Multi-Mode DOA Estimation AND Relax Super Resolution DOA

news2024/9/24 21:20:36

之前看到加特兰的新品发布会上,PPT写的一些算法信号处理流程图,这里记录学习一下自己的思考: 

原始数据采样+数据预处理+距离维FFT+通道间DDMA数据分离+非相干累计+RV-MAP coarse-cfar +fine CFAR(multi-Mode DOA Estimation):

舱内的CPD信号处理流程多了帧间FFT以及Relax测角策略:

  1. 对方位角度DBF
  2. 估计目标数量
  3. 单目标直接输出角度
  4. 双目标使用DML测角
  5. 多目标使用Relax测角
  6. 方位俯仰角度结果合并

加特兰所谓的Key Technologies-Multi-Mode DoA Estimation,就是要根据DBF/FFT角度谱的某些特征就行判决,看是否需要使用超分辨算法。

下面介绍一些描述这种策略的专利资料:

Ref1 : CN 113325362 A

本发明适用于毫米波雷达技术领域,提供了一种毫米波雷达的角度超分辨方法、装置及终端设备,该方法包括:获取毫米波雷达的回波数据,并根据回波数据获得毫米波雷达相对目标的角度谱;对角度谱进行谱峰搜索,获得角度谱对应的谱峰数目和谱峰位置;若谱峰数目等于第一预设值,则获得角度谱对应的目标数目估计值;若目标数目估计值不等于第一预设值,则根据谱峰位置和毫米波雷达的天线波束宽度,获得目标对应的角度搜索区域;对角度搜索区域进行搜索,获得目标对应的角度。本发明在谱峰位置和毫米 波雷达的天线波束宽度的约束下,可以获得搜索范围大大减小的角度搜索区域,进而降低进行角度搜索的计算量,降低获得目标对应的角度的复杂度。

(就是讲clean思想的Relax超分辨策略)

这里加上Relax Super Resolution 和常规FFT的对比MATLAB仿真:

RX通道个数6,三个目标为-15,0,15°:

可以看出FFT的三个峰值融合在了一起,而Relax算法将三个角度解算了出来(虽然角度和真值存在点偏差)。利用CLEAN思想的核心代码如下:

W = exp(1i*2*pi*d_antenna / wavelength* sind(angleEst) * (0:1:antennaNum-1)).';
sig = (W' * data_new) / antennaNum;
data_new = data - W * sig;

Ref2 : CN 112415485 A

   (这篇专利相当于就是对fine cfar 结果进行目标个数判断,已是否使用超分辨算法。)

本发明适用于毫米波雷达技术领域,提供了一种毫米波雷达的角度超分辨方法、装置及终端设备,该方法包括:获取毫米波雷达的回波数据,并根据回波数据获得毫米波雷达相对目标的角度谱;对角度谱进行谱峰搜索,获得角度谱对应的谱峰数目和谱峰位置;若谱峰数目等于第一预设值,则获得角度谱对应的目标数目估计值;若目标数目估计值不等于第一预设值,则根据谱峰位置和毫米波雷达的天线波束宽度,获得目标对应的角度搜索区域;对角度搜索区域进行搜索,获得目标对应的角度。本发明在谱峰位置和毫米波雷达的天线波束宽度的约束下,可以获得搜索范围大大减小的角度搜索区域,进而降低进行角度搜索的计算量,降低获得目标对应的角度的复杂度。

后面可以整理一下常见的二分类算法。

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