[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

说明书

本申请公开了一种毫米波雷达二维角度计算方法、装置及相关设备，该方法包括：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；基于每一组目标阵元中各虚拟阵元的回波数据矩阵，确定各目标在相应方向上的角度集合，得到各目标在水平方向的第一角度集合、在竖直方向的第二角度集合以及在斜向的第三角度集合；最后基于预设的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。本申请仅采用部分虚拟阵元来进行计算，很大程度地减少了非必要信息的计算，且目标虚拟阵列中阵元数目的增加不会增加计算量，计算过程简单，能够较为高效地完成目标角度的二维角度估算。

技术领域

本申请涉及毫米波雷达技术领域，更具体地说，是涉及一种毫米波雷达二维角度计算方法、装置及相关设备。

背景技术

汽车行业目前正朝着更智能的方向发展，从高级辅助驾驶系统(Advanced DriverAssistance System，ADAS)到面向更高级别的全自动驾驶，这些功能的实现离不开为决策系统提供对周边环境信息进行感知的各类传感器。毫米波雷达有着探测距离远、可以测速、可以全天时全天候工作、成本低等优势，已经成为了汽车最为核心的传感器之一。

传统的毫米波雷达传感器只具备水平维度的测角功能，自动驾驶等级的提高对传感器的要求也更高，于是催生了4D毫米波雷达。其中，4D雷达可以感知的目标物包括距离、速度、水平角度、竖直角度这四个维度的信息。相较于传统的车载毫米波雷达，4D雷达使用了二维面阵，具备了竖直向测角能力，同时两个维度的测角分辨率也更高。

二维测角需要解决的一个问题是同一个目标的水平和竖直两个方向的角度匹配，传统的2D-DOA（2-Dimention Direction of Arrival）方法是对面阵的全部行阵元和列阵元做2D-FFT（2-Dimention Fast Fourier Transform）或波束成形，之后通过找极值等方法得到目标角度以规避角度匹配的问题。这种方法所需的计算量较大，不仅需要对全部的行以及列作FFT或波束成形，而且在要在整个矩阵中找极值，当阵元数目增加时该方法的计算量是线性增长的。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种毫米波雷达二维角度计算方法、装置及相关设备，以高效地实现目标角度的计算。

为实现上述目的，本申请第一方面提供了一种毫米波雷达二维角度计算方法，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。

优选地，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；