一种毫米波雷达探测系统

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，特别涉及一种毫米波雷达探测系统。

背景技术

雷达是一种通过发射电磁波和接收回波，对目标进行探测和识别目标信息的设备，即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。毫米波雷达是工作在毫米波波段探测的雷达。毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的优点。毫米波雷达在雷达探测、高速通信、导弹制导、卫星遥感、电子对抗等军用领域均有广泛的应用，而近年来随着毫米波器件水平的提升，电路设计技术、天线技术等相关技术日益发展和不断成熟，车载毫米波雷达的应用也获得了很大的发展。

毫米波雷达是否能够稳定、可靠、准确地探测目标物与汽车安全行驶密切相关，因此需要对毫米波雷达的工作稳定性、可靠性、目标检测准确度进行全面测试；随着电子产品的发展，汽车上使用的电子产品也越来越多，零部件之间存在相互的干扰，汽车上的毫米波雷达控制器同样存在这个问题。另外汽车在实际驾驶环境中，电磁环境也是非常复杂，在机场、雷达站、发射塔等环境下，需要确认毫米波雷达的雷达波异常检测和异常处理能力；同时通信状态的验证是完成雷达探测的基础；现有的毫米波雷达探测系统存在无法根据通信评估系数判断毫米波雷达与处理器之间的通信状态，从而及时提醒用户进行处理的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种毫米波雷达探测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种毫米波雷达探测系统，包括目标模拟模块、指令输入模块、处理器、异常测试模块、稳态分析模块、数据库、报警模块、显示模块、存储模块、数据采集模块以及数据分析模块；

所述目标模拟模块用于模拟雷达侦测目标，并用于设置一个所述雷达侦测目标的目标值；

汽车行驶之前，用户通过指令输入模块输入测试指令，并将测试指令传输至处理器，所述处理器用于接收测试指令并将测试指令传输至异常测试模块；所述异常测试模块用于接收测试指令后检测毫米波雷达的雷达波异常检测和异常处理能力；

在汽车行驶过程中，所述处理器用于实时验证毫米波雷达的通信状态，获取得到毫米波雷达的通信评估系数；将通信评估系数与通信评估系数阈值相比较，得到评估信号；所述毫米波雷达与信号传输模块通信连接；

所述处理器用于将评估信号打上时间戳传输到数据库进行实时存储；

所述稳态分析模块用于对数据库内存储的带有时间戳的评估信号进行综合评价。

进一步地，所述异常测试模块包括信号发射单元、发射天线、信号接收单元以及判断单元；所述异常测试模块的具体工作步骤为：

VV1：异常测试模块接收测试指令后；毫米波雷达通过信号发射单元发射检测信号，同时发射天线用于发射干扰信号以对所述检测信号进行电磁波干扰；

VV2：信号接收单元用于接收所述雷达侦测目标对所述检测信号进行回波反射的回波反射信号，并根据所述回波反射信号输出雷达侦测目标的实测值；

VV3：判断单元用于判断所述雷达侦测目标的实测值与目标值是否一致；具体为：

VV31：获取雷达侦测目标的实测值与目标值；所述目标值包括所述雷达侦测目标的目标距离和目标速度；所述实测值包括所述雷达侦测目标的实测距离和实测速度；

将目标距离与实测距离进行差值计算获取得到误差距离并标记为W1；将目标速度与实测速度进行差值计算获取得到误差速度并标记为W2；

VV32：利用公式

VV33：将误差系数WX与对应的误差系数阈值相比较；

若误差系数WX≤误差系数阈值，则判定实测值与目标值一致；生成正常信号；

若误差系数WX＞误差系数阈值，则判定实测值与目标值不一致，生成干扰信号；

所述异常测试模块用于将正常信号、干扰信号传输至处理器，所述处理器用于在接收到干扰信号时自动驱动报警模块发出警报，并自动驱动显示模块显示“毫米波雷达信号干扰严重，建议处理”。

