[发明专利]等效多快拍的4D毫米波雷达测角方法、装置及相关设备

权利要求书

1.一种等效多快拍的4D毫米波雷达测角方法，其特征在于，包括：

基于二维收发阵列中各接收天线接收到的回波数据矩阵，确定二维测角矩阵，所述二维测角矩阵包含各目标的位置和速度信息；

从所述二维测角矩阵中确定包含实际阵元的数量最多的目标行，并利用数字波束成形DBF对所述目标行进行处理，得到各目标在水平方向上的水平角集合，其中，每一所述阵元对应有一发射天线和一接收天线；

从所述二维测角矩阵中确定包含实际阵元的数量最多、且包含实际阵元的数量相同的多个目标列，并利用多快拍超分辨测角方法对所述多个目标列进行处理，得到各目标在竖直方向上的俯仰角集合；

对所述水平角集合中的各水平角和所述俯仰角集合中的各俯仰角进行匹配，得到各目标的角度信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于二维收发阵列中各接收天线接收到的回波数据矩阵，确定二维测角矩阵的过程，包括：

对各回波数据矩阵进行二维快速傅里叶变换2D-FFT，得到各距离-多普勒谱；

对所述距离-多普勒谱进行非相关累积处理，得到累积后的距离-多普勒谱；

对各累积后的距离-多普勒谱进行恒虚警率CFAR检测，得到各目标的距离和速度索引；

基于所述各距离-多普勒谱以及所述各目标的距离和速度索引，确定二维测角矩阵。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用数字波束成形DBF对所述目标行进行处理，得到各目标在水平方向上的水平角集合的过程，包括：

基于水平方向上预设的测角范围，确定第一角度集合；

基于所述二维收发阵列的阵元排布，确定所述目标行的第一导向矢量；

基于所述第一导向矢量和所述第一角度集合，确定第一导向矢量矩阵；

利用数字波束成形方法对所述第一导向矢量矩阵和由所述目标行的各元素构成的一维向量进行相乘处理，得到一维DBF结果；

获取所述一维DBF结果中的多个局部峰值，得到各目标在水平方向上的水平角集合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用多快拍超分辨测角方法对所述多个目标列进行处理，得到各目标在竖直方向上的俯仰角集合的过程，包括：

基于所述多个目标列中的各元素，生成信号协方差矩阵；

基于竖直方向上预设的测角范围，确定第二角度集合；

基于所述二维收发阵列的阵元排布，确定每一目标列的第二导向矢量；

基于每一目标列的第二导向矢量和所述第二角度集合，确定第二导向矢量矩阵；

利用最小均方无畸变响应方法MVDR对所述信号协方差矩阵和所述第二导向矢量矩阵进行处理，得到一维MVDR结果；

获取所述一维MVDR结果中的多个局部峰值，得到各目标在竖直方向上的俯仰角集合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述水平角集合中的各水平角和所述俯仰角集合中的各俯仰角进行匹配，得到各目标的角度信息的过程，包括：

利用所述二维测角矩阵的各元素生成一维向量，得到一维测角向量；

基于所述二维收发阵列的阵元排布，确定所述一维测角向量对应的第三导向矢量；

对所述水平角集合中的各水平角和所述俯仰角集合中的各俯仰角进行两两组合，得到各角度组合：

基于所述一维测角向量、所述第三导向矢量和各角度组合构建压缩感知模型：

其中，为基于所述第三导向矢量和各角度组合构成的第三导向矩阵：

N为一维测角向量的大小，x为稀疏度为K、大小为的稀疏向量；

利用正交匹配追踪算法OMP对所述压缩感知模型进行处理，得到x中的各非零元素；

以x中的各非零元素在x中的位置作为索引，从所述各角度组合中筛选出目标组合，将各述目标组合确认为各目标的角度信息。