信号处理方法及相关产品与流程

本发明一般地涉及雷达。更具体地，本发明涉及一种信号处理方法、用于执行前述信号处理方法的设备和计算机可读存储介质。

背景技术：

1、本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述可包括可以探究的概念，但不一定是之前已经想到或者已经探究的概念。因此，除非在此指出，否则在本部分中描述的内容对于本技术的说明书和权利要求书而言不是现有技术，并且并不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

2、在环境感知领域中，通常会采用单传感器对环境进行感知。例如，自动驾驶的环境感知领域中多采用单一激光雷达传感器对环境进行精细感知。具体地，通过激光扫描的方式，以在较大的距离下还原出周围环境的精细三维信息。但是，当环境中出现肉眼可见的噪声时，激光雷达的表现将会急剧下降。例如，在出现团雾、暴雨、大雪、沙尘等天气时，由于空气中的粒子直径与激光雷达的波长相当并且量足够大，激光在入射到这些粒子聚合体中时，会发生衰减和后向散射。由此，一方面会产生对于空气中粒子聚合体的误检测回波，另一方面降低了激光的传输功率，以及缩小了激光雷达的探测范围。

3、为此，现有技术中还会采用更长波长的电磁波来进行感知探测，以降低噪声的影响。而在实际应用中，无论是采用短波段或长波段的单一传感器来进行环境感知时，其回波信号不稳定且噪声比较大，使得无法准确确定频点位置，从而导致测量结果误差较大。

技术实现思路

1、为了至少解决上述背景技术部分所描述的技术问题，本发明提出了一种信号处理方案。利用本发明的方案，通过利用不同雷达传感器的时间和空间上同步的测量信号来精确确定频点位置，以有效降低检测结果的误差，使得对环境感知具有更强的鲁棒性以及更高的感知精度。鉴于此，本发明在如下的多个方面提供解决方案。

2、本发明的第一方面提供了一种信号处理方法，包括：获取不同雷达传感器关于检测目标的第一测量信号和第二测量信号，其中所述第一测量信号和所述第二测量信号在时间和空间上同步；对所述第一测量信号和所述第二测量信号进行融合滤波处理，以确定目标频点位置；以及根据所述目标频点位置确定对所述检测目标的测量结果。

3、在一个实施例中，其中所述第一测量信号包括毫米波雷达传感器对所述检测目标的测量信号，所述第二测量信号包括相控阵激光雷达传感器对所述检测目标的测量信号，所述测量信号包括距离测量信号、速度测量信号和角度测量信号中的任一。

4、在一个实施例中，对所述第一测量信号和所述第二测量信号进行融合滤波处理包括：将所述第一测量信号和所述第二测量信号转换至同一值域范围内；以及对处于同一值域范围内的第一测量信号和第二测量信号进行融合滤波处理。

5、在一个实施例中，将所述第一测量信号和所述第二测量信号转换至同一值域范围内包括：分别对所述第一测量信号和所述第二测量信号进行频谱分析处理，以得到相应的频域信号；以及基于测量参数和经频谱分析处理得到的频域信号，将所述第一测量信号和所述第二测量信号转换至统一坐标下，其中所述统一坐标的横坐标为测量参数，且纵坐标为频率幅度，所述测量参数包括距离参数、速度参数以及角度参数中的任一。

6、在一个实施例中，其中所述测量参数为距离参数时，基于测量参数和经频谱分析处理得到的频域信号，将所述第一测量信号和所述第二测量信号转换至统一坐标下包括：计算所述频域信号之间的频率范围差；以及利用所述距离参数对所述频域信号进行线性转换，以实现将所述第一测量信号和所述第二测量信号转换至统一坐标下。

7、在一个实施例中，根据以下公式对所述频域信号进行线性转换：其中，d表示距离参数，f表示频谱分析频率轴，c表示光速，s表示调频斜率，且所述频域信号以f为自变量，以d替换所述频域信号中的自变量f实现对所述频域信号的线性转换。

8、在一个实施例中，对处于同一值域范围内的第一测量信号和第二测量信号进行融合滤波处理包括：在所述统一坐标系下将所述第一测量信号对应的第一频域信号和所述第二测量信号对应的第二频域信号进行叠加处理；对叠加处理后的所述第一频域信号进行峰值搜索，以确定所述第一频域信号的峰值频点；基于所述第一频域信号的峰值频点从叠加处理后的所述第二频域信号上截取目标信号；对所述目标信号进行平均滤波处理；以及对所述第一频域信号和经平均滤波处理后的目标信号进行拟合处理，以根据拟合结果确定所述目标频点位置。

