一种微波雷达和无人飞行器的制作方法

本发明涉及飞行器技术领域，具体而言，涉及一种微波雷达和无人飞行器。

背景技术：

旋转雷达在使用过程中旋转频率不能太高，否则会导致轴承的使用寿命缩短，且旋转带来的震动太大也会影响雷达使用寿命。而低转速带来的问题是雷达单俯仰角刷新率不足，这种情况在旋转雷达中普遍存在。

相关技术中，旋转雷达采用三角波调频连续波和os-cfar(orderedstatisticconstantfalsealarmrate，有序统计恒虚警概率检测)。如图1所示，实线表示发射信号、虚线表示运动目标回波信号、点划线表示静止目标回波信号、tcpi表示三角波周期、f表示频率、b表示带宽、f0表示中心频率、td表示发射信号与回波信号的时间差、fb表示发射信号与回波信号混频后的差频，对称三角波调制的fmcw(frequencymodulatedcontinuouswave，调频连续波)雷达可以同时测速、测距，其不具有距离模糊等优点，常用三角波作为防撞雷达调制波形。os-cfar算法的主要目的是抑制遮蔽效应引起的性能恶化，它保留了平均恒虚概率检测使用的一维或二维滑窗结果，如果需要也可以使用保护单元，但是彻底摈弃了后者通过参考单元的数据进行平均，从而直接估计干扰功率电平的方法，取而代之的是，oscfar对参考单元的数据进行排序，形成一个升序排列的新序列，选取第k个有序统计量的值作为干扰功率电平的估计，并设阈值为该值和一个因子的乘积。

而上述相关技术针对弱目标检测存在较大的漏检概率，不能够建立稳定的观测，导致航迹建立失败，对无人飞行器自主避障功能有较大的影响。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一个方面在于提出了一种微波雷达。

本发明的第二个方面在于提出了一种无人飞行器。

本发明的第三个方面在于提出了一种微波雷达的信号处理方法。

本发明的第四个方面在于提出了一种无人飞行器的控制方法。

本发明的第五个方面在于提出了一种计算机存储介质。

有鉴于此，根据本发明的第一个方面，提出了一种微波雷达，包括：天线装置，用于以不同角度发射微波信号，和/或接收微波信号的回波信号；以及雷达控制器，与天线装置通信连接，雷达控制器用于执行如下操作：获取多个回波信号；根据回波信号对应的观测角度，对多个回波信号进行角度分组，其中，每个角度分组对应于预设观测角度范围的回波信号；对每个角度分组中的回波信号，进行相干累加得到回波积累信号；根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

本发明采用由雷达控制器配置的光栅刻度来控制微波雷达发射的微波信号方向，例如微波雷达可配置触发射频板来发射该光栅刻度，微波雷达的天线装置连续发射m个三角波，接收到检测目标返回的m个回波信号后，将连续的m个回波信号进行分组后相干累加，以提高信噪比，进而提高弱目标检测概率，提升微波雷达避障性能。

在一些实施例中，天线装置绕一转轴连续转动。

在一些实施例中，天线装置在转动时连续发射微波信号。

在一些实施例中，雷达控制器根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息包括：去除回波积累信号中的直流分量；采用预设截短函数，对去除直流分量后的回波积累信号进行截短处理；对截短处理后的回波积累信号进行快速傅里叶，获取快速傅里叶后的回波积累信号的频谱信息；根据预设检测阈值，对频谱信息进行恒虚警处理；根据恒虚警处理的频谱信息，获取波峰信息；根据波峰信息，进行抛物线拟合处理；根据抛物线拟合处理后的波峰信息，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

在一些实施例中，雷达控制器还用于：对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合。

在一些实施例中，雷达控制器对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合包括：根据多个角度分组中的检测目标的相关信息，确定多个角度分组中的检测目标是否为同一检测目标；若为同一检测目标，则根据检测目标的检测能量大小，选择检测能量大小最大的检测目标的相关信息，作为同一检测目标的相关信息。

在该实施例中，根据回波信号的中频信号进行目标检测和提取，包括去直流、加窗、fft(fastfouriertransformation，快速傅里叶变换)、cfar(恒虚警处理)检测、以及抛物线拟合等，获取角度分组内的目标物信息。得到每一个角度分组检测结果后再对所有结果进行融合处理，融合的原则按照无损失任何探测原则，按照目标的索引(检测峰值位置)进行合并，合并后根据距离由近到远排列作为微波雷达的目标物信息。需要说明的是，如果不同的观测角度，检测到相同的目标则根据其能量大小作为取舍依据，选择能量大的作为检测结果。

在一些实施例中，雷达控制器还用于根据微波雷达的移动速度确定补偿频率，并根据补偿频率对回波积累信号进行多普勒频移补偿。

在该实施例中，如果目标是运动的，则在回波信号的信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，因此必须对信号进行频移补偿以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益。

在一些实施例中，雷达控制器还用于配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，其中，相干累加参数为每个角度分组中回波信号的数量，获取的多个回波信号的数量为相干累加参数的整数倍。

在该实施例中，雷达控制器配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，获取的多个回波信号的数量与相干累加参数的比值即为对回波信号进行角度分组的分组数量，将一个角度分组内的多个回波信号进行相干累加，以增大弱目标检测概率。

在一些实施例中，还包括：与雷达控制器通信连接的角度传感器，角度传感器用于检测微波信号以及回波信号的观测角度。

在一些实施例中，角度传感器包括光栅角度传感器。

在一些实施例中，雷达控制器还用于根据载具的姿态信息，对角度传感器获取的观测角度进行修正，其中，载具用于承载微波雷达。

在一些实施例中，载具为无人飞行器，或地面车辆。

在一些实施例中，雷达控制器还用于利用姿态信息对角度传感器的零度刻度位置进行调整。

在一些实施例中，姿态信息包括俯仰角信息，角度传感器的零度刻度位置平行于载具的平移轴设置。

在一些实施例中，天线装置的转轴垂直于载具的平移轴设置。

在该实施例中，无人飞行器的飞行过程中会出现倾斜情况，利用姿态信息补偿对角度传感器的零度刻度位置，进而提高目标检测的准确性。

在一些实施例中，检测目标的相关信息包括以下一种或其组合：微波雷达与检测目标之间的距离、微波雷达与检测目标之间的角度、检测目标数量、检测目标位置、回波能量。

在一些实施例中，雷达控制器对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合，具体包括：建立融合变量；针对任一角度分组，判断角度分组内的检测目标数量是否大于零，当角度分组内的检测目标数量小于等于零时进入下一角度分组，当角度分组内的检测目标数量大于零时判断融合变量中的检测目标数量是否为零；当融合变量中的检测目标数量为零时将角度分组内的检测目标的相关信息复制给融合变量，并进入下一角度分组，当融合变量中的检测目标数量不为零时将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，直至融合变量中的检测目标数量大于预设数量阈值。

在一些实施例中，雷达控制器将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，具体包括：按照微波雷达与检测目标之间的距离，将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并。

根据本发明的第二个方面，提出了一种无人飞行器，包括：机架；微波雷达，安装在机架上，微波雷达包括：天线装置，用于以不同角度发射微波信号，和/或接收微波信号的回波信号；以及雷达控制器，与天线装置通信连接，雷达控制器获取多个回波信号，根据回波信号对应的观测角度，对多个回波信号进行角度分组，其中，每个角度分组对应于预设观测角度范围的回波信号，对每个角度分组中的回波信号，进行相干累加得到回波积累信号，根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

本发明采用由雷达控制器配置的光栅刻度来控制微波雷达发射的微波信号方向，例如微波雷达可配置触发射频板来发射该光栅刻度，微波雷达的天线装置连续发射m个三角波，接收到检测目标返回的m个回波信号后，将连续的m个回波信号进行分组后相干累加，以提高信噪比，进而提高弱目标检测概率，提升微波雷达避障性能。

在一些实施例中，天线装置绕一转轴连续转动。

在一些实施例中，天线装置在转动时连续发射微波信号。

在一些实施例中，雷达控制器根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息包括：去除回波积累信号中的直流分量；采用预设截短函数，对去除直流分量后的回波积累信号进行截短处理；对截短处理后的回波积累信号进行快速傅里叶，获取快速傅里叶后的回波积累信号的频谱信息；根据预设检测阈值，对频谱信息进行恒虚警处理；根据恒虚警处理的频谱信息，获取波峰信息；根据波峰信息，进行抛物线拟合处理；根据抛物线拟合处理后的波峰信息，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

在一些实施例中，雷达控制器还用于：对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合。

在一些实施例中，雷达控制器对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合包括：根据多个角度分组中的检测目标的相关信息，确定多个角度分组中的检测目标是否为同一检测目标；若为同一检测目标，则根据检测目标的检测能量大小，选择检测能量大小最大的检测目标的相关信息，作为同一检测目标的相关信息。

在该实施例中，根据回波信号的中频信号进行目标检测和提取，包括去直流、加窗、fft(快速傅里叶变换)、cfar(恒虚警处理)检测、以及抛物线拟合等，获取角度分组内的目标物信息。得到每一个角度分组检测结果后再对所有结果进行融合处理，融合的原则按照无损失任何探测原则，按照目标的索引(检测峰值位置)进行合并，合并后根据距离由近到远排列作为微波雷达的目标物信息。需要说明的是，如果不同的观测角度，检测到相同的目标则根据其能量大小作为取舍依据，选择能量大的作为检测结果。

