1.d3与d2.d3匹配成功，则得到上扫频目标数据d1：(d2{69，23070，73}；d3{134，11080，136})。

优选地，本发明实施例还可以确定匹配结果是否有效，具体地，可以确定下扫频候选数据中幅值峰值最大的下扫频最终候选项，如果幅值峰值最大的下扫频最终候选项与上扫频最终候选项匹配成功，则本次扫频周期的匹配结果有效，如果幅值峰值最大的下扫频最终候选项与上扫频最终候选项匹配失败，则本次扫频周期的匹配结果无效，进入下一扫频周期继续测距。

本发明实施例中，通过对上扫频候选数据和下扫频候选数据进行匹配，可以过滤掉噪声信号生成的上扫频最终候选项，提高了雷达测距的抗干扰能力。

s205，确定所述上扫频最终候选项为上扫频目标候选项，以得到上扫频目标数据。

如果上扫频候选数据中的上扫频最终候选项在下扫频候选数据中存在匹配的下扫频最终候选项，则确定该上扫频最终候选项为上扫频目标候选项，该上扫频目标候选项即为上扫频目标数据，上扫频目标数据可以包括至少一个上扫频目标候选项。

s206，从所述上扫频目标数据中确定最小的起始信号频率，作为本轮测量信号频率。

在实际应用中，无人机测距是测量障碍物到无人机最近的距离，即上扫频目标候选项中起始信号频率的最小值，通常地，上扫频目标数据中第一个上扫频目标候选项的起始信号频率最小，可以作为本轮测量信号频率。

s207，获取上一扫频周期输出的测量信号频率，作为上轮测量信号频率。

本发明实施例中，在每个扫频周期确定一个测量信号频率，则可以获取上一扫频周期确定的测量信号频率，作为上轮测量信号频率。

s208，计算所述本轮测量信号频率和所述上轮测量信号频率的差值，得到测量信号频率差值。

具体地，可以计算本轮测量信号频率和上轮测量信号频率的差值，得到测量信号频率差值，该测量信号频率差值可以为绝对值，即大于0。

s209，判断所述信号频率差值是否小于预设测量阈值。

如果本轮测量信号频率和上轮测量信号频率的信号频率差值小于预设测量阈值，则说明两个测量周期内测得的障碍物的距离相差不大，则执行s210，否则，说明两个测量周期内测得的障碍物的距离相差较大，则执行s211。

s210，对所述本轮测量信号频率进行滤波处理，得到目标测量信号频率。

具体地，可以对本轮测量信号频率进行中值滤波处理和滑动均值滤波处理，得到目标测量信号频率。

中值滤波处理可以是将多个测量信号频率按大小排序，滤波器输出位于中间的测量信号频率。比如，获此本轮测量信号频率的前6轮测量信号频率，将共7个测量信号频率按大小排序，例如本轮测量信号频率和前6轮输出的测量信号频率分别是52，49，45，50，53，60，44，则按照大小排序后为：44，45，49，50，52，53，60，第4个测量信号频率为50，则中值滤波后的测量信号频率为50，然后可以根据以下公式对中值滤波后的测量信号频率进行滑动均值滤波处理：

c＝(1-z)×b+z×a，0<z<1；

其中c为滑动均值滤波后的目标测量信号频率，a为中值滤波后的测量信号频率，b为上轮测量信号频率，z为滤波系数。

通过滤波处理，可以避免测量本身存在的噪声和无人机的复杂飞行环境对测量的造成影响，提高测量的稳定性。

s211，根据上轮测量信号频率、所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据确定目标测量信号频率。

如果本轮测量信号频率和上轮测量信号频率的差值大于预设值，则可以以上轮测量信号频率为中心，查找预设范围内上扫频候选数据中是否存在上扫频最终候选项，以及查找预设范围内下扫频候选数据中是否存在下扫频最终候选项，如果存在，则判断存在的上扫频最终候选项和下扫频最终候选项是否匹配，如果匹配，则对查找到的上扫频最终候选项中的起始信号频率进行滤波处理得到目标测量信号频率。