进一步地，所述对应的误差系数阈值的获取方法为：

DD1：自动从存储模块获取毫米波雷达的运行值YX；

DD2：设定若干个误差系数阈值，并标记为Fx；x＝1，2，…，15；且F1＜F2＜…＜F15；每个误差系数阈值Fx均对应一个预设运行值范围；具体表现为：F1对应的预设运行值范围为(0，f1]，F2对应的预设运行值范围为(f1，f2]，…，F15对应的预设运行值范围为(f14，f15]；其中0＜f1＜f2＜…＜f15；

DD3：当YX∈(fx-1，fx]时，则预设运行值范围对应的误差系数阈值为Fx。

进一步地，所述处理器用于实时验证毫米波雷达的通信状态，具体验证步骤为：

步骤一：处理器按照毫米波雷达对应的验证周期发送第一验证信号至信号传输模块，所述信号传输模块接收到第一验证信号之后，立即将第一验证信号发送至毫米波雷达；

步骤二：所述毫米波雷达接收到第一验证信号时，立即发送第二验证信号，第二验证信号经过信号传输模块传输至处理器；

将处理器发送第一验证信号至信号传输模块的时刻标记为信号发送时刻，将毫米波雷达接收到第一验证信号的时刻标记为信号中转时刻；同时将处理器再次接收第二验证信号的时刻标记为信号接收时刻；

步骤三：将信号发送时刻与信号中转时刻进行时间差计算获取得到第一时间差，并将第一时间差标记为L1；

将信号中转时刻与信号接收时刻进行时间差计算获取得到第二时间差，并将第二时间差标记为L2；

利用公式LS＝(L1×a1+L2×a2)×|L1-L2|获取得到毫米波雷达的通信评估系数LS；其中a1、a2为系数因子；

步骤四：将通信评估系数LS与通信评估系数阈值相比较，得到评估信号；所述通信评估系数阈值包括Y1、Y2；其中Y1、Y2均为预设值；Y1＜Y2；

若0＜LS＜Y1，此时评估信号为良好信号；

若Y1≤LS＜Y2，此时评估信号为一般信号；

若LS≥Y2，此时评估信号为极差信号。

进一步地，所述对应的验证周期的获取方法为：

S11：自动从存储模块获取毫米波雷达的运行值YX；

S12：设定若干个验证周期，并标记为Rm；m＝1，2，…，15；且R1＞R2＞…＞R15；每个验证周期Rm均对应一个预设运行值范围；具体表现为：R1对应的预设运行值范围为(0，r1]，R2对应的预设运行值范围为(r1，r2]，…，R15对应的预设运行值范围为(r14，r15]；其中0＜r1＜r2＜…＜r15；运行值越大，则对应的验证周期越小；

S13：当YX∈(rm-1，rm]时，则预设运行值范围对应的验证周期为Rm。

进一步地，所述稳态分析模块用于对数据库内存储的带有时间戳的评估信号进行综合评价，具体评价方法为：

S1：根据时间戳，获取汽车当前行驶过程中的评估信号的次数；

S2：获取到汽车当前行驶过程中良好信号、一般信号、极差信号的次数，以及良好信号、一般信号、极差信号相较于评估信号次数的占比，并将占比依次标记为Zb1、Zb2、Zb3；

S3：计算通信评价分Wp；具体计算公式为Wp＝Zb1+2×Zb2+3×Zb3；

S4：将通信评价分Wp与评价分阈值相比较；

当Wp＞评价分阈值时，生成预警信号；

所述稳态分析模块用于将预警信号传输至处理器，所述处理器用于在接收到稳态分析模块传输的预警信号时自动驱动报警模块发出警报，并自动驱动显示模块显示“毫米波雷达通信问题重大，建议处理”。

进一步地，所述数据采集模块用于采集毫米波雷达的运行信息，并将运行信息发送至数据分析模块；所述数据分析模块用于接收毫米波雷达的运行信息并进行分析；具体步骤为：

V1：获取毫米波雷达的运行信息，所述运行信息包括运行开始时刻、运行结束时刻和毫米波雷达的型号；

将运行开始时刻与对应的运行结束时刻进行时间差计算获取得到毫米波雷达的单次运行时长；将毫米波雷达所有的单次运行时长进行求和得到运行总时长，并标记为CT；设定毫米波雷达的维修次数为C2；

