1.本发明涉及车载毫米波雷达抗干扰领域，具体涉及一种车载毫米波雷达抗干扰方法。
背景技术：
2.随着自动驾驶和智慧交通领域地快速发展，毫米波雷达以其全天候、低成本、低功耗、高性能等特点，成为了自动驾驶系统和智慧交通体系中不可或缺的重要传感器。毫米波雷达主要工作在24ghz和77ghz，可实现自动驾驶中盲区监测、变道辅助、倒车辅助、自动泊车等功能。通常车载毫米波雷达采用连续波体制，收发天线分置，发射波形一般采用线性调频连续波。车载毫米波雷达发射且接收线性调频连续波信号，将接收信号经放大、混频、滤波处理后采样得到回波原始数据。对回波原始数据经数字信号处理后得到目标信息，从而实现对目标的跟踪和报警功能。
3.然而，随着毫米波雷达在车端和路端装机量的大幅上涨，毫米波雷达间的互干扰问题接踵而至。因此，车载毫米波雷达必须要采取适当的抗干扰措施，以避免因接收到干扰信号产生虚警和漏警。中国专利公开号cn112099013a公开了一种波形自适应调整的车载雷达抗干扰方法，从主动抗干扰角度出发，通过计算恒频干扰波频率和线性调频波的调制斜率，通过调整自身发射信号参数，避免其他的雷达干扰信号进入系统，在信号接收端屏蔽干扰，尽可能地将干扰信号的影响降至最低。这种主动抗干扰方法能主动规避干扰，提高后期信号处理性能，增强毫米波雷达系统抗干扰能力。但是侦察时，雷达混频信号为单点频信号，须通过个侦察周期完成对雷达最大工作带宽的侦察。另外，干扰信号频率计算时须将回波信号转换到频域，增加雷达系统的计算量，抗干扰效率低。
技术实现要素：
4.本发明所要解决的技术问题在于现有技术车载毫米波雷达抗干扰方法计算量大，抗干扰效率低的问题。
5.本发明通过以下技术手段解决上述技术问题的：一种车载毫米波雷达抗干扰方法，包括以下步骤：
6.步骤1、雷达探测信号发射及接收；
7.步骤2、干扰信号检测，若不存在干扰信号，则探测信号参数不变，若存在干扰信号，则执行步骤3；
8.步骤3、对每个周期数字侦察信号中是否存在干扰点进行判断，并标记干扰点的采样点序号及所在侦察周期号，形成二维侦察数组；
9.步骤4、根据所有干扰点的采样点序号及所在侦察周期号，判定是否为干扰信号，并测量干扰信号参数，形成干扰信号描述字；
10.步骤5、读取干扰信号描述字，根据干扰信号描述字，设计下一帧发射信号形式及波形参数。
11.进一步地，所述步骤1包括：
12.雷达发射探测信号，然后雷达接收回波信号，经放大、混频、滤波处理后，经adc模块转换为数字回波信号。
13.进一步地，所述步骤2包括：
14.步骤201.将单个chirp周期对应的数字回波信号分为多个滑窗序列；
15.步骤202.对每个滑窗序列中的所有元素求和得到和序列a(n)；
16.步骤203.将和序列a(n)中后一个元素减当前元素得到差序列s(n)；
17.步骤204.遍历滑窗内的每个元素；
18.步骤205.检测s(k)是否大于第一阈值t1，若是，执行步骤206，否则执行步骤212；
19.步骤206.将第k个和k 1个滑窗内数字回波信号分别做fft变换，得到f0(n)和f1(n)；
20.步骤207.分别找到序列f0(n)和f1(n)最大值点，记为f0(e0)、f1(e1)；
21.步骤208.若两个最大值点偏差超过第二阈值t2，则执行步骤211，否则执行步骤209；
22.步骤209.分别计算最大值点f0(e0)、f1(e1)所在包络差异；
23.步骤210.若两个最大值所在包络差异的差值大于第三阈值t3，则执行步骤211，否则执行步骤212；
24.步骤211.设干扰标志位i＝1；
25.步骤212.k＝k 1；
26.步骤213.若当前滑窗所有元素未遍历完，则执行步骤205，否则执行步骤204。
27.更进一步地，所述步骤203包括：