在一些实施例中，雷达控制器还用于根据微波雷达的移动速度确定补偿频率，并根据补偿频率对回波积累信号进行多普勒频移补偿。

在该实施例中，如果目标是运动的，则在回波信号的信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，因此必须对信号进行频移补偿以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益。

在一些实施例中，雷达控制器还用于配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，其中，相干累加参数为每个角度分组中回波信号的数量，获取的多个回波信号的数量为相干累加参数的整数倍。

在该实施例中，雷达控制器配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，获取的多个回波信号的数量与相干累加参数的比值即为对回波信号进行角度分组的分组数量，将一个角度分组内的多个回波信号进行相干累加，以增大弱目标检测概率。

在一些实施例中，还包括：与雷达控制器通信连接的角度传感器，角度传感器用于检测微波信号以及回波信号的观测角度。

在一些实施例中，角度传感器包括光栅角度传感器。

在一些实施例中，雷达控制器还用于根据载具的姿态信息，对角度传感器获取的观测角度进行修正，其中，载具用于承载微波雷达。

在一些实施例中，载具为无人飞行器，或地面车辆。

在一些实施例中，雷达控制器还用于利用姿态信息对角度传感器的零度刻度位置进行调整。

在一些实施例中，姿态信息包括俯仰角信息，角度传感器的零度刻度位置平行于载具的平移轴设置。

在一些实施例中，天线装置的转轴垂直于载具的平移轴设置。

在该实施例中，无人飞行器的飞行过程中会出现倾斜情况，利用姿态信息补偿对角度传感器的零度刻度位置，进而提高目标检测的准确性。

在一些实施例中，检测目标的相关信息包括以下一种或其组合：微波雷达与检测目标之间的距离、微波雷达与检测目标之间的角度、检测目标数量、检测目标位置、回波能量。

在一些实施例中，雷达控制器对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合，具体包括：建立融合变量；针对任一角度分组，判断角度分组内的检测目标数量是否大于零，当角度分组内的检测目标数量小于等于零时进入下一角度分组，当角度分组内的检测目标数量大于零时判断融合变量中的检测目标数量是否为零；当融合变量中的检测目标数量为零时将角度分组内的检测目标的相关信息复制给融合变量，并进入下一角度分组，当融合变量中的检测目标数量不为零时将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，直至融合变量中的检测目标数量大于预设数量阈值。

在一些实施例中，雷达控制器将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，具体包括：按照微波雷达与检测目标之间的距离，将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并。

在一些实施例中，还包括：飞行器控制器，用于根据融合后的检测目标的相关信息控制无人飞行器的航迹。

在该实施例中，飞行器控制器根据融合后的检测目标的相关信息控制无人飞行器的航迹，例如，控制无人飞行器在检测目标前停止飞行或者绕过目标物飞行。

根据本发明的第三个方面，提出了一种微波雷达的信号处理方法，包括：控制微波雷达的天线装置以不同角度发射微波信号，和/或接收微波信号的回波信号；获取多个回波信号，根据回波信号对应的观测角度，对多个回波信号进行角度分组，其中，每个角度分组对应于预设观测角度范围的回波信号；对每个角度分组中的回波信号，进行相干累加得到回波积累信号；根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

本发明采用由配置的光栅刻度来控制微波雷达发射的微波信号方向，例如微波雷达可配置触发射频板来发射该光栅刻度，微波雷达的天线装置连续发射m个三角波，接收到检测目标返回的m个回波信号后，将连续的m个回波信号进行分组后相干累加，以提高信噪比，进而提高弱目标检测概率，提升微波雷达避障性能。

在一些实施例中，还包括：控制天线装置绕一转轴连续转动。

在一些实施例中，还包括：控制天线装置在转动时连续发射微波信号。

在一些实施例中，根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息的步骤包括：去除回波积累信号中的直流分量；采用预设截短函数，对去除直流分量后的回波积累信号进行截短处理；对截短处理后的回波积累信号进行快速傅里叶，获取快速傅里叶后的回波积累信号的频谱信息；根据预设检测阈值，对频谱信息进行恒虚警处理；根据恒虚警处理的频谱信息，获取波峰信息；根据波峰信息，进行抛物线拟合处理；根据抛物线拟合处理后的波峰信息，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

在一些实施例中，还包括：对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合。

在一些实施例中，对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合的步骤包括：根据多个角度分组中的检测目标的相关信息，确定多个角度分组中的检测目标是否为同一检测目标；若为同一检测目标，则根据检测目标的检测能量大小，选择检测能量大小最大的检测目标的相关信息，作为同一检测目标的相关信息。

在该实施例中，根据回波信号的中频信号进行目标检测和提取，包括去直流、加窗、fft(快速傅里叶变换)、cfar(恒虚警处理)检测、以及抛物线拟合等，获取角度分组内的目标物信息。得到每一个角度分组检测结果后再对所有结果进行融合处理，融合的原则按照无损失任何探测原则，按照目标的索引(检测峰值位置)进行合并，合并后根据距离由近到远排列作为微波雷达的目标物信息。需要说明的是，如果不同的观测角度，检测到相同的目标则根据其能量大小作为取舍依据，选择能量大的作为检测结果。

在一些实施例中，还包括：根据微波雷达的移动速度确定补偿频率，并根据补偿频率对回波积累信号进行多普勒频移补偿。

在该实施例中，如果目标是运动的，则在回波信号的信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，因此必须对信号进行频移补偿以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益。

在一些实施例中，还包括：配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，其中，相干累加参数为每个角度分组中回波信号的数量，获取的多个回波信号的数量为相干累加参数的整数倍。

在该实施例中，配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，获取的多个回波信号的数量与相干累加参数的比值即为对回波信号进行角度分组的分组数量，将一个角度分组内的多个回波信号进行相干累加，以增大弱目标检测概率。

在一些实施例中，还包括：控制微波雷达的角度传感器检测微波信号以及回波信号的观测角度。

在一些实施例中，角度传感器包括光栅角度传感器。

在一些实施例中，还包括：根据载具的姿态信息，对角度传感器获取的观测角度进行修正，其中，载具用于承载微波雷达。

在一些实施例中，载具为无人飞行器，或地面车辆。

在一些实施例中，还包括：利用姿态信息对角度传感器的零度刻度位置进行调整。

在一些实施例中，姿态信息包括俯仰角信息，角度传感器的零度刻度位置平行于载具的平移轴设置。

在该实施例中，无人飞行器的飞行过程中会出现倾斜情况，利用姿态信息补偿角度传感器的零度刻度位置，进而提高目标检测的准确性。

在一些实施例中，天线装置的转轴垂直于载具的平移轴设置。

在一些实施例中，检测目标的相关信息包括以下一种或其组合：微波雷达与检测目标之间的距离、微波雷达与检测目标之间的角度、检测目标数量、检测目标位置、回波能量。

在一些实施例中，对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合的步骤包括：建立融合变量；针对任一角度分组，判断角度分组内的检测目标数量是否大于零，当角度分组内的检测目标数量小于等于零时进入下一角度分组，当角度分组内的检测目标数量大于零时判断融合变量中的检测目标数量是否为零；当融合变量中的检测目标数量为零时将角度分组内的检测目标的相关信息复制给融合变量，并进入下一角度分组，当融合变量中的检测目标数量不为零时将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，直至融合变量中的检测目标数量大于预设数量阈值。

在一些实施例中，将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并的步骤包括：按照微波雷达与检测目标之间的距离，将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并。

根据本发明的第四个方面，提出了一种无人飞行器的控制方法，包括：控制无人飞行器的微波雷达的天线装置以不同角度发射微波信号，和/或接收微波信号的回波信号；获取多个回波信号，根据回波信号对应的观测角度，对多个回波信号进行角度分组，其中，每个角度分组对应于预设观测角度范围的回波信号；对每个角度分组中的回波信号，进行相干累加得到回波积累信号；根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

本发明采用由配置的光栅刻度来控制微波雷达发射的微波信号方向，例如微波雷达可配置触发射频板来发射该光栅刻度，微波雷达的天线装置连续发射m个三角波，接收到检测目标返回的m个回波信号后，将连续的m个回波信号进行分组后相干累加，以提高信噪比，进而提高弱目标检测概率，提升微波雷达避障性能。

在一些实施例中，控制天线装置绕一转轴连续转动。

在一些实施例中，还包括：控制天线装置在转动时连续发射微波信号。

在一些实施例中，根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息的步骤包括：去除回波积累信号中的直流分量；采用预设截短函数，对去除直流分量后的回波积累信号进行截短处理；对截短处理后的回波积累信号进行快速傅里叶，获取快速傅里叶后的回波积累信号的频谱信息；根据预设检测阈值，对频谱信息进行恒虚警处理；根据恒虚警处理的频谱信息，获取波峰信息；根据波峰信息，进行抛物线拟合处理；根据抛物线拟合处理后的波峰信息，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

在一些实施例中，还包括：对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合。

在一些实施例中，对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合的步骤包括：根据多个角度分组中的检测目标的相关信息，确定多个角度分组中的检测目标是否为同一检测目标；若为同一检测目标，则根据检测目标的检测能量大小，选择检测能量大小最大的检测目标的相关信息，作为同一检测目标的相关信息。