V2：将毫米波雷达所有的运行开始时刻与运行结束时刻依据时间先后顺序进行排序；

V3：将排序后的相邻两个运行结束时刻与运行开始时刻进行时间差计算得到单次运行间隔时长；

将单次运行间隔时长与间隔时长阈值相比较；若单次运行间隔时长≤间隔时长阈值，则将对应的单次运行间隔时长标记为影响间隔时长；统计影响间隔时长出现的次数并标记为C1；

V4：将影响间隔时长与间隔时长阈值进行差值计算获取得到前隔值，并标记为Q1；

设定前隔系数为Kc，c＝1，2，……，20；其中，K1＜K2＜……＜K20；每个前隔系数Kc均对应一个预设前隔值范围，依次分别为(k1，k2]，(k2，k3]，…，(k20，k21]；且k1＜k2＜…＜k20＜k21；

当Q1∈(kc，kc+1]，则预设前隔值范围对应的前隔系数为Kc；

利用公式Q2＝Q1×Kc获取得到前隔值对应的影响值Q2，将所有的前隔值对应影响值进行求和得到前隔影响总值，并标记为Q3；

利用公式GQ＝C1×a3+Q3×a4获取得到间隔影响系数GQ，其中a3、a4均为系数因子；

V5：设定毫米波雷达所有的型号均有一个对应的型号值；将该毫米波雷达的型号与毫米波雷达所有的型号进行匹配获取得到对应的型号值，并标记为Q4；

V6：将运行总时长、维修次数、间隔影响系数和对应的型号值进行归一化处理并取其数值；

利用公式YX＝(CT×b1+GQ×b2)/(C2×b3+Q4×b4)获取得到毫米波雷达的运行值YX，其中b1、b2、b3、b4均为系数因子；

所述数据分析模块用于将毫米波雷达的运行值YX传输至处理器，所述处理器用于将毫米波雷达的运行值YX发送至存储模块存储。

本发明的有益效果是：

1、汽车行驶之前，本发明通过异常测试模块检测毫米波雷达的雷达波异常检测和异常处理能力；毫米波雷达通过信号发射单元发射检测信号，同时发射天线用于发射干扰信号以对检测信号进行电磁波干扰；信号接收单元用于接收雷达侦测目标对检测信号进行回波反射的回波反射信号，并根据回波反射信号输出雷达侦测目标的实测值；判断单元用于判断雷达侦测目标的实测值与目标值是否一致；当判定实测值与目标值不一致，生成干扰信号；处理器在接收到干扰信号时自动驱动报警模块发出警报，并自动驱动显示模块显示“毫米波雷达信号干扰严重，建议处理”；从而提高毫米波雷达的探测效率；

2、在汽车行驶过程中，处理器用于实时验证毫米波雷达的通信状态，获取得到毫米波雷达的通信评估系数LS；将通信评估系数LS与通信评估系数阈值相比较，得到评估信号；稳态分析模块用于对数据库内存储的带有时间戳的评估信号进行综合评价；计算通信评价分Wp，若Wp＞评价分阈值时，生成预警信号；处理器用于在接收到稳态分析模块传输的预警信号时自动驱动报警模块发出警报，并自动驱动显示模块显示“毫米波雷达通信问题重大，建议处理”；通信状态的验证是完成雷达探测的基础；本发明能够根据通信评估系数判断毫米波雷达与处理器之间的通信状态，及时提醒用户进行处理，从而提高毫米波雷达的探测效率；

3、本发明中数据分析模块用于接收毫米波雷达的运行信息并进行分析，获取得到毫米波雷达的运行值，根据运行值获得毫米波雷达对应的误差系数阈值和验证周期；使得误差系数阈值和验证周期并不是固定的，结合多方面因素，智能化程度高；使得获得的结果更具有参考价值。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种毫米波雷达探测系统，包括目标模拟模块、指令输入模块、处理器、异常测试模块、稳态分析模块、数据库、报警模块、显示模块、存储模块、数据采集模块以及数据分析模块；