28.通过公式s(n)＝a(n 1)-a(n)，n∈{1,[(n
c-l)/n
w-1]}将和序列a(n)中后一个元素减当前元素得到差序列s(n)，遍历差序列s(n)中的每个元素；其中，nc为单chirp周期采样点总数，l为滑窗长度，nw为滑动距离。
[0029]
更进一步地，所述步骤209包括：
[0030]
分别计算最大值点f0(e0)、f1(e1)所在包络差异，即，
[0031]
b1＝(2
·
n1 1)
×
f0(e0)-sum(f0(e
0-n1,e0 n1))
[0032]
b2＝(2
·
n1 1)
×
f1(e1)-sum(f1(e
1-n1,e1 n1))
[0033]
其中，n1表示检测包络点数。
[0034]
更进一步地，所述步骤3包括：
[0035]
步骤31.设置总的侦察周期为m
ic
个侦察周期，单个侦察周期的雷达混频信号为其中，其中f0为雷达所在频段起始频率，br为雷达所在频段带宽，t为单个侦察周期的时长；
[0036]
步骤32.初始化二维侦察数组z(m,n)，m为侦察周期数，n为单周期采样点序号；
[0037]
步骤33.对每个侦察周期的数字侦察信号y(n),n∈{1,n
ic
}进行检测，其中n
ic
为单侦察周期采样点数；
[0038]
步骤34.初始化单侦察周期采样点序号n＝0；
[0039]
步骤35.对每个采样点，检测其是否大于第四阈值t4且为极大值点，若是，执行步
骤36，否则执行步骤37；
[0040]
步骤36.将二维侦察数组z中对应位置的点置1，干扰点数ni＝ni 1。
[0041]
步骤37.n＝n 1。
[0042]
步骤38.判断是否遍历单个侦察周期，若遍历完成执行步骤39，否则执行步骤35。
[0043]
步骤39.m＝m 1。
[0044]
步骤310.判断是否遍历所有侦察周期，若遍历完成则得到二维侦察数组z，干扰点数ni，否则执行步骤33。
[0045]
更进一步地，所述步骤35包括：
[0046]
通过公式y(n)》t4&y(n)》y(n 1)&y(n)》y(n-1)对每个采样点，检测其是否大于第四阈值t4且为极大值点。
[0047]
更进一步地，所述步骤4包括：
[0048]
步骤41.初始化干扰目标计数参数n＝0；
[0049]
步骤42.遍历每一个干扰点；
[0050]
步骤43.对于当前二维侦察数组z(m,n)检测干扰点，检测其下侦察一周z(m 1,n)对应频率是否为0，若为0，则执行步骤46，否则执行步骤44；
[0051]
步骤44.形成干扰描述字，干扰起始频率f0等于干扰截止频率f1；
[0052]
步骤45.统计后续多个侦察周期的连续干扰点，记录干扰时宽ti，对所有干扰点的幅值取均值，记录为干扰强度ai；
[0053]
步骤46.对于二维侦察数组z(m,n)，检测其下一侦察周期的干扰频率相近频率z(m 1,n n1)和z(m 1,n-n1)是否为0，若是，则执行步骤47，否则执行步骤48，其中，n1为相近频率范围；
[0054]
步骤47.判定该干扰点为虚警点，执行步骤42；
[0055]
步骤48.形成干扰描述字，记录干扰起始频率f0；
[0056]
步骤49.估计干扰信号调频斜率
[0057]
步骤410.根据干扰信号调频斜率ki估计其他干扰点，记录干扰信号截止频率f1，信号时宽ti，取该干扰信号所有干扰点幅度均值作为干扰强度ai；
[0058]
步骤411.n＝n 1；
[0059]
步骤412.若n《ni，则执行步骤43，否则输出所有的干扰描述字。
[0060]
更进一步地，所述步骤44包括：
[0061]
形成干扰描述字，干扰起始频率f0等于干扰截止频率f1，即
[0062][0063]
其中，fs为采样频率。
