本發(fā)明涉及車載毫米波雷達(dá)領(lǐng)域，尤其涉及一種車載毫米波雷達(dá)抗干擾方法及系統(tǒng)、一種車輛。

背景技術(shù)：

1、車載毫米波雷達(dá)作為高級輔助駕駛系統(tǒng)和自動駕駛領(lǐng)域的重要傳感器，其能夠在雨、雪、沙塵天氣下檢測物體的位置和速度，為車輛決策和執(zhí)行系統(tǒng)提供目標(biāo)信息。實(shí)際應(yīng)用中，毫米波雷達(dá)接收信號往往帶有干擾信號，例如來自于非感興趣目標(biāo)的回波信號、來自于其它車載毫米波雷達(dá)的發(fā)射信號，在干擾信號的影響下，毫米波雷達(dá)往往無法對目標(biāo)的位置和運(yùn)動信息進(jìn)行切實(shí)有效的檢測，繼而影響后續(xù)的決策和執(zhí)行結(jié)果。

2、目前車載毫米波雷達(dá)的抗干擾技術(shù)聚焦于改進(jìn)信號處理算法，以獲得只包含感興趣目標(biāo)信息的信號，基本思路為在時域或頻域中估計干擾信號的特征，并用濾波方法將干擾信號從接收信號中剔除，來提高目標(biāo)檢測的準(zhǔn)確性。此類方法只能抑制特定類型的有源干擾，當(dāng)接收信號的信噪比較低時，較難將干擾信號完全從接收信號中剔除，導(dǎo)致抗干擾性能欠佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服毫米波雷達(dá)輸出信號抗干擾能力較差的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠直接抑制接收信號中干擾信號的抗干擾方法。

2、具體的，本發(fā)明公開了一種車載毫米波雷達(dá)抗干擾的方法，包括：

3、車載毫米波雷達(dá)的天線陣列包括m個發(fā)射天線和n個接收天線，構(gòu)成m×n陣元；

4、所述車載毫米波雷達(dá)接收k+1個初始信號，包括k個干擾信號和1個目標(biāo)信號，所述n個接收天線相應(yīng)接收n路接收信號；

5、根據(jù)對應(yīng)的n個初始權(quán)重因子調(diào)整所述n路接收信號，生成n路第一信號；

6、將所述n路第一信號與所述毫米波雷達(dá)的發(fā)射信號進(jìn)行混合，得到n路數(shù)字信號，將所述n路數(shù)字信號求和得到輸出信號；

7、計算所述輸出信號的協(xié)方差矩陣y，所述輸出信號的協(xié)方差矩陣y為期望信號協(xié)方差矩陣s、干擾信號協(xié)方差矩陣j和噪聲分量信號協(xié)方差矩陣n之和，所述輸出信號的協(xié)方差矩陣y沿x軸方向和y軸方向的導(dǎo)向矢量分別為am(θx，k)和an(θy，k)，k∈{1，2，…k}，所述x軸方向?yàn)樗鲕囕d毫米波雷達(dá)的安裝位置的法線方向，y軸為與所述法線垂直的俯仰方向；

8、計算所述目標(biāo)信號的波達(dá)方向估計值和其中，θx，0和θy，0分別為所述目標(biāo)信號相對于x軸和y軸的到達(dá)角；

9、構(gòu)造原子范數(shù)最小化問題，迭代賦值給θx，0和θy，0，重建所述干擾信號協(xié)方差矩陣j；

10、計算所述干擾信號協(xié)方差矩陣j的恢復(fù)值；

11、計算n路接收信號對應(yīng)的自適應(yīng)權(quán)重向量w，所述自適應(yīng)權(quán)重向量w的每一元素對應(yīng)所述n路接收信號的權(quán)重因子；

12、根據(jù)所述權(quán)重因子調(diào)整所述n路接收信號，得到更新后的n路第一信號，將所述更新后的n路第一信號與發(fā)射信號進(jìn)行混合，得到更新后的n路數(shù)字信號，將所述更新后的n路數(shù)字信號求和得到更新后的輸出信號。

13、優(yōu)選的，計算所述目標(biāo)信號的波達(dá)方向估計值和包括：

14、對所述協(xié)方差矩陣y進(jìn)行奇異值分解，得到y(tǒng)＝uλuh，其中u＝[u0，…，uk]，為對角陣，[u0]為所述目標(biāo)信號對應(yīng)的特征向量，為所述干擾信號對應(yīng)的特征向量；