目标模拟模块，用于模拟雷达侦测目标，并用于设置一个雷达侦测目标的目标值；

汽车行驶之前，用户通过指令输入模块输入测试指令，并将测试指令传输至处理器，处理器用于接收测试指令并将测试指令传输至异常测试模块；异常测试模块用于接收测试指令后检测毫米波雷达的雷达波异常检测和异常处理能力；异常测试模块包括信号发射单元、发射天线、信号接收单元以及判断单元；异常测试模块的具体工作步骤为：

VV1：异常测试模块接收测试指令后；毫米波雷达通过信号发射单元发射检测信号，同时发射天线用于发射干扰信号以对检测信号进行电磁波干扰；

VV2：信号接收单元用于接收雷达侦测目标对检测信号进行回波反射的回波反射信号，并根据回波反射信号输出雷达侦测目标的实测值；

VV3：判断单元用于判断雷达侦测目标的实测值与目标值是否一致；具体为：

VV31：获取雷达侦测目标的实测值与目标值；目标值包括雷达侦测目标的目标距离和目标速度；实测值包括雷达侦测目标的实测距离和实测速度；

将目标距离与实测距离进行差值计算获取得到误差距离并标记为W1；将目标速度与实测速度进行差值计算获取得到误差速度并标记为W2；

VV32：利用公式

VV33：将误差系数WX与对应的误差系数阈值相比较；

若误差系数WX≤误差系数阈值，则判定实测值与目标值一致，毫米波雷达抗干扰能力正常；生成正常信号；

若误差系数WX＞误差系数阈值，则判定实测值与目标值不一致，毫米波雷达抗干扰能力异常，生成干扰信号；

异常测试模块用于将正常信号、干扰信号传输至处理器，处理器用于在接收到干扰信号时自动驱动报警模块发出警报，并自动驱动显示模块显示“毫米波雷达信号干扰严重，建议处理”；

对应的误差系数阈值的获取方法为：

DD1：自动从存储模块获取毫米波雷达的运行值YX；

DD2：设定若干个误差系数阈值，并标记为Fx；x＝1，2，…，15；且F1＜F2＜…＜F15；每个误差系数阈值Fx均对应一个预设运行值范围；具体表现为：F1对应的预设运行值范围为(0，f1]，F2对应的预设运行值范围为(f1，f2]，…，F15对应的预设运行值范围为(f14，f15]；其中0＜f1＜f2＜…＜f15；运行值越大，则对应的误差系数阈值越大；

DD3：当YX∈(fx-1，fx]时，则预设运行值范围对应的误差系数阈值为Fx；

在汽车行驶过程中，处理器用于实时验证毫米波雷达的通信状态，毫米波雷达与信号传输模块通信连接；具体验证步骤为：

步骤一：处理器按照毫米波雷达对应的验证周期发送第一验证信号至信号传输模块，信号传输模块接收到第一验证信号之后，立即将第一验证信号发送至毫米波雷达；对应的验证周期的获取方法为：

S11：自动从存储模块获取毫米波雷达的运行值YX；

S12：设定若干个验证周期，并标记为Rm；m＝1，2，…，15；且R1＞R2＞…＞R15；每个验证周期Rm均对应一个预设运行值范围；具体表现为：R1对应的预设运行值范围为(0，r1]，R2对应的预设运行值范围为(r1，r2]，…，R15对应的预设运行值范围为(r14，r15]；其中0＜r1＜r2＜…＜r15；运行值越大，则对应的验证周期越小；