[0064]
更进一步地，所述步骤5包括：
[0065]
步骤53.读取步骤4的干扰描述字；
[0066]
步骤54.读取探测信号参数；
[0067]
步骤55.若雷达工作带宽中存在清洁区频段，则执行步骤56，否则执行步骤57；
[0068]
步骤56.调整探测信号起始频率至清洁区起始频率，其他探测信号参数不变；
[0069]
步骤57.根据干扰描述字中干扰信号强度和频点，找到干扰信号强度低于预设值、干扰频点重合低于预设量的频段，调整探测信号的起始频率至该频段的起始频率；
[0070]
步骤58.读取探测信号带宽内所有干扰信号的调频斜率，调整探测信号的调频斜率为干扰信号斜率以外的斜率。
[0071]
本发明的优点在于：
[0072]
(1)本发明通过干扰信号检测方法检测干扰信号，对每个周期数字侦察信号中是否存在干扰点进行判断并标记，根据所有干扰点的采样点序号及所在侦察周期号形成干扰描述字，根据干扰信号描述字，设计下一帧发射信号形式及波形参数，从而在下一帧有效避开干扰频段，能够及时进行抗干扰处理，计算量小，抗干扰效率高。
[0073]
(2)本发明通过增加侦察模式，即检测探测信号中是否存在干扰，若存在才开启侦察模式，避免频繁侦察导致的计算成本的增加，其次，通过增加侦察模式完成了雷达工作频段内干扰信号的侦察，通过设计侦察模式的混频信号为锯齿波线性调频信号，可以在单侦察周期内快速完成雷达工作频段的侦察工作，通过多侦察周期，可以完成对雷达工作频段内干扰信号变化情况的侦察工作。
[0074]
(3)本发明通过设计侦察模式的混频信号为锯齿波线性调频信号，侦察周期设计更灵活，可在短时间内对最大工作带宽完成多次侦察，可显著减少侦察检测算法的计算量。灵活的侦察周期对于复杂雷达工作模式具有更高的兼容性。另外，对于干扰信号频率的计算，本发明仅须利用回波时延直接计算，不需要像现有技术那样将回波数据转换到频域，从而可有效降低计算量。
[0075]
(4)本发明通过干扰信号参数测量，动态优化发射信号形式和参数。相较于大部分固定发射信号形式和参数的雷达，可通过动态调整发射波形形式和参数避免或减少车载毫米波雷达间相互干扰。从而可减低雷达功能报警的虚警率，提升雷达功能报警的准确率。
附图说明
[0076]
图1为本发明实施例所公开的一种车载毫米波雷达抗干扰方法的流程图；
[0077]
图2为本发明实施例所公开的一种车载毫米波雷达抗干扰方法中干扰检测的流程图；
[0078]
图3为本发明实施例所公开的一种车载毫米波雷达抗干扰方法中侦察信号检测的流程图；
[0079]
图4为本发明实施例所公开的一种车载毫米波雷达抗干扰方法中侦察信号处理的流程图；
[0080]
图5为本发明实施例所公开的一种车载毫米波雷达抗干扰方法中探测信号波形设计流程图。
具体实施方式
[0081]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0082]
实施例1
[0083]
如图1所示，本发明提供一种车载毫米波雷达抗干扰方法，该方法可以应用于车辆中，该车辆应包括至少一个毫米波雷达。如图1所示，该方法包括如下步骤：
[0084]
s1.雷达探测信号发射及接收
[0085]
本实施例雷达发射探测信号，接收信号经放大、混频、滤波等处理后，经adc模块转换为数字回波信号。
[0086]
s2.干扰信号检测：对每个调频周期的数字回波信号进行干扰信号检测，以判定是否存在干扰信号。当不存在干扰信号时，执行步骤s5；当存在干扰信号时，执行步骤s3，以实现对雷达工作频段干扰信号侦察的目的。如图2所示，干扰信号检测的方法，具体包括：
[0087]