15、在水平和俯仰方向上分別設(shè)置角度搜索范圍[-π，π]，角度間隔為δθ，以網(wǎng)格劃分的方式，優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)(1)和目標(biāo)函數(shù)(2)，得到所述目標(biāo)信號的波達(dá)方向估計值和

16、

17、其中，am(θx)為所述天線陣列沿x軸的流型矩陣，an(θy)為所述天線陣列沿y軸的流型矩陣。

18、優(yōu)選的，構(gòu)造原子范數(shù)最小化問題，迭代賦值給θx，0和θy，0，重建所述干擾信號協(xié)方差矩陣j，包括：

19、s1：構(gòu)造如下原子范數(shù)最小化問題，重構(gòu)所述干擾信號協(xié)方差矩陣j：

20、

21、其中，

22、

23、s2：利用三步交替迭代優(yōu)化方法求解所述原子范數(shù)最小化問題：

24、s2.1：固定θx，0和θy，0并優(yōu)化變量x，s0，ux，uy，將上一次迭代中估計值和賦值給θx，0和θy，0，求解第一優(yōu)化問題：

25、

26、其中，t(ux)和t(uy)分別是以向量ux和uy為第一列形成的厄爾密特toeplitz矩陣，上述優(yōu)化問題求解得到的信號功率估計值于更新接已知信號功率so；

27、s2.2：將來自于上一次迭代的估計目標(biāo)方向偏差表示為：

28、

29、求解下述第二優(yōu)化問題，以獲得當(dāng)前迭代下的θx，0：

30、

31、其中，是a′m(θ)在處的導(dǎo)數(shù)；

32、求解所述第二優(yōu)化問題后，得到偏差角δθx，0的估計值，更新所述為：

33、s2.3：使用s2.1和s2.2中確定的估計目標(biāo)信號和給so和θx，0賦值，并優(yōu)化變量x，δθy，0，ux，uy；

34、求解第三優(yōu)化問題獲得

35、

36、求解所述第三優(yōu)化問題，得到偏差角δθy，0的估計值，更新為

37、當(dāng)滿足迭代停止，其中，和分別是s2.1和s2.2的估計值，δ為常數(shù)參數(shù)。

38、優(yōu)選的，計算所述干擾信號協(xié)方差矩陣j的恢復(fù)值，包括：

39、

40、其中，ux和uy是最后一次迭代中的優(yōu)化變量值。

41、優(yōu)選的，計算自適應(yīng)權(quán)重向量w，包括：

42、

43、其中，[·]-1表示矩陣的逆。

44、本發(fā)明的另一方面，公開了一種車載毫米波雷達(dá)抗干擾系統(tǒng)，應(yīng)用如上任一所述的車載毫米波雷達(dá)抗干擾的方法。

45、優(yōu)選的，包括：m個發(fā)射天線和n個接收天線，構(gòu)成m×n天線陣列；n個移相器、n個數(shù)字信號生成模塊和抑制干擾模塊；

46、所述接收天線用于接收k+1個初始信號，包括k個干擾信號和1個目標(biāo)信號，所述n個接收天線相應(yīng)接收n路接收信號；

47、所述n個移相器與所述n個接收天線分別對應(yīng)，用于接收所述n路接收信號，用于根據(jù)對應(yīng)的n個初始權(quán)重因子調(diào)整所述n路接收信號，生成n路第一信號；

48、所述n個數(shù)字信號生成模塊與所述n個移相器分別對應(yīng)，用于分別接收所述n路第一信號，并將所述n路第一信號與所述毫米波雷達(dá)的發(fā)射信號混合，轉(zhuǎn)換成n路數(shù)字信號，并用于對所述n路數(shù)字信號求和得到輸出信號；

49、所述抑制干擾模塊用于接收所述輸出信號，迭代計算所述n路接收信號的權(quán)重因子，將所述權(quán)重因子發(fā)送至所述n路移相器；

50、所述n路移相器用于根據(jù)所述權(quán)重因子，輸出相應(yīng)的n路第一信號。

51、優(yōu)選的，還包括信號處理模塊，用于將所述輸出信號依次進(jìn)行傅里葉變換、恒虛警檢測和超分辨角度估計處理。

52、本發(fā)明還公開了一種車輛，包括如上任一所述的車載毫米波雷達(dá)抗干擾系統(tǒng)。

53、比于現(xiàn)有技術(shù)從接收信號中抑制干擾的方法，本發(fā)明通過移相器和自適應(yīng)抑制干擾模塊直接抑制接收信號中的干擾信號，獲得不包含干擾信息的輸出信號，實(shí)時地為后續(xù)信號處理及數(shù)據(jù)處理任務(wù)提供更加準(zhǔn)確的目標(biāo)信息。