如图7所示，如果本轮测量信号频率为频点e的信号频率，上轮测量信号频率为频点a的信号频率，频点a和频点e的信号频率差值大于预设值，则以频点a为中心，查找频点a的预设信号频率范围内除频点a到频点b之间的幅值峰值外是否存在其它幅值峰值，如图7所示，则可以查找到上扫频候选数据中频点c和频点d之间存在一个幅值峰值(频点a和频点b之间的幅值峰值已经为上轮的幅值峰值)，则说明以上轮测量信号频率为中心，预设信号频率范围内上扫频候选数据中存在上扫频最终候选项，同理，如果在下扫频候选数据中也存在一个幅值峰值，则说明以频点a为中心，预设信号频率范围内下扫频候选数据中存在下扫频最终候选项，则进一步判断查找到的上扫频最终候选项和下扫频最终候选项是否匹配，如果匹配，对查找到的上扫频最终候选项中的起始信号频率进行滤波处理得到目标测量信号频率，即对频点c的信号频率进行滤波处理后作为目标测量信号频率以计算测量距离。

如果本轮测量信号频率和上轮测量信号频率的差值大于预设值，并且以上轮测量信号频率为中心，在预设范围内上扫频候选数据中不存在上扫频最终候选项，或者在预设范围内下扫频候选数据中不存在下扫频最终候选项，则统计在上扫频候选数据中不存在上扫频最终候选项或者在下扫频候选数据中不存在下扫频最终候选项，且测量信号频率小于上轮测量信号频率的连续次数，如果连续次数大于预设次数阈值，则对当前确定的本轮测量信号频率进行滤波处理，得到目标测量信号频率，如果连续次数小于预设次数阈值，则将上一轮滤波处理后的测量信号频率作为目标测量信号频率。

例如，当前测量轮次为n，对应的测量信号频率为f1，第n-1轮(上轮)对应的测量信号频率为f0，如果f1与f0的差值大于预设值，并且在第n轮中f0附近不存在幅值峰值，即在第n轮中以信号频率f0为中心在上扫频候选数据中不存在上扫频最终候选项或者在下扫频候选数据中不存在下扫频最终候选项，则统计第n-1轮后测得的测量信号频率小于f0的连续次数，如第n轮的测量信号频率为f1、第n+1轮的测量信号频率为f2、第n+2轮的测量信号频率为f3、第n+3轮的测量信号频率为f4，第n+4轮的测量信号频率为f5。如果信号频率f1，f2，f3，f4，f5均小于f0(预设次数阈值为5)，并且在第n轮、第n+1轮、第n+2轮、第n+3轮、第n+4轮中信号频率f0附近不存在幅值峰值，则对第n+4轮的测量信号频率f5做滤波处理得到目标测量信号频率，如果信号频率f1、f2、f3、f4、f5中有至少一个大于f0，则对第n-1轮对应的测量信号频率f0做滤波处理得到目标测量信号频率。

在本轮测量信号频率和上轮测量信号频率的差值大于预设值时，通过上轮测量信号频率、上扫频候选数据和下扫频候选数据确定目标测量信号频率，可以获取到回波信号较小的障碍物的距离，避免由于无人机的移动相对于障碍物的角度发生变化，从而导致回波信号的信号幅值相差较大，造成回波信号的信号幅值小于预设幅值阈值而无法被检测的问题，从而能够准确获取较小障碍物的回波信号进行测距。

s212，根据所述目标测量信号频率计算目标测量距离，得到目标测量距离。

在得到目标测量信号频率后，可以根据预设系数和目标测量信号频率计算目标测量距离，其中，预设系数与三角波的调制周期和信号幅值相关，即根据不同的调制信号确定不同的预设系数。

本发明实施例提供的雷达测距方法，在生成差频信号后，在每个扫频周期内根据差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，并根据信号频率和信号幅值对上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，以及对下扫频信号进行检波处理得到下扫频候选数据，然后对上扫频候选数据和下扫频候选数据进行匹配以确定上扫频目标数据以及根据上扫频目标数据确定目标测量距离，一方面通过检波处理，可以检测到微小的障碍物从而使得无人机测量到微小障碍物的距离，另一方面通过对上扫频候选数据和下扫频候选数据进行匹配，可以避免螺旋桨高速转动或者无人机本身辐射的电磁环境引起的噪声干扰，提高了无人机上雷达测距的抗干扰能力。

图8为本发明实施例的一种雷达测距装置的结构示意图，如图8所示，该装置应用基于三角波测距的雷达，具体可以包括：

差频信号生成模块301，用于根据所述雷达的发射信号以及所述发射信号经障碍物反射的回波信号生成差频信号；

扫频信号生成模块302，用于在每个扫频周期内，根据所述差频信号生成上扫频信号和下扫频信号，所述上扫频信号和所述下扫频信号包括多个频点的信号频率和信号幅值；

候选数据获取模块303，用于根据所述信号频率和信号幅值，对所述上扫频信号进行检波处理得到上扫频候选数据，以及对所述下扫频信号进行检波处理得到下扫频候选数据；

目标数据获取模块304，用于对所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据进行匹配，以确定上扫频目标数据；

