[发明专利]一种毫米波雷达二维角度计算方法、装置及相关设备

权利要求书

1.一种毫米波雷达二维角度计算方法，其特征在于，包括：

从目标虚拟阵列中选取若干虚拟阵元以构成三组目标阵元，其中，所述目标虚拟阵列分别在水平方向和竖直方向上均匀排布，第一组目标阵元包括至少两个在同一水平方向上的虚拟阵元，第二组目标阵元包括至少两个在同一竖直方向上的虚拟阵元，第三组目标阵元包括至少两个不在同一水平方向、且不在同一竖直方向上的虚拟阵元；

基于所述第一组目标阵元中各虚拟阵元的回波数据矩阵，确定各目标在水平方向的第一角度集合，基于所述第二组目标阵元中各虚拟阵元的回波数据矩阵，确定所述各目标在竖直方向的第二角度集合，以及基于所述第三组目标阵元中各虚拟阵元的回波数据矩阵，确定所述各目标在斜向的第三角度集合，其中，所述第一角度集合、所述第二角度集合和所述第三角度集合所包含的元素的个数相等，且均为目标的个数；

基于回波信号的计算公式、所述第一角度集合、所述第二角度集合和所述第三角度集合，确定所述各目标的角度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于回波信号的计算公式、所述第一角度集合、所述第二角度集合和所述第三角度集合，确定所述各目标的角度的过程，包括：

依据下述方程式完成所述第一角度集合中的第一角度和所述第二角度集合中的第二角度的匹配，得到互相匹配的角度组合：

将每一角度组合确定为一目标的角度，每一角度组合包括一个第一角度和一个第二角度；

其中，为所述第三组目标阵元中相邻目标阵元在水平方向上的距离，为所述第三组目标阵元中相邻目标阵元在竖直方向上的距离，为所述第一角度集合中的第一角度，为所述第二角度集合中的第二角度，为所述第三角度集合中的第三角度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据下述方程式完成所述第一角度集合中的第一角度和所述第二角度集合中的第二角度的匹配的过程，包括：

构造矩阵，通过下述方程式计算得到矩阵中的每个元素：

构造向量列表，通过下述方程式计算得到向量列表中的每个向量：

针对每一，确定与所述的值最接近的目标，并将目标中的和确定为互相匹配的角度组合；

其中，为所述目标的个数，为所述第一角度集合中的第一角度，为所述第二角度集合中的第二角度，为所述第三角度集合中的第三角度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一组目标阵元中各虚拟阵元的回波数据矩阵，确定目标在水平方向的第一角度集合的过程，包括：

对所述第一组目标阵元中各虚拟阵元的各回波数据矩阵进行二维快速傅里叶变换2D-FFT，得到距离-多普勒谱矩阵；

对所述距离-多普勒谱矩阵进行非相关累积处理，得到累积之后的距离-多普勒谱矩阵；

对所述累积之后的距离-多普勒谱矩阵进行恒虚警CFAR检测，得到目标的距离和速度索引；

基于所述距离-多普勒谱矩阵以及目标的距离和速度索引，确定目标的第一角度集合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标虚拟阵列为一矩形阵列，所述从目标虚拟阵列中选取若干虚拟阵元以构成三组目标阵元的过程，包括：

由目标虚拟阵列中任意一行中的各虚拟阵元构成第一组目标阵元；

由目标虚拟阵列中任意一列中的各虚拟阵元构成第二组目标阵元；

由目标虚拟阵列中的对角线或副对角线上的各虚拟阵元构成第三组目标阵元。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标虚拟阵列为非矩形阵列，所述从目标虚拟阵列中选取若干虚拟阵元以构成三组目标阵元的过程，包括：

从目标虚拟阵列中确定虚拟阵元数目最多的一行，由所述行中的各虚拟阵元构成第一组目标阵元；

从目标虚拟阵列中确定虚拟阵元数目最多的一列，由所述列中的各虚拟阵元构成第二组目标阵元；

从目标虚拟阵列中确定不在同一行且不在同一列的多个虚拟阵元，所述多个虚拟阵元的中心连成一直线，所述多个虚拟阵元中的相邻阵元在水平方向上的间隔一致，且所述多个虚拟阵元中的相邻阵元在竖直方向上的间隔一致。