本發(fā)明涉及車載傳感器環(huán)境感知安全技術(shù)領(lǐng)域，適用于載有車載雷達(dá)的車輛，具體涉及一種車載毫米波雷達(dá)抗干擾方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，輔助駕駛以及智能駕駛已成為車輛發(fā)展的新趨勢，其中車載雷達(dá)在輔助駕駛以及智能駕駛中得到廣泛的應(yīng)用，在輔助駕駛中主要應(yīng)用于汽車防撞、自適應(yīng)巡航等，在智能駕駛中主要用于障礙物的檢測等，車載雷達(dá)在車輛智能化的發(fā)展過程中起到了越來越重要的作用。

在現(xiàn)階段的車載雷達(dá)的研究過程中，車載雷達(dá)傳感器的信息安全一直缺乏關(guān)注，特別是毫米波雷達(dá)方向的研究。車載雷達(dá)在應(yīng)用的過程中會出現(xiàn)與其他車輛的雷達(dá)系統(tǒng)信號相互干擾的情況，同時，車載雷達(dá)系統(tǒng)還會受到測速雷達(dá)的干擾，導(dǎo)致車載雷達(dá)系統(tǒng)無法正常工作。此外，在車輛智能化發(fā)展的過程中，智能車輛還可能會受到人為的惡意攻擊，特別是雷達(dá)系統(tǒng)可能會受到其他雷達(dá)系統(tǒng)的惡意干擾從而導(dǎo)致雷達(dá)系統(tǒng)癱瘓，甚至引發(fā)交通事故。

現(xiàn)階段的雷達(dá)抗干擾技術(shù)主要集中在時域、頻域、空域、極化域以及多域聯(lián)合等范圍展開，典型的如空時兩維處理(STAP)技術(shù)，應(yīng)用該技術(shù)可以有效的檢測出雜波區(qū)慢速目標(biāo)，但隨著干擾種類的逐漸增多以及環(huán)境噪聲的逐漸復(fù)雜，單純的依靠STAP技術(shù)很難以保證機(jī)載雷達(dá)的檢測準(zhǔn)確性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種車載毫米波雷達(dá)抗干擾方法及系統(tǒng)，該方法結(jié)合多雷達(dá)發(fā)射裝置，應(yīng)用不同發(fā)射波長既可進(jìn)行雷達(dá)的主動抗干擾也可進(jìn)行雷達(dá)的被動抗干擾，應(yīng)用該系統(tǒng)可實現(xiàn)對環(huán)境中惡意雷達(dá)波信號的濾除，也可實現(xiàn)對雷達(dá)波信號吸收攻擊的檢測與預(yù)防。

為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種車載毫米波雷達(dá)抗干擾方法，包括以下步驟：

步驟1：車輛在行駛的過程中，車載毫米波雷達(dá)主發(fā)射器按一定的周期發(fā)射毫米波，毫米波的波長受波長控制器的控制；

步驟2：毫米波雷達(dá)接收器接收來自前方障礙物反射的毫米波，且通過毫米波波長分析儀進(jìn)行毫米波波長分析；

步驟3：設(shè)定波長變動范圍的閾值b，若發(fā)射的波長y與接收到的波長y'的波長變動范圍b'小于閾值b，則認(rèn)為此時的雷達(dá)系統(tǒng)受到周圍環(huán)境的干擾或存在人為的惡意攻擊。

進(jìn)一步的，若步驟3中發(fā)射的波長y與接收到的波長y'的波長變動范圍小于閾值b'，則執(zhí)行下面的步驟；

步驟4：毫米波雷達(dá)能量分析儀對接收到的反射毫米波信號進(jìn)行能量分析，分析計算出接收到的反射波的能量E，若能量E滿足則認(rèn)為車載雷達(dá)信號正常，反之則認(rèn)為車載雷達(dá)信號不正常，其中(E_min,E_max)為能量的閾值范圍，通過實驗標(biāo)定得到。