测量距离确定模块305，用于根据所述上扫频目标数据确定测量距离。

可选地，所述扫频信号生成模块302包括：

采样子模块，用于在每个扫频周期内，根据预设数量采样点分别对所述差频信号进行上扫频采样和下扫频采样，得到上扫频采样信号和下扫频采样信号；

fft处理子模块，用于分别对所述上扫频采样信号和所述下扫频采样信号进行fft处理，以生成上扫频信号和下扫频信号。

可选地，所述候选数据获取模块303包括：

幅值阈值确定子模块，用于确定所述上扫频信号中各个频点的幅值阈值；

连续频点确定子模块，用于在所述上扫频信号中，确定出信号幅值大于所述幅值阈值的多个连续频点；

信号频率和幅值获取子模块，用于获取所述多个连续频点中第一个频点的信号频率、最后一个频点的信号频率以及多个连续频点中的最大信号幅值；

上扫频原始候选项生成子模块，用于采用所述第一个频点的信号频率、最后一个频点的信号频率以及多个连续频点中的最大信号幅值生成上扫频原始候选项，其中所述第一个频点的信号频率作为所述上扫频原始候选项起始信号频率、所述最后一个频点的信号频率作为所述上扫频原始候选项的结束信号频率，所述最大信号幅值作为所述上扫频原始候选项的幅值峰值；

合并子模块，用于根据每个上扫频原始候选项的起始信号频率和结束信号频率，对相邻的上扫频原始候选项进行合并，得到包含多个上扫频最终候选项的上扫频候选数据。

可选地，所述幅值阈值确定子模块包括：

第一信号幅值集合获取单元，用于获取所述上扫频信号中所有频点的信号幅值，得到第一信号幅值集合；

第二信号幅值集合获取单元，用于针对每个频点，获取所述频点的前n个或者后n个频点的信号幅值，得到第二信号幅值集合；

幅值阈值确定单元，用于基于所述第一信号幅值集合和所述第二信号幅值集合确定所述上扫频信号中频点的上扫频幅值阈值。

可选地，所述幅值阈值确定单元包括：

第一幅值均值计算子单元，用于计算所述第一信号幅值集合的幅值均值，作为第一幅值阈值；

第二幅值均值计算子单元，用于计算所述第二信号幅值集合的幅值均值，作为第二幅值阈值；

阈值判断子单元，用于判断所述第一幅值阈值是否小于所述第二幅值阈值；

第一幅值阈值确定子单元，用于确定所述第一幅值阈值为幅值阈值；

第二幅值阈值确定子单元，用于确定所述第二幅值阈值为幅值阈值；

第三幅值阈值确定子单元，用于如果所述频点为所述上扫频信号的前n个频点或者后n个频点，则确定所述第一幅值阈值为上扫频幅值阈值。

可选地，所述合并子模块，包括：

信号频率差值计算单元，用于根据所述上扫频原始候选项的起始信号频率和结束信号频率，计算相邻的两个上扫频原始候选项的信号频率差值；

信号频率差值判断单元，用于判断所述信号频率差值是否小于信号频率差阈值；

合并单元，用于将相邻的两个上扫频原始候选项进行合并，得到包含多个上扫频最终候选项的上扫频候选数据。

可选地，所述合并单元包括：

起始信号频率获取子单元，用于获取相邻的两个上扫频原始候选项中在前的上扫频原始候选项的起始信号频率，作为合并后的起始信号频率；

幅值峰值获取子单元，用于获取相邻的两个上扫频原始候选项中幅值峰值的最大值，作为合并后的幅值峰值；

峰值信号频率获取子单元，用于获取所述幅值峰值对应的信号频率，作为峰值信号频率；

上扫频最终候选项生成子单元，用于根据所述合并后的起始信号频率、所述幅值峰值和所述峰值信号频率生成合并后的上扫频最终候选项，以得到上扫频候选数据。

可选地，所述上扫频候选数据包括多个上扫频最终候选项，所述下扫频候选数据包括多个下扫频最终候选项，所述上扫频最终候选项和所述下扫频最终候选项均包括起始信号频率、幅值峰值和峰值信号频率；