在该实施例中，根据回波信号的中频信号进行目标检测和提取，包括去直流、加窗、fft(快速傅里叶变换)、cfar(恒虚警处理)检测、以及抛物线拟合等，获取角度分组内的目标物信息。得到每一个角度分组检测结果后再对所有结果进行融合处理，融合的原则按照无损失任何探测原则，按照目标的索引(检测峰值位置)进行合并，合并后根据距离由近到远排列作为微波雷达的目标物信息。需要说明的是，如果不同的观测角度，检测到相同的目标则根据其能量大小作为取舍依据，选择能量大的作为检测结果。

在一些实施例中，还包括：根据微波雷达的移动速度确定补偿频率，并根据补偿频率对回波积累信号进行多普勒频移补偿。

在该实施例中，如果目标是运动的，则在回波信号的信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，因此必须对信号进行频移补偿以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益。

在一些实施例中，还包括：配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，其中，相干累加参数为每个角度分组中回波信号的数量，获取的多个回波信号的数量为相干累加参数的整数倍。

在该实施例中，配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，获取的多个回波信号的数量与相干累加参数的比值即为对回波信号进行角度分组的分组数量，将一个角度分组内的多个回波信号进行相干累加，以增大弱目标检测概率。

在一些实施例中，控制微波雷达的角度传感器检测微波信号以及回波信号的观测角度。

在一些实施例中，角度传感器包括光栅角度传感器。

在一些实施例中，还包括：根据载具的姿态信息，对角度传感器获取的观测角度进行修正，其中，载具用于承载微波雷达。

在一些实施例中，载具为无人飞行器，或地面车辆。

在一些实施例中，还包括：利用姿态信息对角度传感器的零度刻度位置进行调整。

在一些实施例中，姿态信息包括俯仰角信息，角度传感器的零度刻度位置平行于载具的平移轴设置。

在一些实施例中，天线装置的转轴垂直于载具的平移轴设置。

在该实施例中，无人飞行器的飞行过程中会出现倾斜情况，利用姿态信息补偿角度传感器的零度刻度位置，进而提高目标检测的准确性。

在一些实施例中，检测目标的相关信息包括以下一种或其组合：微波雷达与检测目标之间的距离、微波雷达与检测目标之间的角度、检测目标数量、检测目标位置、回波能量。

在一些实施例中，对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合的步骤包括：建立融合变量；针对任一角度分组，判断角度分组内的检测目标数量是否大于零，当角度分组内的检测目标数量小于等于零时进入下一角度分组，当角度分组内的检测目标数量大于零时判断融合变量中的检测目标数量是否为零；当融合变量中的检测目标数量为零时将角度分组内的检测目标的相关信息复制给融合变量，并进入下一角度分组，当融合变量中的检测目标数量不为零时将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，直至融合变量中的检测目标数量大于预设数量阈值。

在一些实施例中，将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并的步骤包括：按照微波雷达与检测目标之间的距离，将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并。

在一些实施例中，还包括：根据融合后的检测目标的相关信息控制无人飞行器的航迹。

在该实施例中，飞行器控制器根据融合后的检测目标的相关信息控制无人飞行器的航迹，例如，控制无人飞行器在目标物前停止飞行或者绕过检测目标飞行。

根据本发明的第五个方面，提出了一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有程序指令，程序指令用于实现：控制微波雷达的天线装置以不同角度发射微波信号，和/或接收微波信号的回波信号；荻取多个回波信号，根据回波信号对应的观测角度，对多个回波信号进行角度分组，其中，每个角度分组对应于预设观测角度范围的回波信号；对每个角度分组中的回波信号，进行相干累加得到回波积累信号；根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

本发明采用由配置的光栅刻度来控制微波雷达发射的微波信号方向，例如微波雷达可配置触发射频板来发射该光栅刻度，微波雷达的天线装置连续发射m个三角波，接收到检测目标返回的m个回波信号后，将连续的m个回波信号进行分组后相干累加，以提高信噪比，进而提高弱目标检测概率，提升微波雷达避障性能。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：控制天线装置绕一转轴连续转动。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：控制天线装置在转动时连续发射微波信号。

在一些实施例中，程序指令实现根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息，具体包括：去除回波积累信号中的直流分量；采用预设截短函数，对去除直流分量后的回波积累信号进行截短处理；对截短处理后的回波积累信号进行快速傅里叶，获取快速傅里叶后的回波积累信号的频谱信息；根据预设检测阈值，对频谱信息进行恒虚警处理；根据恒虚警处理的频谱信息，获取波峰信息；根据波峰信息，进行抛物线拟合处理；根据抛物线拟合处理后的波峰信息，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合。

在一些实施例中，程序指令实现对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合，具体包括：根据多个角度分组中的检测目标的相关信息，确定多个角度分组中的检测目标是否为同一检测目标；若为同一检测目标，则根据检测目标的检测能量大小，选择检测能量大小最大的检测目标的相关信息，作为同一检测目标的相关信息。

在该实施例中，根据回波信号的中频信号进行目标检测和提取，包括去直流、加窗、fft(快速傅里叶变换)、cfar(恒虚警处理)检测、以及抛物线拟合等，获取角度分组内的目标物信息。得到每一个角度分组检测结果后再对所有结果进行融合处理，融合的原则按照无损失任何探测原则，按照目标的索引(检测峰值位置)进行合并，合并后根据距离由近到远排列作为微波雷达的目标物信息。需要说明的是，如果不同的观测角度，检测到相同的目标则根据其能量大小作为取舍依据，选择能量大的作为检测结果。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：根据微波雷达的移动速度确定补偿频率，并根据补偿频率对回波积累信号进行多普勒频移补偿。

在该实施例中，如果目标是运动的，则在回波信号的信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，因此必须对信号进行频移补偿以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，其中，相干累加参数为每个角度分组中回波信号的数量，获取的多个回波信号的数量为相干累加参数的整数倍。

在该实施例中，配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，获取的多个回波信号的数量与相干累加参数的比值即为对回波信号进行角度分组的分组数量，将一个角度分组内的多个回波信号进行相干累加，以增大弱目标检测概率。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：控制微波雷达的角度传感器检测微波信号以及回波信号的观测角度。

在一些实施例中，角度传感器包括光栅角度传感器。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：根据载具的姿态信息，对角度传感器获取的观测角度进行修正，其中，载具用于承载微波雷达。

在一些实施例中，载具为无人飞行器，或地面车辆。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：利用姿态信息对角度传感器的零度刻度位置进行调整。

在一些实施例中，姿态信息包括俯仰角信息，角度传感器的零度刻度位置平行于载具的平移轴设置。

在一些实施例中，天线装置的转轴垂直于载具的平移轴设置。

在该实施例中，无人飞行器的飞行过程中会出现倾斜情况，利用姿态信息补偿角度传感器的零度刻度位置，进而提高目标检测的准确性。

在一些实施例中，检测目标的相关信息包括以下一种或其组合：微波雷达与检测目标之间的距离、微波雷达与检测目标之间的角度、检测目标数量、检测目标位置、回波能量。

在一些实施例中，程序指令实现对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合，具体包括：建立融合变量；针对任一角度分组，判断角度分组内的检测目标数量是否大于零，当角度分组内的检测目标数量小于等于零时进入下一角度分组，当角度分组内的检测目标数量大于零时判断融合变量中的检测目标数量是否为零；当融合变量中的检测目标数量为零时将角度分组内的检测目标的相关信息复制给融合变量，并进入下一角度分组，当融合变量中的检测目标数量不为零时将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，直至融合变量中的检测目标数量大于预设数量阈值。

在一些实施例中，程序指令实现将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，具体包括：按照微波雷达与检测目标之间的距离，将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了相关技术中的三角波调制波形的示意图；

图2示出了本发明的一个实施例的微波雷达的示意框图；

图3示出了本发明的一个具体实施例的多角度测量方法的流程图；

图4示出了本发明的一个具体实施例的多角度测量结果融合方法的流程图；

图5示出了本发明的一个实施例的无人飞行器的示意框图；

图6示出了本发明的一个实施例的无人飞行器的示意图；

图7示出了本发明的一个实施例的微波雷达的信号处理方法的流程图；

图8示出了本发明的一个实施例的无人飞行器的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

本发明第一方面的实施例，提出一种微波雷达，图2示出了本发明的一个实施例的微波雷达20的示意框图。其中，该微波雷达20包括：

天线装置202，用于以不同角度发射微波信号，和/或接收微波信号的回波信号；

雷达控制器204，与天线装置202通信连接，雷达控制器204用于执行如下操作：获取多个回波信号；根据回波信号对应的观测角度，对多个回波信号进行角度分组，其中，每个角度分组对应于预设观测角度范围的回波信号；对每个角度分组中的回波信号，进行相干累加得到回波积累信号；根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

本发明采用由雷达控制器204配置的光栅刻度来控制微波雷达发射的微波信号方向，例如微波雷达20可配置触发射频板来发射该光栅刻度，微波雷达20的天线装置202连续发射m个三角波，接收到检测目标返回的m个回波信号后，将连续的m个回波信号进行分组后相干累加，以提高信噪比，进而提高弱目标检测概率，提升微波雷达避障性能。

在一些实施例中，所述微波雷达20可以安装在无人飞行器上，雷达控制器204可以包括一个或多个微处理器。微波雷达20还可以包括信号发射器、信号接收器、滤波器、混频器等。