進(jìn)一步的，若步驟2的毫米波雷達(dá)接收器沒有接收到反射信號，則執(zhí)行下述步驟；

步驟5：啟動攝像頭輔助檢測裝置進(jìn)行短距離的前方障礙物檢測，若檢測到前方存在障礙物，則攝像頭輔助檢測裝置5檢測到的距離即為前方障礙物的距離，如短距離內(nèi)檢測不到障礙物，則認(rèn)為前方較長距離內(nèi)不存在障礙。

步驟1中發(fā)射的毫米波的波長滿足正弦關(guān)系曲線，即：

y＝A sin t+B t＞0

上式中，y為發(fā)射的毫米波波長，波長的范圍為a～b mm，且滿足B+A＝b,B-A＝a。

其中，所述波長的范圍為2～8mm。

步驟2中接收的毫米波的波長滿足正弦關(guān)系曲線，即：

y'＝A sin t+(B±b')t＞0

上式中，y'為接收到的波長，b'為波長的變動范圍。

其中，所述波長變動范圍的閾值b為1mm。

本發(fā)明的一種車載毫米波雷達(dá)抗干擾方法主要包括有毫米波雷達(dá)主發(fā)射器、毫米波雷達(dá)接收器、波長分析裝置、毫米波能量分析儀以及攝像頭輔助檢測裝置，所述的毫米波雷達(dá)主發(fā)射器還包括有發(fā)射波長控制器，可以控制毫米波雷達(dá)主發(fā)射器發(fā)射出不同的波長，所述的毫米波雷達(dá)接收器用于接收自前方障礙物反射的毫米波，所述的毫米波能量分析儀用于分析接收到的來自前方障礙物反射的毫米波的能量，所述的攝像頭輔助檢測裝置為一套獨立的前方障礙物檢測裝置，可以實現(xiàn)近距離的障礙物檢測。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

(1)本發(fā)明的一種車載毫米波雷達(dá)抗干擾方法，針對車輛的智能化發(fā)展，提出了車輛傳感器信息安全相關(guān)概念，當(dāng)存在有環(huán)境信息干擾或人為雷達(dá)信號惡意攻擊時，可對干擾信息作出判斷，并采取相應(yīng)的自診斷保護(hù)措施，并發(fā)出危險預(yù)警，從而保證采集的雷達(dá)信號穩(wěn)定可靠。

(2)本發(fā)明的一種車載毫米波雷達(dá)抗干擾方法，提出了應(yīng)用可變波長的毫米波雷達(dá)，可以通過檢測發(fā)射的毫米波雷達(dá)信號是否滿足發(fā)射規(guī)則，極大的減少了毫米波雷達(dá)受周圍環(huán)境信息干擾的風(fēng)險。

(3)本發(fā)明的一種車載毫米波雷達(dá)抗干擾方法，通過分析接收到的反射毫米波雷達(dá)信號的能量，可對接收到的雷達(dá)干擾信號做進(jìn)一步的抗干擾分析，保證了系統(tǒng)的進(jìn)一步的穩(wěn)定。

(4)本發(fā)明的一種車載毫米波雷達(dá)抗干擾方法，通過應(yīng)用攝像頭輔助檢測裝置，可對當(dāng)存在有對毫米波雷達(dá)信號進(jìn)行吸收的干擾存在時，進(jìn)行雷達(dá)信號的抗干擾，從而保證了系統(tǒng)可實現(xiàn)對不同雷達(dá)信號攻擊的抗干擾。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種車載毫米波雷達(dá)抗干擾方法的發(fā)明原理圖。

圖2為本發(fā)明一種車載毫米波雷達(dá)抗干擾方法的裝置結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

如圖2所示，本發(fā)明的一種車載毫米波雷達(dá)抗干擾方法主要包括有毫米波雷達(dá)主發(fā)射器1、毫米波雷達(dá)接收器2、波長分析裝置3、毫米波能量分析儀4以及攝像頭輔助檢測裝置5，6為本發(fā)明中可能存在的前方車輛。