S13：当YX∈(rm-1，rm]时，则预设运行值范围对应的验证周期为Rm；

步骤二：毫米波雷达接收到第一验证信号时，立即发送第二验证信号，第二验证信号经过信号传输模块传输至处理器；

将处理器发送第一验证信号至信号传输模块的时刻标记为信号发送时刻，将毫米波雷达接收到第一验证信号的时刻标记为信号中转时刻；同时将处理器再次接收第二验证信号的时刻标记为信号接收时刻；

步骤三：将信号发送时刻与信号中转时刻进行时间差计算获取得到第一时间差，并将第一时间差标记为L1；

将信号中转时刻与信号接收时刻进行时间差计算获取得到第二时间差，并将第二时间差标记为L2；

利用公式LS＝(L1×a1+L2×a2)×|L1-L2|获取得到毫米波雷达的通信评估系数LS；其中a1、a2为系数因子，例如a1取值1.21，a2取值0.98；

步骤四：将通信评估系数LS与通信评估系数阈值相比较，得到评估信号；通信评估系数阈值包括Y1、Y2；其中Y1、Y2均为预设值；Y1＜Y2；

若0＜LS＜Y1，则判定处理器、信号传输模块和毫米波雷达之间的通信状态良好；此时评估信号为良好信号；

若Y1≤LS＜Y2，则判定处理器、信号传输模块和毫米波雷达之间的通信状态一般；此时评估信号为一般信号；

若LS≥Y2，则判定处理器、信号传输模块和毫米波雷达之间的通信状态极差；此时评估信号为极差信号；

处理器用于将评估信号打上时间戳传输到数据库进行实时存储；

稳态分析模块用于对数据库内存储的带有时间戳的评估信号进行综合评价，具体评价方法为：

S1：根据时间戳，获取汽车当前行驶过程中的评估信号的次数；

S2：获取到汽车当前行驶过程中良好信号、一般信号、极差信号的次数，以及良好信号、一般信号、极差信号相较于评估信号次数的占比，并将占比依次标记为Zb1、Zb2、Zb3；

S3：计算通信评价分Wp；具体计算公式为Wp＝Zb1+2×Zb2+3×Zb3；

S4：将通信评价分Wp与评价分阈值相比较；

当Wp＞评价分阈值时，生成预警信号；

稳态分析模块用于将预警信号传输至处理器，处理器用于在接收到稳态分析模块传输的预警信号时自动驱动报警模块发出警报，并自动驱动显示模块显示“毫米波雷达通信问题重大，建议处理”；

数据采集模块用于采集毫米波雷达的运行信息，并将运行信息发送至数据分析模块；数据分析模块用于接收毫米波雷达的运行信息并进行分析；具体步骤为：

V1：获取毫米波雷达的运行信息，运行信息包括运行开始时刻、运行结束时刻和毫米波雷达的型号；

将运行开始时刻与对应的运行结束时刻进行时间差计算获取得到毫米波雷达的单次运行时长；将毫米波雷达所有的单次运行时长进行求和得到运行总时长，并标记为CT；设定毫米波雷达的维修次数为C2；

V2：将毫米波雷达所有的运行开始时刻与运行结束时刻依据时间先后顺序进行排序，将排序后的毫米波雷达的运行开始时刻和运行结束时刻分别标记为Ti1和Ti2；其中i＝1，2，……，n；n为正整数；T11表示排序最前的运行开始时刻，T12表示排序最前的运行结束时刻，T21表示排序次之的运行开始时刻，T22表示排序次之的运行结束时刻，依次类推；

V3：将排序后的相邻两个运行结束时刻与运行开始时刻进行时间差计算得到单次运行间隔时长；具体为：第一个单次访问间隔时长为T12-T21，第二个单次访问间隔时长为T22-T31，依次类推；

将单次运行间隔时长与间隔时长阈值相比较；若单次运行间隔时长≤间隔时长阈值，则将对应的单次运行间隔时长标记为影响间隔时长；统计影响间隔时长出现的次数并标记为C1；

V4：将影响间隔时长与间隔时长阈值进行差值计算获取得到前隔值，并标记为Q1；其中前隔值Q1越大，则影响间隔时长越小；

设定前隔系数为Kc，c＝1，2，……，20；其中，K1＜K2＜……＜K20；每个前隔系数Kc均对应一个预设前隔值范围，依次分别为(k1，k2]，(k2，k3]，…，(k20，k21]；且k1＜k2＜…＜k20＜k21；即前隔值越大，则对应的前隔系数越大；