在一些实施例中，天线装置202绕一转轴连续转动。

在一些实施例中，天线装置202在转动时连续发射微波信号。

在一些实施例中，雷达控制器204根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息包括：去除回波积累信号中的直流分量；采用预设截短函数，对去除直流分量后的回波积累信号进行截短处理；对截短处理后的回波积累信号进行快速傅里叶，获取快速傅里叶后的回波积累信号的频谱信息；根据预设检测阈值，对频谱信息进行恒虚警处理；根据恒虚警处理的频谱信息，获取波峰信息；根据波峰信息，进行抛物线拟合处理；根据抛物线拟合处理后的波峰信息，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

在一些实施例中，雷达控制器204还用于：对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合。

在一些实施例中，雷达控制器204对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合包括：根据多个角度分组中的检测目标的相关信息，确定多个角度分组中的检测目标是否为同一检测目标；若为同一检测目标，则根据检测目标的检测能量大小，选择检测能量大小最大的检测目标的相关信息，作为同一检测目标的相关信息。

在该实施例中，根据回波信号的中频信号进行目标检测和提取，包括去直流、加窗、fft(fastfouriertransformation，快速傅里叶变换)、cfar(恒虚警处理)检测、以及抛物线拟合等，获取角度分组内的目标物信息。得到每一个角度分组检测结果后再对所有结果进行融合处理，融合的原则按照无损失任何探测原则，按照目标的索引(检测峰值位置)进行合并，合并后根据距离由近到远排列作为微波雷达的目标物信息。需要说明的是，如果不同的观测角度，检测到相同的目标则根据其能量大小作为取舍依据，选择能量大的作为检测结果。

在一些实施例中，雷达控制器204还用于根据微波雷达的移动速度确定补偿频率，并根据补偿频率对回波积累信号进行多普勒频移补偿。

在该实施例中，如果目标是运动的，则在回波信号的信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，因此必须对信号进行频移补偿以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益。

本发明采用光栅刻度来控制微波雷达的微波信号方向，并且可配置触发射频板发射三角波的光栅刻度，连续发射m个三角波，接收到m个回波后，将连续的m个回波信号进行相干累加并补偿多普勒平移，提高信噪比，具体做法如下：

(1)相干累加：

假设微波雷达发射一个脉冲，被目标物发射回来一部分能量，在回波从接收机输出时对信号进行测量，测量的信号中包含幅度为e^jφ的复回波，以及加性噪声w，假设加性噪声w是对功率σ²的随机过程样本。单个脉冲的snr定义为：

其中，χ1为snr，a²为信号能量，σ²为噪声功率。

现在假设测量又重复了n-1次(共测量n次)，希望测量到的回波响应是不变的，而每次的噪声样本则是独立的。将这些独立测量值进行积累(求和)产生一个新的测量值z，这些包含相位信息的复样本的求和就是相干积累，如下：

其中，z表示回波积累信号，a表示频率的幅度，φ表示频率的相位，n表示相干累加参数(测量次数)。

显然积累的信号分量的能量为n²a²，如果噪声样本w(n)彼此独立且均值为0，则噪声分量的功率是独立噪声样本的功率和。进一步假设每个噪声样本的功率相同为σ²，则总的噪声功率为nσ²，积累后的snr变成：

将n次测量进行相干积累可以将snr提高n倍，这种提高称为积累增益，正如希望的那样提高snr可以改善雷达检测和参数估计的性能。

在相干积累中，信号分量是同相相加的，即相干相加的。因为积累后的信号分量的幅度增加原来n倍，所以信号能量增加到原来的n2倍，而噪声信号由于其相位是随机变化的，所以称之为功率相加。正是信号相位的一致性使信号功率在积累过程中的增加快于噪声功率。

(2)补偿多普勒平移：

在有些情况下，必须对信号进行预处理以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益，如果目标是运动的，则在信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，如下：

其中，f为多普勒归一化频率，在这种情况下，信号的功率依赖于多普勒频移的具体数值，除了少数极为幸运的情况外，信号功率都将小于n²a²，然而，如果预先知道多普勒频移，信号分量的相位变化可以在求和之前进行补偿：

因为相位校准使信号分量的相位变得相同，所以信号分量可以相干相加，噪声分量的相位仍然随机的，这样积累后的信号功率又变成了n²a²，而积累后的噪声功率仍为nσ²，又得到了相干积累增益n。

在一些实施例中，雷达控制器204还用于配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，其中，相干累加参数为每个角度分组中回波信号的数量，获取的多个回波信号的数量为相干累加参数的整数倍。

在该实施例中，雷达控制器204配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，获取的多个回波信号的数量与相干累加参数的比值即为对回波信号进行角度分组的分组数量，将一个角度分组内的多个回波信号进行相干累加，以增大弱目标检测概率。

在一些实施例中，还包括：与雷达控制器204通信连接的角度传感器206，角度传感器206用于检测微波信号以及回波信号的观测角度。

在一些实施例中，角度传感器206包括光栅角度传感器。

在一些实施例中，雷达控制器204还用于根据载具的姿态信息，对角度传感器获取的观测角度进行修正，其中，载具用于承载微波雷达。

在一些实施例中，载具为无人飞行器，或地面车辆。

在一些实施例中，雷达控制器204还用于利用姿态信息对角度传感器的零度刻度位置进行调整。

在一些实施例中，姿态信息包括俯仰角信息，角度传感器的零度刻度位置平行于载具的平移轴设置。

在一些实施例中，天线装置的转轴垂直于载具的平移轴设置。

在该实施例中，无人飞行器的飞行过程中会出现倾斜情况，利用姿态信息补偿对角度传感器的零度刻度位置，进而提高目标检测的准确性。

在一些实施例中，检测目标的相关信息包括以下一种或其组合：微波雷达与检测目标之间的距离、微波雷达与检测目标之间的角度、检测目标数量、检测目标位置、回波能量。

在一些实施例中，雷达控制器204对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合，具体包括：建立融合变量；针对任一角度分组，判断角度分组内的检测目标数量是否大于零，当角度分组内的检测目标数量小于等于零时进入下一角度分组，当角度分组内的检测目标数量大于零时判断融合变量中的检测目标数量是否为零；当融合变量中的检测目标数量为零时将角度分组内的检测目标的相关信息复制给融合变量，并进入下一角度分组，当融合变量中的检测目标数量不为零时将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，直至融合变量中的检测目标数量大于预设数量阈值。

在一些实施例中，雷达控制器204将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，具体包括：按照微波雷达与检测目标之间的距离，将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并。

本发明通过采用多角度观测目标并利用snr融合结果，来提高弱目标检测概率，从而提升雷达避障性能。图3示出了本发明的一个具体实施例的多角度测量方法的流程图。其中，该方法包括：

步骤302，配置起始采集光栅刻度、采集回波信号数量m和相干累加参数n，其中，采集回波信号数量m为相干累加参数n的整数倍，观测角度个数为m/n＝y；

步骤304，利用飞控姿态数据对光栅刻度进行补偿，并采集m个回波信号；

步骤306，从m个回波信号中连续的n个信号做相干累加并补偿由于无人飞行器运动而引起的多普勒相位移动；

步骤308，对相干累加后得到的中频数据做目标检测处理(包括获取距离、角度、能量、目标位置、数量)；

步骤310，判断是否完成y个角度检测，若是进入步骤312，若否返回步骤308；

步骤312，进行多个观测角度融合处理。

图4示出了本发明的一个具体实施例的多角度测量结果融合方法的流程图。其中，该方法包括：

步骤402，多角度y检测数据获取{tgts[1]tgts[2]tgts[3]......tgts[y]}，其中，tgts[i]表示第i个角度中获取的目标集合，该目标集合中包括在第i个角度下获取的所有目标物索引以及该目标物的信息，目标物的信息包括距离、角度、能量、目标位置、目标数量等；

步骤404，新建合并过程变量tgts_temp；

步骤406，i＝i+1；

步骤408，判断是否i＞y，若否进入步骤410，若是进入步骤420；

步骤410，判断tgts[i]中的目标数量是否大于0，若是进入步骤412，若否返回步骤406；

步骤412，判断tgts_temp中目标数量是否为0，若是进入步骤414，若否进入步骤416；

步骤414，把tgts[i]复制给tgts_temp，并返回步骤406；

步骤416，判断合并的目标数量是否大于预设数量，例如预设数量为16，若否进入步骤418，若是进入步骤420；

步骤418，对tgts[i]与tgts_temp进行数据合并，并返回步骤406；

步骤420，输出结果数据。

本发明第二方面的实施例，提出一种无人飞行器，图5示出了本发明的一个实施例的无人飞行器50的示意框图。其中，该无人飞行器50包括：

机架502；

微波雷达504，安装在机架502上，微波雷达504包括：

天线装置542，用于以不同角度发射微波信号，和/或接收微波信号的回波信号；以及雷达控制器544，与天线装置542通信连接，雷达控制器544获取多个回波信号，根据回波信号对应的观测角度，对多个回波信号进行角度分组，其中，每个角度分组对应于预设观测角度范围的回波信号，对每个角度分组中的回波信号，进行相干累加得到回波积累信号，根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

本发明采用由雷达控制器544配置的光栅刻度来控制微波雷达504发射的微波信号方向，例如微波雷达504可配置触发射频板来发射该光栅刻度，微波雷达504的天线装置542连续发射m个三角波，接收到检测目标返回的m个回波信号后，将连续的m个回波信号进行分组后相干累加，以提高信噪比，进而提高弱目标检测概率，提升微波雷达避障性能。