毫米波雷達(dá)主發(fā)射器1還包括有發(fā)射波長控制器，可以控制毫米波雷達(dá)主發(fā)射器發(fā)射出不同的波長，通過發(fā)射波長控制器控制毫米波雷達(dá)發(fā)射裝置發(fā)射的毫米波雷達(dá)的的波長的范圍為2～8mm，波長隨著時間的推移滿足正弦關(guān)系曲線，即：

y＝3sin t+5t＞0

上式中y為毫米波雷達(dá)發(fā)射器發(fā)射出的毫米波波長。毫米波雷法接收器2接收來自前方障礙物反射的毫米波，且通過波長分析裝置3可以分析接收的反射波的波長。

毫米波能量分析儀4可以分析接收到的來自前方障礙物反射的毫米波的能量。

攝像頭輔助檢測裝置5為一套獨立的前方障礙物檢測裝置，可以實現(xiàn)近距離的前方障礙物檢測。

如圖1所示為本發(fā)明的主要流程圖，該發(fā)明的主要步驟如下：

步驟1：車輛在行駛的過程中，通過發(fā)射波長控制器控制車載毫米波雷達(dá)主發(fā)射器按設(shè)定的頻率發(fā)射毫米波，毫米波的波長受波長控制器的控制，發(fā)射的毫米波的波長滿足正弦關(guān)系曲線，即：

y＝3sin t+5t＞0

步驟2：判斷是否存接收到反射信號，若存在反射信號則執(zhí)行步驟3，否則執(zhí)行步驟5

步驟3：毫米波雷達(dá)接收器2接收來自前方障礙物反射的毫米波，且通過毫米波波長分析儀3進(jìn)行毫米波波長分析。因發(fā)射的毫米波波長滿足正弦關(guān)系曲線，故接收到的毫米波波長也應(yīng)滿足正弦關(guān)系曲線，即應(yīng)有：

y'＝3sin t+(5±1)t＞0

上式中，y'為接收到的波長，接收到的反射波波長存在1mm的變動范圍，在此范圍內(nèi)可認(rèn)為檢測到的反射波為正常反射，否則，認(rèn)為此時的雷達(dá)系統(tǒng)受到周圍環(huán)境的干擾或存在認(rèn)為的惡意攻擊。

步驟4：對接收到的反射的毫米波信號應(yīng)用能量分析儀4做進(jìn)一步的能量分析，分析計算出接收到的反射波的能量信號為E₀，因不同位置處傳輸?shù)耐活l率波經(jīng)空氣介質(zhì)傳輸后能量是不一樣的，故接收到的反射波能量信號E₀應(yīng)在一定的范圍內(nèi)，即：

上式中(E₁,E₂)為能量的范圍，通過實驗標(biāo)定得到。

步驟5：上述步驟可以有效的抑制周圍毫米波雷達(dá)信號的干擾或認(rèn)為的惡意攻擊信號，當(dāng)存在有對毫米波雷達(dá)發(fā)射信號進(jìn)行吸收的攻擊存在時，也即毫米波雷達(dá)信號接收器會檢測不到毫米波雷達(dá)信號。若毫米波雷達(dá)信號接收器檢測不到毫米波雷達(dá)反射信號，要么是前方不存在障礙物，要么存在毫米波雷達(dá)信號被吸收的攻擊，此時，應(yīng)用攝像頭輔助檢測裝置5進(jìn)行短距離的前方障礙物檢測，若檢測到前方存在障礙物，則攝像頭輔助檢測裝置5檢測到的距離即為前方障礙物的距離，如短距離內(nèi)檢測不到障礙物，則認(rèn)為前方較長距離內(nèi)不存在障礙。

通過上述5步可極大的降低車載毫米波被干擾的風(fēng)險，同時也可實現(xiàn)對環(huán)境中惡意雷達(dá)波信號進(jìn)行檢測，此外，還可實現(xiàn)對雷達(dá)波信號吸收的攻擊檢測與預(yù)防，從而保證了車載毫米波雷達(dá)信號的信息安全。