9、在一个实施例中，基于所述第一频域信号的峰值频点从叠加处理后的所述第二频域信号上截取目标信号包括：根据所述第一频域信号的峰值频点确定固定窗口；以及从叠加处理后的所述第二频域信号上截取位于所述固定窗口内的信号，并确定截取到的信号为所述目标信号。

10、在一个实施例中，根据拟合结果确定所述目标频点位置包括：分别计算所述第一频域信号和经平均滤波处理后的目标信号对应的矩估计参数；以及基于计算得到的矩估计参数确定所述目标频点位置。

11、在一个实施例中，根据以下公式计算矩估计参数：其中，σ、μ表示矩估计参数，x表示距离范围△d内的频谱幅值。

12、在一个实施例中，基于计算得到的矩估计参数确定所述目标频点位置包括：对计算得到的矩估计参数进行拟合处理，以得到融合修正后的峰值频点位置，且确定其为所述目标频点位置。

13、在一个实施例中，根据以下公式对计算得到的矩估计参数进行拟合处理：其中，σ1、μ1表示所述第一频域信号对应的矩估计参数，σ2、μ2表示经平均滤波处理后的目标信号对应的矩估计参数，μ12表示所述目标频点位置，σ12表示拟合出的信号波峰分布方差。

14、在一个实施例中，其中所述毫米波雷达传感器和所述相控阵激光雷达传感器配置相同的视场，获取关于检测目标的第一测量信号和第二测量信号包括：获取所述毫米波雷达传感器基于连续调频方式得到的采样信号；获取所述相控阵激光雷达传感器基于脉冲时间飞行方式得到的采样信号；以及对所述毫米波雷达传感器的采样信号和所述相控阵激光雷达传感器的采样信号进行时间上和空间上的对齐处理，以得到在时间和空间上同步的第一测量信号和第二测量信号。

15、在一个实施例中，对所述毫米波雷达传感器的采样信号和所述相控阵激光雷达传感器的采样信号进行时间上和空间上的对齐处理包括：将所述毫米波雷达传感器的采样信号和所述相控阵激光雷达传感器的采样信号中的每一帧信号在同一时间坐标轴下进行帧号对齐和平移对齐处理，以实现时间上的对齐处理；以及将所述毫米波雷达传感器的采样信号和所述相控阵激光雷达传感器的采样信号中的每一帧信号在同一空间坐标轴下进行旋转平移对齐处理，以实现空间上的对齐处理。

16、在一个实施例中，其中所述毫米波雷达传感器和所述相控阵激光雷达传感器配置相同的视场，获取关于检测目标的第一测量信号和第二测量信号包括：获取所述毫米波雷达传感器的采样信号和所述相控阵激光雷达传感器在信号触发电路触发下同时输出的采样信号；以及对所述毫米波雷达传感器的采样信号和所述相控阵激光雷达传感器的采样信号进行空间上的对齐处理，以得到在时间和空间上同步的第一测量信号和第二测量信号。

17、在一个实施例中，其中所述信号触发电路包括用于调控所述毫米波雷达传感器信号收发频率的第一控制器、用于调控所述相控阵激光雷达传感器信号收发频率的第二控制器以及下拉电阻，其中所述第一控制器和所述第二控制器中的任一控制器向另一控制器发送同步脉冲，以基于所述同步脉冲触发所述毫米波雷达传感器的采样信号和所述相控阵激光雷达传感器同时输出采样信号。

18、本发明的第二方面提供了一种设备，包括：处理器；以及存储器，其存储有信号处理的计算机指令，当所述计算机指令由所述处理器运行时，使得所述设备执行前文第一方面以及在下文多个实施例中所述的方法。

19、本发明的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，包括信号处理的计算机指令，当所述计算机指令由所述处理器运行时，使得实现前文第一方面以及在下文多个实施例中所述的方法。

20、利用本发明所提供的方案，通过利用不同雷达传感器的时间和空间上同步的测量信号来精确确定频点位置，以综合不同测量信号的优势来降低检测结果的误差，使得对环境感知具有更强的鲁棒性以及更高的感知精度。