在一些实施例中，雷达控制器544可以包括一个或多个微处理器。微波雷达504还可以包括信号发射器、信号接收器、滤波器、混频器等。

在一些实施例中，天线装置542绕一转轴连续转动，如图6所示，旋转雷达(微波雷达)具有一转轴，天线装置542绕该转轴连续转动。

在一些实施例中，天线装置542在转动时连续发射微波信号。

在一些实施例中，雷达控制器544根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息包括：去除回波积累信号中的直流分量；采用预设截短函数，对去除直流分量后的回波积累信号进行截短处理；对截短处理后的回波积累信号进行快速傅里叶，获取快速傅里叶后的回波积累信号的频谱信息；根据预设检测阈值，对频谱信息进行恒虚警处理；根据恒虚警处理的频谱信息，获取波峰信息；根据波峰信息，进行抛物线拟合处理；根据抛物线拟合处理后的波峰信息，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

在一些实施例中，雷达控制器还用于：对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合。

在一些实施例中，雷达控制器544对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合包括：根据多个角度分组中的检测目标的相关信息，确定多个角度分组中的检测目标是否为同一检测目标；若为同一检测目标，则根据检测目标的检测能量大小，选择检测能量大小最大的检测目标的相关信息，作为同一检测目标的相关信息。

在该实施例中，根据回波信号的中频信号进行目标检测和提取，包括去直流、加窗、fft(快速傅里叶变换)、cfar(恒虚警处理)检测、以及抛物线拟合等，获取角度分组内的目标物信息。得到每一个角度分组检测结果后再对所有结果进行融合处理，融合的原则按照无损失任何探测原则，按照目标的索引(检测峰值位置)进行合并，合并后根据距离由近到远排列作为微波雷达的目标物信息。需要说明的是，如果不同的观测角度，检测到相同的目标则根据其能量大小作为取舍依据，选择能量大的作为检测结果。

在一些实施例中，雷达控制器544还用于根据微波雷达的移动速度确定补偿频率，并根据补偿频率对回波积累信号进行多普勒频移补偿。

在该实施例中，如果目标是运动的，则在回波信号的信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，因此必须对信号进行频移补偿以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益。

本发明采用光栅刻度来控制微波雷达的微波信号方向，并且可配置触发射频板发射三角波的光栅刻度，连续发射m个三角波，接收到m个回波后，将连续的m个回波信号进行相干累加并补偿多普勒平移，提高信噪比，具体做法如下：

(1)相干累加：

假设微波雷达发射一个脉冲，被目标物发射回来一部分能量，在回波从接收机输出时对信号进行测量，测量的信号中包含幅度为e^jφ的复回波，以及加性噪声w，假设加性噪声w是对功率σ²的随机过程样本。单个脉冲的snr定义为：

其中，χ1为snr，a²为信号能量，σ²为噪声功率。

现在假设测量又重复了n-1次(共测量n次)，希望测量到的回波响应是不变的，而每次的噪声样本则是独立的。将这些独立测量值进行积累(求和)产生一个新的测量值z，这些包含相位信息的复样本的求和就是相干积累，如下：

其中，z表示回波积累信号，a表示频率的幅度，φ表示频率的相位，n表示相干累加参数(测量次数)。

显然积累的信号分量的能量为n²a²，如果噪声样本w(n)彼此独立且均值为0，则噪声分量的功率是独立噪声样本的功率和。进一步假设每个噪声样本的功率相同为σ²，则总的噪声功率为nσ²，积累后的snr变成：

将n次测量进行相干积累可以将snr提高n倍，这种提高称为积累增益，正如希望的那样提高snr可以改善雷达检测和参数估计的性能。

在相干积累中，信号分量是同相相加的，即相干相加的。因为积累后的信号分量的幅度增加原来n倍，所以信号能量增加到原来的n²倍，而噪声信号由于其相位是随机变化的，所以称之为功率相加。正是信号相位的一致性使信号功率在积累过程中的增加快于噪声功率。

(2)补偿多普勒平移：

在有些情况下，必须对信号进行预处理以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益，如果目标是运动的，则在信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，如下：

其中，f为多普勒归一化频率，在这种情况下，信号的功率依赖于多普勒频移的具体数值，除了少数极为幸运的情况外，信号功率都将小于n²a²，然而，如果预先知道多普勒频移，信号分量的相位变化可以在求和之前进行补偿：

因为相位校准使信号分量的相位变得相同，所以信号分量可以相干相加，噪声分量的相位仍然随机的，这样积累后的信号功率又变成了n²a²，而积累后的噪声功率仍为nσ²，又得到了相干积累增益n。

在一些实施例中，雷达控制器544还用于配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，其中，相干累加参数为每个角度分组中回波信号的数量，获取的多个回波信号的数量为相干累加参数的整数倍。

在该实施例中，雷达控制器配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，获取的多个回波信号的数量与相干累加参数的比值即为对回波信号进行角度分组的分组数量，将一个角度分组内的多个回波信号进行相干累加，以增大弱目标检测概率。

在一些实施例中，还包括：与雷达控制器544通信连接的角度传感器546，角度传感器546用于检测微波信号以及回波信号的观测角度。

在一些实施例中，角度传感器546包括光栅角度传感器。

在一些实施例中，雷达控制器544还用于根据载具的姿态信息，对角度传感器获取的观测角度进行修正，其中，载具用于承载微波雷达。

在一些实施例中，载具为无人飞行器，或地面车辆。

在一些实施例中，雷达控制器544还用于利用姿态信息对角度传感器的零度刻度位置进行调整。

在一些实施例中，姿态信息包括俯仰角信息，角度传感器的零度刻度位置平行于载具的平移轴设置(如图6中所示无人飞行器的平移轴)。

在一些实施例中，天线装置542的转轴垂直于载具的平移轴设置。

在该实施例中，无人飞行器50的飞行过程中会出现倾斜情况，利用姿态信息补偿对角度传感器的零度刻度位置，进而提高目标检测的准确性。

在一些实施例中，检测目标的相关信息包括以下一种或其组合：微波雷达与检测目标之间的距离、微波雷达与检测目标之间的角度、检测目标数量、检测目标位置、回波能量。

在一些实施例中，雷达控制器544对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合，具体包括：建立融合变量；针对任一角度分组，判断角度分组内的检测目标数量是否大于零，当角度分组内的检测目标数量小于等于零时进入下一角度分组，当角度分组内的检测目标数量大于零时判断融合变量中的检测目标数量是否为零；当融合变量中的检测目标数量为零时将角度分组内的检测目标的相关信息复制给融合变量，并进入下一角度分组，当融合变量中的检测目标数量不为零时将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，直至融合变量中的检测目标数量大于预设数量阈值。

在一些实施例中，雷达控制器544将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，具体包括：按照微波雷达与检测目标之间的距离，将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并。

本发明通过采用多角度观测目标并利用snr融合结果，来提高弱目标检测概率，从而提升雷达避障性能。图3示出了本发明的一个具体实施例的多角度测量方法的流程图。其中，该方法包括：

步骤302，配置起始采集光栅刻度、采集回波信号数量m和相干累加参数n，其中，采集回波信号数量m为相干累加参数n的整数倍，观测角度个数为m/n＝y；

步骤304，利用飞控姿态数据对光栅刻度进行补偿，并采集m个回波信号；

步骤306，从m个回波信号中连续的n个信号做相干累加并补偿由于无人飞行器运动而引起的多普勒相位移动；

步骤308，对相干累加后得到的中频数据做目标检测处理(包括获取距离、角度、能量、目标位置、数量)；

步骤310，判断是否完成y个角度检测，若是进入步骤312，若否返回步骤308；

步骤312，进行多个观测角度融合处理。

图4示出了本发明的一个具体实施例的多角度测量结果融合方法的流程图。其中，该方法包括：

步骤402，多角度y检测数据获取{tgts[1]tgts[2]tgts[3]......tgts[y]}，其中，tgts[i]表示第i个角度中获取的目标集合，该目标集合中包括在第i个角度下获取的所有目标物索引以及该目标物的信息，目标物的信息包括距离、角度、能量、目标位置、目标数量等；

步骤404，新建合并过程变量tgts_temp；

步骤406，i＝i+1；

步骤408，判断是否i＞y，若否进入步骤410，若是进入步骤420；

步骤410，判断tgts[i]中的目标数量是否大于0，若是进入步骤412，若否返回步骤406；

步骤412，判断tgts_temp中目标数量是否为0，若是进入步骤414，若否进入步骤416；

步骤414，把tgts[i]复制给tgts_temp，并返回步骤406；

步骤416，判断合并的目标数量是否大于预设数量，例如预设数量为16，若否进入步骤418，若是进入步骤420；

步骤418，对tgts[i]与tgts_temp进行数据合并，并返回步骤406；

步骤420，输出结果数据。

在一些实施例中，无人飞行器50还包括：飞行器控制器506，用于根据融合后的检测目标的相关信息控制无人飞行器的航迹。

在该实施例中，飞行器控制器506根据融合后的检测目标的相关信息控制无人飞行器的航迹，例如，控制无人飞行器在目标物前停止飞行或者绕过检测目标飞行。

本发明第三方面的实施例，提出一种微波雷达的信号处理方法，图7示出了本发明的一个实施例的微波雷达的信号处理方法的流程图。其中，该信号处理方法包括：

步骤702，控制微波雷达的天线装置以不同角度发射微波信号，和/或接收微波信号的回波信号；

步骤704，获取多个回波信号，根据回波信号对应的观测角度，对多个回波信号进行角度分组，其中，每个角度分组对应于预设观测角度范围的回波信号；

步骤706，对每个角度分组中的回波信号，进行相干累加得到回波积累信号；

步骤708，根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

本发明采用由配置的光栅刻度来控制微波雷达发射的微波信号方向，例如微波雷达可配置触发射频板来发射该光栅刻度，微波雷达的天线装置连续发射m个三角波，接收到检测目标返回的m个回波信号后，将连续的m个回波信号进行分组后相干累加，以提高信噪比，进而提高弱目标检测概率，提升微波雷达避障性能。

