[发明专利]一种基于动态CFAR的车载毫米波雷达遮挡检测方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于动态CFAR的车载毫米波雷达遮挡检测方法及系统，以不同场景雷达回波对应的RD map作为输入，预先量化遮挡检测算法开发所依赖雷达系统的目标检测性能，确定不同CFAR检测点数的遮挡置信度，进而统计毫米波雷达电磁波传播路径上的保险杠有、无遮挡时，一定时间范围内的CFAR检测结果，并结合已获得的遮挡置信度，分别计算两种遮挡状态下的遮挡置信度总和，获得有、无遮挡两个条件下的遮挡特征边界，并基于此确定遮挡与否的置信度总和阈值，从而将该阈值作为遮挡检测算法的输入，完成对毫米波雷达遮挡情况的自适应判断，实现毫米波雷达遮挡实时自检测与遮挡报警功能，且该方法鲁棒性强，有效保证了车载毫米波雷达系统对环境的感知能力。

技术领域

本发明涉及车载信息技术领域，尤其是涉及一种基于动态CFAR的车载毫米波雷达遮挡检测方法及系统。

背景技术

毫米波雷达具有体积小、质量轻、空间分辨率高和全天候(大雨天除外)全天时等特点，尤其对于调频连续波（Frequency Modulation Continuous Wave，FMCW）雷达，因其测距无盲区、易于实现小型化等优点，在汽车领域备受青睐，成为汽车对周围环境感知的重要器件之一。然而，车载毫米波雷达装车使用过程中，由于其电磁波传播路径上的车身部分容易被湿雪、污泥或其他物体覆盖，导致雷达表征为被遮挡，进而导致雷达对目标的检测性能受损，严重遮挡时，雷达完全失去对周围环境目标的检测能力，使雷达系统不能为本车提供或提供错误的环境感知信息与决策，存在行车危险。针对此问题，一种较为常用且易于实现的遮挡检测算法为，对一帧雷达回波进行CFAR目标检测后，统计绝对静止物体所在速度维度（车速附近多普勒维度）上通过恒虚警（Constant False Alarm Rate，CFAR）检测的点数，基于检测到的点数多少，同时与一个预先设定的阈值点数进行比较，如果大于设定阈值，则认为雷达不被遮挡，否则认为雷达被遮挡，并将该帧的判断结果作为遮挡检测的最终结果直接显示。这种方法简单，但遮挡检测判断所需阈值的设置很大程度上受到雷达信号质量和雷达系统稳定性波动的影响，即使这个波动对系统的目标检测功能没有明显的影响，但是都有可能使得CFAR点数不在阈值所划分的范围内，导致遮挡检测失败。其次，每一个遮挡检测输出结果中，用于分析的数据时间周期短、统计数量少，CFAR点数值不具有代表性。第三，对于某些特殊环境，如空旷场景，因为环境中可被毫米波雷达检测的绝对静止目标数量少或几乎没有，且在一定时间范围内，即使有运动目标引入，但环境中的绝对静止目标数量始终保持较少或几乎没有，导致未被遮挡情况下，检测结果持续为遮挡，出现误报警的不期待情况。从这几点看到，采用单帧回波的局部CFAR检测点数与绝对的阈值进行比较从而做出是否遮挡判断的方法往往使得算法鲁棒性差，影响遮挡检测的最终结果，导致产生遮挡检测误报警或遮挡检测漏报。

发明内容

本发明提出了一种基于动态CFAR的车载毫米波雷达遮挡检测方法及系统，以应用FMCW的车载毫米波雷达为研究基础，提出通过对多帧数据的全速度维度CFAR输出点数进行加权求和的优化方法，对毫米波雷达的遮挡情况进行判断，从而实现车载毫米波雷达的遮挡自诊断功能。

具体为：

一种基于动态CFAR的车载毫米波雷达遮挡检测方法，包括以下步骤，

S1：统计现有雷达目标检测算法在不同场景、不同遮挡状态下所能检测到的点数，寻找雷达系统目标检测性能的先验值；

S2：根据先验值为不同的CFAR输出点数赋予P个离散遮挡置信度α，α∈（0，1）；

S3：计算毫米波雷达正前方保险杠处有直接异物覆盖的遮挡情况下的CFAR检测点数加权求和的下限；和计算毫米波雷达正前方保险杠处无直接异物覆盖情况下的CFAR检测点数加权求和的上限；根据所述下限和所述上限，计算阈值；

S4：采集实时雷达回波，根据所述阈值，判断当前雷达是否处于遮挡状态，若是，则启动遮挡报警；否则，继续新一轮遮挡检测。