s201.首先，设第m个chirp周期对应的数字回波信号x(t)，t∈{1,nc}，其中nc为单chirp周期采样点总数。设置滑窗长度为l，滑动距离为nw，将单个chirp周期adc采样得到的数字信号分为(n
c-l)/nw个滑窗序列w(nw,nc)，其中nw∈{1,(n
c-l)/nw}为滑窗编号，nc∈{1,l}为滑窗内采样点序号。
[0088]
s202.对每个滑窗序列中的所有元素求和得到和序列a(n)，即
[0089][0090]
s203.将和序列a(n)中后一个元素减当前元素得到差序列s(n)，即
[0091]
s(n)＝a(n 1)-a(n)，n∈{1,[(n
c-l)/n
w-1]}
[0092]
遍历差序列s(n)中的每个元素，循环数为(n
c-l)/n
w-1。
[0093]
s204.令k＝0；遍历滑窗内的每个元素，循环数为l。
[0094]
s205.检测s(k)是否大于第一阈值t1，如差序列中元素大于第一阈值t1，则执行s206，若差序列中元素小于等于第一阈值t1，则执行s212，即检测下一个元素。
[0095]
s206.将第k个和k 1个滑窗内数字回波信号(w(k,nc)和w(k 1,nc))做fft变换，得到f0(n)和f1(n)。
[0096]
s207.分别找到序列f0(n)和f1(n)最大值点，记为f0(e0)、f1(e1)。
[0097]
s208.若两个最大值点(e0、e1)偏差超过第二阈值t2，则执行步骤s211，若小于等于第二阈值t2，则执行步骤s209。
[0098]
s209.计算最大值点(f0(e0)、f1(e1))所在包络差异，即，
[0099]
b1＝(2
·
n1 1)
×
f0(e0)-sum(f0(e
0-n1,e0 n1))
[0100]
b2＝(2
·
n1 1)
×
f1(e1)-sum(f1(e
1-n1,e1 n1))
[0101]
其中，n1表示检测包络点数。
[0102]
s210.若两个最大值所在包络差异的差值大于第三阈值t3，即|b
1-b2|》t3，则执行步骤s211，否则执行步骤s212。
[0103]
s211.设干扰标志位i＝1；
[0104]
s212.k＝k 1；
[0105]
s213.若当前滑窗所有元素未遍历完，即k＜l，则执行步骤s205，否则执行步骤s204。
[0106]
s3.侦察信号检测：关闭雷达发射通道，开启雷达接收通道，设置雷达混频信号为锯齿型线性调频信号，干扰信号通过接收天线进入雷达接收机，经放大、混频、滤波后得到
侦察中频信号，经adc转换为数字侦察信号，对每个周期数字侦察信号中是否存在干扰点进行判断，并标记干扰点的采样点序号及所在侦察周期号，形成二维侦察数组。如图3所示，步骤s3侦察信号检测方法，具体包括：
[0107]
s31.设置总的侦察周期为m
ic
个侦察周期，单个侦察周期的雷达混频信号为其中，其中f0为雷达所在频段起始频率，br为雷达所在频段带宽，t为单个侦察周期的时长。
[0108]
s32.设二维侦察数组z(m,n)，其中m为侦察周期数，n为单周期采样点序号。初始化侦察数组z中所有元素为0，初始化干扰信号数ni＝0，初始化侦察周期数m＝0。
[0109]
s33.对每个侦察周期的数字侦察信号y(n),n∈{1,n
ic
}进行检测，其中n
ic
为单侦察周期采样点数。
[0110]
s34.初始化单侦察周期采样点序号n＝0。
[0111]
s35.对每个采样点，检测其是否大于第四阈值t4且为极大值点，即
[0112]
y(n)》t4&y(n)》y(n 1)&y(n)》y(n-1)
[0113]
则执行步骤s36，否则执行步骤s37。
[0114]
s36.将二维数组z中对应位置的点置1，干扰点数ni＝ni 1。
[0115]
s37.n＝n 1。
[0116]