在一些实施例中，还包括：控制天线装置绕一转轴连续转动。

在一些实施例中，还包括：控制天线装置在转动时连续发射微波信号。

在一些实施例中，根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息的步骤包括：去除回波积累信号中的直流分量；采用预设截短函数，对去除直流分量后的回波积累信号进行截短处理；对截短处理后的回波积累信号进行快速傅里叶，获取快速傅里叶后的回波积累信号的频谱信息；根据预设检测阈值，对频谱信息进行恒虚警处理；根据恒虚警处理的频谱信息，获取波峰信息；根据波峰信息，进行抛物线拟合处理；根据抛物线拟合处理后的波峰信息，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

在一些实施例中，还包括：对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合。

在一些实施例中，对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合的步骤包括：根据多个角度分组中的检测目标的相关信息，确定多个角度分组中的检测目标是否为同一检测目标；若为同一检测目标，则根据检测目标的检测能量大小，选择检测能量大小最大的检测目标的相关信息，作为同一检测目标的相关信息。

在该实施例中，根据回波信号的中频信号进行目标检测和提取，包括去直流、加窗、fft(快速傅里叶变换)、cfar(恒虚警处理)检测、以及抛物线拟合等，获取角度分组内的目标物信息。得到每一个角度分组检测结果后再对所有结果进行融合处理，融合的原则按照无损失任何探测原则，按照目标的索引(检测峰值位置)进行合并，合并后根据距离由近到远排列作为微波雷达的目标物信息。需要说明的是，如果不同的观测角度，检测到相同的目标则根据其能量大小作为取舍依据，选择能量大的作为检测结果。

在一些实施例中，还包括：根据微波雷达的移动速度确定补偿频率，并根据补偿频率对回波积累信号进行多普勒频移补偿。

在一些实施例中，还包括：根据微波雷达的移动速度确定补偿频率，并根据补偿频率对回波积累信号进行多普勒频移补偿。

在该实施例中，如果目标是运动的，则在回波信号的信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，因此必须对信号进行频移补偿以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益。

在一些实施例中，还包括：配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，其中，相干累加参数为每个角度分组中回波信号的数量，获取的多个回波信号的数量为相干累加参数的整数倍。

在该实施例中，配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，获取的多个回波信号的数量与相干累加参数的比值即为对回波信号进行角度分组的分组数量，将一个角度分组内的多个回波信号进行相干累加，以增大弱目标检测概率。

本发明采用光栅刻度来控制微波雷达的微波信号方向，并且可配置触发射频板发射三角波的光栅刻度，连续发射m个三角波，接收到m个回波后，将连续的m个回波信号进行相干累加并补偿多普勒平移，提高信噪比，具体做法如下：

(1)相干累加：

假设微波雷达发射一个脉冲，被目标物发射回来一部分能量，在回波从接收机输出时对信号进行测量，测量的信号中包含幅度为e^jφ的复回波，以及加性噪声w，假设加性噪声w是对功率σ²的随机过程样本。单个脉冲的snr定义为：

其中，χ1为snr，a²为信号能量，σ²为噪声功率。

现在假设测量又重复了n-1次(共测量n次)，希望测量到的回波响应是不变的，而每次的噪声样本则是独立的。将这些独立测量值进行积累(求和)产生一个新的测量值z，这些包含相位信息的复样本的求和就是相干积累，如下：

其中，z表示回波信号的中频信号，a表示频率的幅度，φ表示频率的相位，n表示相干累加参数(测量次数)。

显然积累的信号分量的能量为n²a²，如果噪声样本w(n)彼此独立且均值为0，则噪声分量的功率是独立噪声样本的功率和。进一步假设每个噪声样本的功率相同为σ²，则总的噪声功率为nσ²，积累后的snr变成：

将n次测量进行相干积累可以将snr提高n倍，这种提高称为积累增益，正如希望的那样提高snr可以改善雷达检测和参数估计的性能。

在相干积累中，信号分量是同相相加的，即相干相加的。因为积累后的信号分量的幅度增加原来n倍，所以信号能量增加到原来的n²倍，而噪声信号由于其相位是随机变化的，所以称之为功率相加。正是信号相位的一致性使信号功率在积累过程中的增加快于噪声功率。

(2)补偿多普勒平移：

在有些情况下，必须对信号进行预处理以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益，如果目标是运动的，则在信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，如下：

其中，f为多普勒归一化频率，在这种情况下，信号的功率依赖于多普勒频移的具体数值，除了少数极为幸运的情况外，信号功率都将小于n²a²，然而，如果预先知道多普勒频移，信号分量的相位变化可以在求和之前进行补偿：

因为相位校准使信号分量的相位变得相同，所以信号分量可以相干相加，噪声分量的相位仍然随机的，这样积累后的信号功率又变成了n²a²，而积累后的噪声功率仍为nσ²，又得到了相干积累增益n。

在一些实施例中，还包括：控制微波雷达的角度传感器检测微波信号以及回波信号的观测角度。

在一些实施例中，角度传感器包括光栅角度传感器。

在一些实施例中，还包括：根据载具的姿态信息，对角度传感器获取的观测角度进行修正，其中，载具用于承载微波雷达。

在一些实施例中，载具为无人飞行器，或地面车辆。

在一些实施例中，利用姿态信息对角度传感器的零度刻度位置进行调整。姿态信息包括俯仰角信息，角度传感器的零度刻度位置平行于载具的平移轴设置。

在该实施例中，无人飞行器的飞行过程中会出现倾斜情况，利用姿态信息补偿角度传感器的零度刻度位置，进而提高目标检测的准确性。

在一些实施例中，天线装置的转轴垂直于载具的平移轴设置。

在一些实施例中，检测目标的相关信息包括以下一种或其组合：微波雷达与检测目标之间的距离、微波雷达与检测目标之间的角度、检测目标数量、检测目标位置、回波能量。

在一些实施例中，对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合的步骤包括：建立融合变量；针对任一角度分组，判断角度分组内的检测目标数量是否大于零，当角度分组内的检测目标数量小于等于零时进入下一角度分组，当角度分组内的检测目标数量大于零时判断融合变量中的检测目标数量是否为零；当融合变量中的检测目标数量为零时将角度分组内的检测目标的相关信息复制给融合变量，并进入下一角度分组，当融合变量中的检测目标数量不为零时将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，直至融合变量中的检测目标数量大于预设数量阈值。

在一些实施例中，将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并的步骤包括：按照微波雷达与检测目标之间的距离，将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并。

本发明通过采用多角度观测目标并利用snr融合结果，来提高弱目标检测概率，从而提升雷达避障性能。图3示出了本发明的一个具体实施例的多角度测量方法的流程图。其中，该方法包括：

步骤302，配置起始采集光栅刻度、采集回波信号数量m和相干累加参数n，其中，采集回波信号数量m为相干累加参数n的整数倍，观测角度个数为m/n＝y；

步骤304，利用飞控姿态数据对光栅刻度进行补偿，并采集m个回波信号；

步骤306，从m个回波信号中连续的n个信号做相干累加并补偿由于无人飞行器运动而引起的多普勒相位移动；

步骤308，对相干累加后得到的中频数据做目标检测处理(包括获取距离、角度、能量、目标位置、数量)；

步骤310，判断是否完成y个角度检测，若是进入步骤312，若否返回步骤308；

步骤312，进行多个观测角度融合处理。

图4示出了本发明的一个具体实施例的多角度测量结果融合方法的流程图。其中，该方法包括：

步骤402，多角度y检测数据获取{tgts[1]tgts[2]tgts[3]......tgts[y]}，其中，tgts[i]表示第i个角度中获取的目标集合，该目标集合中包括在第i个角度下获取的所有目标物索引以及该目标物的信息，目标物的信息包括距离、角度、能量、目标位置、目标数量等；

步骤404，新建合并过程变量tgts_temp；

步骤406，i＝i+1；

步骤408，判断是否i＞y，若否进入步骤410，若是进入步骤420；

步骤410，判断tgts[i]中的目标数量是否大于0，若是进入步骤412，若否返回步骤406；

步骤412，判断tgts_temp中目标数量是否为0，若是进入步骤414，若否进入步骤416；

步骤414，把tgts[i]复制给tgts_temp，并返回步骤406；

步骤416，判断合并的目标数量是否大于预设数量，例如预设数量为16，若否进入步骤418，若是进入步骤420；

步骤418，对tgts[i]与tgts_temp进行数据合并，并返回步骤406；

步骤420，输出结果数据。

本发明第四方面的实施例，提出一种无人飞行器的控制方法，图8示出了本发明的一个实施例的无人飞行器的控制方法的流程图。其中，该控制方法包括：

步骤802，控制无人飞行器的微波雷达的天线装置以不同角度发射微波信号，和/或接收微波信号的回波信号；

步骤804，获取多个回波信号，根据回波信号对应的观测角度，对多个回波信号进行角度分组，其中，每个角度分组对应于预设观测角度范围的回波信号；

步骤806，对每个角度分组中的回波信号，进行相干累加得到回波积累信号；

步骤808，根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

本发明采用由配置的光栅刻度来控制微波雷达发射的微波信号方向，例如微波雷达可配置触发射频板来发射该光栅刻度，微波雷达的天线装置连续发射m个三角波，接收到检测目标返回的m个回波信号后，将连续的m个回波信号进行分组后相干累加，以提高信噪比，进而提高弱目标检测概率，提升微波雷达避障性能。