所述目标数据获取模块304包括：

匹配子模块，用于针对每个上扫频最终候选项，根据所述起始信号频率、所述幅值峰值和所述峰值信号频率，判断在所述下扫频候选数据中是否存在匹配的下扫频最终候选项；

目标数据确定子模块，用于确定所述上扫频最终候选项为上扫频目标候选项，以得到上扫频目标数据。

可选地，所述匹配子模块包括：

起始信号频率差值计算单元，用于计算上扫频最终候选项中包含的起始信号频率与下扫频最终候选项中包含的起始信号频率的差值，得到起始信号频率差值；

幅值差值计算单元，用于计算上扫频最终候选项中包含的幅值峰值与下扫频最终候选项中包含的幅值峰值的差值，得到幅值差值；

峰值信号频率差值计算单元，用于计算上扫频最终候选项中包含的峰值信号频率与下扫频最终候选项中包含的峰值的差值，得到峰值信号频率差值；

匹配确定单元，用于如果所述起始信号频率差值小于预设信号频率差阈值、所述幅值差值小于预设幅值差阈值以及所述峰值信号频率差值小于预设峰值信号频率差阈值，则确定所述上扫频最终候选项存在匹配的下扫频最终候选项。

可选地，所述匹配子模块还包括：

下扫频最终候选项确定单元，用于确定所述下扫频候选数据中幅值峰值最大的下扫频最终候选项；

匹配结果有效确定单元，用于如果所述幅值峰值最大的下扫频最终候选项与上扫频最终候选项匹配成功，则本次扫频周期的匹配结果有效；

匹配结果无效确定单元，用于如果所述幅值峰值最大的下扫频最终候选项与上扫频最终候选项匹配失败，则本次扫频周期的匹配结果无效。

可选地，所述测量距离确定模块305包括：

本轮测量信号频率确定子模块，用于从所述上扫频目标数据中确定最小的起始信号频率，作为本轮测量信号频率；

上轮测量信号频率获取子模块，用于获取上一扫频周期确定的测量信号频率，作为上轮测量信号频率；

测量信号频率差值计算子模块，用于计算所述本轮测量信号频率和所述上轮测量信号频率的差值，得到测量信号频率差值；

信号频率差值判断子模块，用于判断所述信号频率差值是否小于预设测量阈值；

第一目标测量信号频率确定子模块，用于对所述本轮测量信号频率进行滤波处理，得到目标测量信号频率；

第二目标测量信号频率确定子模块，用于根据上轮测量信号频率、所述上扫频候选数据和所述下扫频候选数据确定目标测量信号频率；

距离计算子模块，用于根据所述目标测量信号频率计算目标测量距离，得到目标测量距离。

可选地，所述第二目标测量距离确定子模块包括：

查找单元，用于以所述上轮测量信号频率为中心，查找预设信号频率范围内所述上扫频候选数据中是否存在上扫频最终候选项，以及查找预设信号频率范围内所述下扫频候选数据中是否存在下扫频最终候选项；

匹配判断单元，用于判断存在的上扫频最终候选项和下扫频最终候选项是否匹配；

第一目标测量信号频率确定单元，用于如果所述上扫频最终候选项和所述下扫频最终候选项匹配，则对查找到的所述上扫频最终候选项中的起始信号频率进行滤波处理得到目标测量信号频率。

可选地，所述第二目标测量信号频率确定子模块还包括：

次数统计单元，用于统计在所述上扫频候选数据中不存在上扫频最终候选项或者在所述下扫频候选数据中不存在下扫频最终候选项，且所述本轮测量信号频率小于所述上轮测量信号频率的连续次数；

第二目标测量信号频率确定单元，用于如果所述连续次数大于预设次数阈值，则对当前测量信号频率进行滤波处理，得到目标测量信号频率；

第三目标测量信号频率确定单元，用于如果所述连续次数小于预设次数阈值，则将上一滤波处理后的测量信号频率作为目标测量信号频率。

可选地，第一目标测量信号频率确定子模块包括：

滤波处理单元，用于对所述本轮测量信号频率进行中值滤波处理和滑动均值滤波处理，得到目标测量信号频率。

本发明实施例所提供的雷达测距装置可执行本发明任一实施例所提供的雷达测距方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

本发明实施例还提供一种无人机，所述无人机包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明中任一实施例所述的雷达测距方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中的指令由设备的处理器执行时，使得设备能够执行如上述方法实施例所述的雷达测距方法。

需要说明的是，对于装置、无人机、存储介质实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，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，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是机器人，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明任意实施例所述的雷达测距方法。

值得注意的是，上述雷达测距装置中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。