当Q1∈(kc，kc+1]，则预设前隔值范围对应的前隔系数为Kc；

利用公式Q2＝Q1×Kc获取得到前隔值对应的影响值Q2，将所有的前隔值对应影响值进行求和得到前隔影响总值，并标记为Q3；

利用公式GQ＝C1×a3+Q3×a4获取得到间隔影响系数GQ，其中a3、a4均为系数因子，例如a3取值0.25，a4取值0.18；

V5：设定毫米波雷达所有的型号均有一个对应的型号值；将该毫米波雷达的型号与毫米波雷达所有的型号进行匹配获取得到对应的型号值，并标记为Q4；

V6：将运行总时长、维修次数、间隔影响系数和对应的型号值进行归一化处理并取其数值；

利用公式YX＝(CT×b1+GQ×b2)/(C2×b3+Q4×b4)获取得到毫米波雷达的运行值YX，其中b1、b2、b3、b4均为系数因子；例如b1取值0.11，b2取值0.23，b3取值0.17，b4取值0.38；

数据分析模块用于将毫米波雷达的运行值YX传输至处理器，处理器用于将毫米波雷达的运行值YX发送至存储模块存储。

本发明的工作原理是：

一种毫米波雷达探测系统，在工作时，首先通过目标模拟模块模拟雷达侦测目标，并设置雷达侦测目标的目标值；汽车行驶之前，通过异常测试模块检测毫米波雷达的雷达波异常检测和异常处理能力；毫米波雷达通过信号发射单元发射检测信号，同时发射天线用于发射干扰信号以对检测信号进行电磁波干扰；信号接收单元用于接收雷达侦测目标对检测信号进行回波反射的回波反射信号，并根据回波反射信号输出雷达侦测目标的实测值；判断单元用于判断雷达侦测目标的实测值与目标值是否一致；当判定实测值与目标值不一致，生成干扰信号；处理器在接收到干扰信号时自动驱动报警模块发出警报，并自动驱动显示模块显示“毫米波雷达信号干扰严重，建议处理”；

在汽车行驶过程中，处理器用于实时验证毫米波雷达的通信状态，处理器按照毫米波雷达对应的验证周期发送第一验证信号至信号传输模块，信号传输模块接收到第一验证信号之后，立即将第一验证信号发送至毫米波雷达；毫米波雷达接收到第一验证信号时，立即发送第二验证信号，第二验证信号经过信号传输模块传输至处理器；获取得到第一时间差和第二时间差，利用公式LS＝(L1×a1+L2×a2)×|L1-L2|获取得到毫米波雷达的通信评估系数LS；将通信评估系数LS与通信评估系数阈值相比较，得到评估信号；稳态分析模块用于对数据库内存储的带有时间戳的评估信号进行综合评价；根据时间戳，获取汽车当前行驶过程中的评估信号的次数；获取到汽车当前行驶过程中良好信号、一般信号、极差信号的次数，以及良好信号、一般信号、极差信号相较于评估信号次数的占比，计算通信评价分Wp，若Wp＞评价分阈值时，生成预警信号；处理器用于在接收到稳态分析模块传输的预警信号时自动驱动报警模块发出警报，并自动驱动显示模块显示“毫米波雷达通信问题重大，建议处理”；

数据分析模块用于接收毫米波雷达的运行信息并进行分析，获取得到毫米波雷达的运行值，根据运行值获得毫米波雷达对应的误差系数阈值和验证周期；使得误差系数阈值和验证周期并不是固定的，结合多方面因素，智能化程度高；使得获得的结果更具有参考价值。

上述公式和系数因子均是由采集大量数据进行软件模拟及相应专家进行参数设置处理，得到与真实结果符合的公式和系数因子。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。