在一些实施例中，控制天线装置绕一转轴连续转动。

在一些实施例中，还包括：控制天线装置在转动时连续发射微波信号。

在一些实施例中，根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息的步骤包括：去除回波积累信号中的直流分量；采用预设截短函数，对去除直流分量后的回波积累信号进行截短处理；对截短处理后的回波积累信号进行快速傅里叶，获取快速傅里叶后的回波积累信号的频谱信息；根据预设检测阈值，对频谱信息进行恒虚警处理；根据恒虚警处理的频谱信息，获取波峰信息；根据波峰信息，进行抛物线拟合处理；根据抛物线拟合处理后的波峰信息，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

在一些实施例中，还包括：对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合。

在一些实施例中，对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合的步骤包括：根据多个角度分组中的检测目标的相关信息，确定多个角度分组中的检测目标是否为同一检测目标；若为同一检测目标，则根据检测目标的检测能量大小，选择检测能量大小最大的检测目标的相关信息，作为同一检测目标的相关信息。

在该实施例中，根据回波信号的中频信号进行目标检测和提取，包括去直流、加窗、fft(快速傅里叶变换)、cfar(恒虚警处理)检测、以及抛物线拟合等，获取角度分组内的目标物信息。得到每一个角度分组检测结果后再对所有结果进行融合处理，融合的原则按照无损失任何探测原则，按照目标的索引(检测峰值位置)进行合并，合并后根据距离由近到远排列作为微波雷达的目标物信息。需要说明的是，如果不同的观测角度，检测到相同的目标则根据其能量大小作为取舍依据，选择能量大的作为检测结果。

在一些实施例中，还包括：根据微波雷达的移动速度确定补偿频率，并根据补偿频率对回波积累信号进行多普勒频移补偿。

在该实施例中，如果目标是运动的，则在回波信号的信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，因此必须对信号进行频移补偿以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益。

在一些实施例中，还包括：配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，其中，相干累加参数为每个角度分组中回波信号的数量，获取的多个回波信号的数量为相干累加参数的整数倍。

在该实施例中，配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，获取的多个回波信号的数量与相干累加参数的比值即为对回波信号进行角度分组的分组数量，将一个角度分组内的多个回波信号进行相干累加，以增大弱目标检测概率。

本发明采用光栅刻度来控制微波雷达的微波信号方向，并且可配置触发射频板发射三角波的光栅刻度，连续发射m个三角波，接收到m个回波后，将连续的m个回波信号进行相干累加并补偿多普勒平移，提高信噪比，具体做法如下：

(1)相干累加：

假设微波雷达发射一个脉冲，被目标物发射回来一部分能量，在回波从接收机输出时对信号进行测量，测量的信号中包含幅度为e^jφ的复回波，以及加性噪声w，假设加性噪声w是对功率σ²的随机过程样本。单个脉冲的snr定义为：

其中，χ1为snr，a²为信号能量，σ²为噪声功率。

现在假设测量又重复了n-1次(共测量n次)，希望测量到的回波响应是不变的，而每次的噪声样本则是独立的。将这些独立测量值进行积累(求和)产生一个新的测量值z，这些包含相位信息的复样本的求和就是相干积累，如下：

其中，z表示回波信号的中频信号，a表示频率的幅度，φ表示频率的相位，n表示相干累加参数(测量次数)。

显然积累的信号分量的能量为n²a²，如果噪声样本w(n)彼此独立且均值为0，则噪声分量的功率是独立噪声样本的功率和。进一步假设每个噪声样本的功率相同为σ²，则总的噪声功率为nσ²，积累后的snr变成：

将n次测量进行相干积累可以将snr提高n倍，这种提高称为积累增益，正如希望的那样提高snr可以改善雷达检测和参数估计的性能。

在相干积累中，信号分量是同相相加的，即相干相加的。因为积累后的信号分量的幅度增加原来n倍，所以信号能量增加到原来的n²倍，而噪声信号由于其相位是随机变化的，所以称之为功率相加。正是信号相位的一致性使信号功率在积累过程中的增加快于噪声功率。

(2)补偿多普勒平移：

在有些情况下，必须对信号进行预处理以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益，如果目标是运动的，则在信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，如下：

其中，f为多普勒归一化频率，在这种情况下，信号的功率依赖于多普勒频移的具体数值，除了少数极为幸运的情况外，信号功率都将小于n²a²，然而，如果预先知道多普勒频移，信号分量的相位变化可以在求和之前进行补偿：

因为相位校准使信号分量的相位变得相同，所以信号分量可以相干相加，噪声分量的相位仍然随机的，这样积累后的信号功率又变成了n²a²，而积累后的噪声功率仍为nσ²，又得到了相干积累增益n。

在一些实施例中，控制微波雷达的角度传感器检测微波信号以及回波信号的观测角度。

在一些实施例中，角度传感器包括光栅角度传感器。

在一些实施例中，还包括：根据载具的姿态信息，对角度传感器获取的观测角度进行修正，其中，载具用于承载微波雷达。

在一些实施例中，载具为无人飞行器，或地面车辆。

在一些实施例中，利用姿态信息对角度传感器的零度刻度位置进行调整。姿态信息包括俯仰角信息，角度传感器的零度刻度位置平行于载具的平移轴设置。

在一些实施例中，天线装置的转轴垂直于载具的平移轴设置。

在该实施例中，无人飞行器的飞行过程中会出现倾斜情况，利用姿态信息补偿角度传感器的零度刻度位置，进而提高目标检测的准确性。

在一些实施例中，检测目标的相关信息包括以下一种或其组合：微波雷达与检测目标之间的距离、微波雷达与检测目标之间的角度、检测目标数量、检测目标位置、回波能量。

在一些实施例中，对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合的步骤包括：建立融合变量；针对任一角度分组，判断角度分组内的检测目标数量是否大于零，当角度分组内的检测目标数量小于等于零时进入下一角度分组，当角度分组内的检测目标数量大于零时判断融合变量中的检测目标数量是否为零；当融合变量中的检测目标数量为零时将角度分组内的检测目标的相关信息复制给融合变量，并进入下一角度分组，当融合变量中的检测目标数量不为零时将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，直至融合变量中的检测目标数量大于预设数量阈值。

在一些实施例中，将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并的步骤包括：按照微波雷达与检测目标之间的距离，将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并。

本发明通过采用多角度观测目标并利用snr融合结果，来提高弱目标检测概率，从而提升雷达避障性能。图3示出了本发明的一个具体实施例的多角度测量方法的流程图。其中，该方法包括：

步骤302，配置起始采集光栅刻度、采集回波信号数量m和相干累加参数n，其中，采集回波信号数量m为相干累加参数n的整数倍，观测角度个数为m/n＝y；

步骤304，利用飞控姿态数据对光栅刻度进行补偿，并采集m个回波信号；

步骤306，从m个回波信号中连续的n个信号做相干累加并补偿由于无人飞行器运动而引起的多普勒相位移动；

步骤308，对相干累加后得到的中频数据做目标检测处理(包括获取距离、角度、能量、目标位置、数量)；

步骤310，判断是否完成y个角度检测，若是进入步骤312，若否返回步骤308；

步骤312，进行多个观测角度融合处理。

图4示出了本发明的一个具体实施例的多角度测量结果融合方法的流程图。其中，该方法包括：

步骤402，多角度y检测数据获取{tgts[1]tgts[2]tgts[3]......tgts[y]}，其中，tgts[i]表示第i个角度中获取的目标集合，该目标集合中包括在第i个角度下获取的所有目标物索引以及该目标物的信息，目标物的信息包括距离、角度、能量、目标位置、目标数量等；

步骤404，新建合并过程变量tgts_temp；

步骤406，i＝i+1；

步骤408，判断是否i＞y，若否进入步骤410，若是进入步骤420；

步骤410，判断tgts[i]中的目标数量是否大于0，若是进入步骤412，若否返回步骤406；

步骤412，判断tgts_temp中目标数量是否为0，若是进入步骤414，若否进入步骤416；

步骤414，把tgts[i]复制给tgts_temp，并返回步骤406；

步骤416，判断合并的目标数量是否大于预设数量，例如预设数量为16，若否进入步骤418，若是进入步骤420；

步骤418，对tgts[i]与tgts_temp进行数据合并，并返回步骤406；

步骤420，输出结果数据。

在一些实施例中，还包括：根据融合后的检测目标的相关信息控制无人飞行器的航迹。

在该实施例中，飞行器控制器根据融合后的检测目标的相关信息控制无人飞行器的航迹，例如，控制无人飞行器在目标物前停止飞行或者绕过检测目标飞行。

本发明第五方面的实施例，提出了一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有程序指令，程序指令用于实现：控制微波雷达的天线装置以不同角度发射微波信号，和/或接收微波信号的回波信号；获取多个回波信号，根据回波信号对应的观测角度，对多个回波信号进行角度分组，其中，每个角度分组对应于预设观测角度范围的回波信号；对每个角度分组中的回波信号，进行相干累加得到回波积累信号；根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