s38.判断是否遍历单个侦察周期，若遍历完成执行步骤s39，否则执行步骤s35。
[0117]
s39.m＝m 1。
[0118]
s310.判断是否遍历所有侦察周期，若遍历完成则得到二维侦察数组z，干扰点数ni，否则执行步骤s33。
[0119]
s4.干扰参数测量：根据步骤s3中所有干扰点的采样点序号及所在侦察周期号，判定是否为干扰信号，并测量干扰信号参数，形成干扰信号描述字。如图4所示，步骤s4的具体过程包括：
[0120]
s41.读取步骤s3得到的侦察数组z，干扰点数ni，初始化干扰目标计数参数n＝0。
[0121]
s42.遍历每一个干扰点，循环数为ni。
[0122]
s43.对于当前二维侦察数组z(m,n)检测干扰点，检测其下侦察一周z(m 1,n)对应频率是否为0，若z(m 1,n)为0，则执行步骤s46，否则执行步骤s44。
[0123]
s44.形成干扰描述字，干扰起始频率f0等于干扰截止频率f1，即
[0124][0125]
其中，fs为采样频率。
[0126]
s45.统计后续多个侦察周期的连续干扰点，记录干扰时宽ti，对所有干扰点的幅值取均值，记录为干扰强度ai。
[0127]
s46.对于二维侦察数组z(m,n)，检测其下一侦察周期的干扰频率相近频率z(m 1,n n1)或z(m 1,n-n1)是否为0，其中，n1为相近频率范围，若z(m 1,n n1)且z(m 1,n-n1)为0，则执行步骤s47，否则执行步骤s48。
[0128]
s47.判定该干扰点为虚警点，执行步骤s42。
[0129]
s48.形成干扰描述字，记录干扰起始频率
[0130]
s49.估计干扰信号调频斜率
[0131]
s410.根据干扰信号调频斜率ki估计其他干扰点，记录干扰信号截止频率f1，信号时宽ti，取该干扰信号所有干扰点幅度均值作为干扰强度ai。
[0132]
s411.n＝n 1
[0133]
s412.若n《ni，则执行s43，否则输出所有的干扰描述字。
[0134]
s5.探测信号设计：根据步骤s2结果，若回波信号中无干扰信号，则探测信号参数不变；若回波信号中存在干扰信号，则读取步骤s4干扰信号描述字，根据干扰信号描述字，设计下一帧发射信号形式及波形参数，以减少干扰信号对下一帧探测信号的影响。如图5所示，步骤s5的具体过程包括：
[0135]
s51.读取步骤s2干扰信号检测的结果，若检测到探测信号被干扰，则执行步骤s52，否则执行步骤s53。
[0136]
s52.不改变探测信号波形参数。
[0137]
s53.读取步骤s4干扰描述字。
[0138]
s54.读取探测信号参数。
[0139]
s55.若雷达工作带宽中存在无干扰频段，则执行步骤s56，否则执行步骤s57。这一步骤的主要目的是在无干扰频段存在的情况下，执行s56，将雷达工作带宽移入无干扰频段。
[0140]
s56.调整探测信号起始频率至无干扰频段的起始频率。其他探测信号参数不变。
[0141]
s57.根据干扰描述字中干扰信号强度和频点，找到干扰信号强度较弱、干扰频点重合较少的频段，调整探测信号的起始频率至该频段的起始频率。
[0142]
s58.读取探测信号带宽内所有干扰信号的调频斜率，调整探测信号的调频斜率以避开干扰信号斜率。
[0143]
通过以上技术方案，本发明通过干扰信号检测方法检测干扰信号，对每个周期数字侦察信号中是否存在干扰点进行判断并标记，根据所有干扰点的采样点序号及所在侦察周期号形成干扰描述字，根据干扰信号描述字，设计下一帧发射信号形式及波形参数，从而在下一帧有效避开干扰频段，能够及时进行抗干扰处理，抗干扰效率高。
[0144]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。