本发明采用由配置的光栅刻度来控制微波雷达发射的微波信号方向，例如微波雷达可配置触发射频板来发射该光栅刻度，微波雷达的天线装置连续发射m个三角波，接收到检测目标返回的m个回波信号后，将连续的m个回波信号进行分组后相干累加，以提高信噪比，进而提高弱目标检测概率，提升微波雷达避障性能。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：控制天线装置绕一转轴连续转动。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：控制天线装置在转动时连续发射微波信号。

在一些实施例中，程序指令实现根据回波积累信号，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息，具体包括：去除回波积累信号中的直流分量；采用预设截短函数，对去除直流分量后的回波积累信号进行截短处理；对截短处理后的回波积累信号进行快速傅里叶，获取快速傅里叶后的回波积累信号的频谱信息；根据预设检测阈值，对频谱信息进行恒虚警处理；根据恒虚警处理的频谱信息，获取波峰信息；根据波峰信息，进行抛物线拟合处理；根据抛物线拟合处理后的波峰信息，计算与回波积累信号对应的检测目标的相关信息。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合。

在一些实施例中，程序指令实现对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合，具体包括：根据多个角度分组中的检测目标的相关信息，确定多个角度分组中的检测目标是否为同一检测目标；若为同一检测目标，则根据检测目标的检测能量大小，选择检测能量大小最大的检测目标的相关信息，作为同一检测目标的相关信息。

在该实施例中，根据回波信号的中频信号进行目标检测和提取，包括去直流、加窗、fft(快速傅里叶变换)、cfar(恒虚警处理)检测、以及抛物线拟合等，获取角度分组内的目标物信息。得到每一个角度分组检测结果后再对所有结果进行融合处理，融合的原则按照无损失任何探测原则，按照目标的索引(检测峰值位置)进行合并，合并后根据距离由近到远排列作为微波雷达的目标物信息。需要说明的是，如果不同的观测角度，检测到相同的目标则根据其能量大小作为取舍依据，选择能量大的作为检测结果。

在一些实施例中，所述计算机存储介质可以为易失性存储器，或者非易失性存储器。所述计算机存储介质也可以为串行存储器，或者并行存储器。所述计算机存储介质可以为ram存储器，或者rom存储器。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：根据微波雷达的移动速度确定补偿频率，并根据补偿频率对回波积累信号进行多普勒频移补偿。

在该实施例中，如果目标是运动的，则在回波信号的信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，因此必须对信号进行频移补偿以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益。

本发明采用光栅刻度来控制微波雷达的微波信号方向，并且可配置触发射频板发射三角波的光栅刻度，连续发射m个三角波，接收到m个回波后，将连续的m个回波信号进行相干累加并补偿多普勒平移，提高信噪比，具体做法如下：

(1)相干累加：

假设微波雷达发射一个脉冲，被目标物发射回来一部分能量，在回波从接收机输出时对信号进行测量，测量的信号中包含幅度为e^jφ的复回波，以及加性噪声w，假设加性噪声w是对功率σ²的随机过程样本。单个脉冲的snr定义为：

其中，χ1为snr，a²为信号能量，σ²为噪声功率。

现在假设测量又重复了n-1次(共测量n次)，希望测量到的回波响应是不变的，而每次的噪声样本则是独立的。将这些独立测量值进行积累(求和)产生一个新的测量值z，这些包含相位信息的复样本的求和就是相干积累，如下：

其中，z表示回波信号的中频信号，a表示频率的幅度，φ表示频率的相位，n表示相干累加参数(测量次数)。

显然积累的信号分量的能量为n²a²，如果噪声样本w(n)彼此独立且均值为0，则噪声分量的功率是独立噪声样本的功率和。进一步假设每个噪声样本的功率相同为σ²，则总的噪声功率为nσ²，积累后的snr变成：

将n次测量进行相干积累可以将snr提高n倍，这种提高称为积累增益，正如希望的那样提高snr可以改善雷达检测和参数估计的性能。

在相干积累中，信号分量是同相相加的，即相干相加的。因为积累后的信号分量的幅度增加原来n倍，所以信号能量增加到原来的n²倍，而噪声信号由于其相位是随机变化的，所以称之为功率相加。正是信号相位的一致性使信号功率在积累过程中的增加快于噪声功率。

(2)补偿多普勒平移：

在有些情况下，必须对信号进行预处理以保证信号分量的相位一致，以便获得相干积累增益，如果目标是运动的，则在信号分量的测量结果中将会呈现一个多普勒频率，如下：

其中，f为多普勒归一化频率，在这种情况下，信号的功率依赖于多普勒频移的具体数值，除了少数极为幸运的情况外，信号功率都将小于n²a²，然而，如果预先知道多普勒频移，信号分量的相位变化可以在求和之前进行补偿：

因为相位校准使信号分量的相位变得相同，所以信号分量可以相干相加，噪声分量的相位仍然随机的，这样积累后的信号功率又变成了n²a²，而积累后的噪声功率仍为nσ²，又得到了相干积累增益n。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：配置获取的多个回波信号的数量和相干累加参数，其中，相干累加参数为每个角度分组中回波信号的数量，获取的多个回波信号的数量为相干累加参数的整数倍。

在该实施例中，配置获取的多个回波信号的获取的多个回波信号的数量与相干累加参数的比值即为对回波信号进行角度分组的分组数量，将一个角度分组内的多个回波信号进行相干累加，以增大弱目标检测概率。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：控制微波雷达的角度传感器检测微波信号以及回波信号的观测角度。

在一些实施例中，角度传感器包括光栅角度传感器。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：根据载具的姿态信息，对角度传感器获取的观测角度进行修正，其中，载具用于承载微波雷达。

在一些实施例中，载具为无人飞行器，或地面车辆。

在一些实施例中，程序指令还用于实现：利用姿态信息对角度传感器的零度刻度位置进行调整。

在一些实施例中，姿态信息包括俯仰角信息，角度传感器的零度刻度位置平行于载具的平移轴设置。

在一些实施例中，天线装置的转轴垂直于载具的平移轴设置。

在该实施例中，无人飞行器的飞行过程中会出现倾斜情况，利用姿态信息补偿角度传感器的零度刻度位置，进而提高目标检测的准确性。

在一些实施例中，检测目标的相关信息包括以下一种或其组合：微波雷达与检测目标之间的距离、微波雷达与检测目标之间的角度、检测目标数量、检测目标位置、回波能量。

在一些实施例中，程序指令实现对多个角度分组中的检测目标的相关信息进行融合，具体包括：建立融合变量；针对任一角度分组，判断角度分组内的检测目标数量是否大于零，当角度分组内的检测目标数量小于等于零时进入下一角度分组，当角度分组内的检测目标数量大于零时判断融合变量中的检测目标数量是否为零；当融合变量中的检测目标数量为零时将角度分组内的检测目标的相关信息复制给融合变量，并进入下一角度分组，当融合变量中的检测目标数量不为零时将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，直至融合变量中的检测目标数量大于预设数量阈值。

在一些实施例中，程序指令实现将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并，具体包括：按照微波雷达与检测目标之间的距离，将角度分组内的检测目标的相关信息与融合变量中的检测目标信息进行合并。

本发明通过采用多角度观测目标并利用snr融合结果，来提高弱目标检测概率，从而提升雷达避障性能。图3示出了本发明的一个具体实施例的多角度测量方法的流程图。其中，该方法包括：

步骤302，配置起始采集光栅刻度、采集回波信号数量m和相干累加参数n，其中，采集回波信号数量m为相干累加参数n的整数倍，观测角度个数为m/n＝y；

步骤304，利用飞控姿态数据对光栅刻度进行补偿，并采集m个回波信号；

步骤306，从m个回波信号中连续的n个信号做相干累加并补偿由于无人飞行器运动而引起的多普勒相位移动；

步骤308，对相干累加后得到的中频数据做目标检测处理(包括获取距离、角度、能量、目标位置、数量)；

步骤310，判断是否完成y个角度检测，若是进入步骤312，若否返回步骤308；

步骤312，进行多个观测角度融合处理。

图4示出了本发明的一个具体实施例的多角度测量结果融合方法的流程图。其中，该方法包括：

步骤402，多角度y检测数据获取{tgts[1]tgts[2]tgts[3]......tgts[y]}，其中，tgts[i]表示第i个角度中获取的目标集合，该目标集合中包括在第i个角度下获取的所有目标物索引以及该目标物的信息，目标物的信息包括距离、角度、能量、目标位置、目标数量等；

步骤404，新建合并过程变量tgts_temp；

步骤406，i＝i+1；

步骤408，判断是否i＞y，若否进入步骤410，若是进入步骤420；

步骤410，判断tgts[i]中的目标数量是否大于0，若是进入步骤412，若否返回步骤406；

步骤412，判断tgts_temp中目标数量是否为0，若是进入步骤414，若否进入步骤416；

步骤414，把tgts[i]复制给tgts_temp，并返回步骤406；

步骤416，判断合并的目标数量是否大于预设数量，例如预设数量为16，若否进入步骤418，若是进入步骤420；

步骤418，对tgts[i]与tgts_temp进行数据合并，并返回步骤406；

步骤420，输出结果数据。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，除非另有明确的规定和限定；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。