[go: up one dir, main page]

CN116381669A - 主被动协同感知方法及装置 - Google Patents

主被动协同感知方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116381669A
CN116381669A CN202310197387.3A CN202310197387A CN116381669A CN 116381669 A CN116381669 A CN 116381669A CN 202310197387 A CN202310197387 A CN 202310197387A CN 116381669 A CN116381669 A CN 116381669A
Authority
CN
China
Prior art keywords
information
frequency shift
delay
sensing
perception
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310197387.3A
Other languages
English (en)
Inventor
冯志勇
尉志青
姜旺俊
张平
马丁友
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Posts and Telecommunications
Original Assignee
Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Posts and Telecommunications filed Critical Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority to CN202310197387.3A priority Critical patent/CN116381669A/zh
Publication of CN116381669A publication Critical patent/CN116381669A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/583—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/584—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/87—Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
    • G01S7/2923—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G01S7/354—Extracting wanted echo-signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/415—Identification of targets based on measurements of movement associated with the target
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明实施例提供了一种主被动协同感知方法及装置，所述方法包括：根据回波信号的频段确定主动感知的第一回波信号和被动感知的第二回波信号，消除回波信号中的发送信号信息获得主被动感知的目标感知信息，对主被动感知的目标感知信息进行相关处理，消除第二回波信号中携带的时频误差，获得被动感知中用于对目标物体进行测距测速的感知信息。以实现消除被动感知中的TO和CFO，提升感知性能。

Description

主被动协同感知方法及装置
技术领域
本发明涉及感知技术领域，特别是涉及主被动协同感知方法及装置。
背景技术
在感知技术领域，感知节点可以通过接收目标反射的回波信号，采用信号处理算法，从回波信号中提取出包含目标距离和速度信息的相位变化信息，根据相位变化信息估计出目标的距离和速度信息，实现对于目标的感知。
根据回波信号的不同来源，感知具体可以分为主动感知和被动感知。其中，主动感知是指感知节点通过接收经过目标反射的自身回波信号，实现对目标距离、速度等参数估计的感知方式。被动感知是指感知节点通过接收经过目标反射的其它节点发射的回波信号，进而实现目标探测的感知方式。
但在被动感知中，发送信号与接收信号的感知节点，即收发端之间在空间上相互分离，难以保证严格的时频同步，导致被动感知中存在TO(Time Offsets，时间偏差)和CFO(Carrier Frequency Offsets，载频偏差)。TO和CFO会导致回波信号产生随机的相位变化，影响接收端根据回波信号的相位变化信息估计目标参数信息，进而产生严重的目标参数估计误差，降低感知性能。
在通信系统中，通信双方也存在TO和CFO的问题。对于基站与用户或者基站与基站之间的时频异步问题，在条件允许的情况下，优先采用GPS(Global Positioning System，全球定位系统)或北斗系统实现时钟同步。在GPS拒止的情况下，收发端可以基于IEEE1588.v2协议，通过信息交互的方式实现时间上的同步。但上述同步方式虽然能够满足通信系统对同步的需求，但同步精度不足以满足感知对同步的需求。
在传统雷达感知领域，感知目标较大，对精度要求没那么高。因此，大多也是基于GPS同步实现较粗精度的感知，对于GPS拒止场景下的收发端同步问题大多采用通信交互的方式实现粗精度的同步，难以实现高精度的感知。
在感知通信一体化领域，采用通信信号实现短距离、小目标的感知，对被动感知的同步要求更高。现有主被动协同感知技术方案大多没有考虑感知节点收发分离、时频异步的情况，直接假设感知节点收发之间能够实现精准同步，难以满足实际应用场景的需求。
因此，针对收发端分离、时频异步的被动感知场景，急需提出一种提高感知性能的感知方法。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种主被动协同感知方法，以实现消除被动感知中的TO和CFO，提升感知性能。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种主被动协同感知方法，应用于第一感知节点，该方法包括：
接收由目标物体反射的回波信号；
根据所述回波信号的频段，从所述回波信号中分离出第一回波信号和第二回波信号；其中，所述第一回波信号是第一感知信号的回波信号，所述第二回波信号是第二感知信号的回波信号；所述第一感知信号由所述第一感知节点发出，所述第二感知信号由第二感知节点发出；
根据第一回波调制符号和第一发送调制符号，确定主动感知的第一目标感知信息；其中，所述第一回波调制符号是基于所述第一回波信号确定的，所述第一发送调制符号是基于所述第一感知信号确定的；
根据第二回波调制符号和第二发送调制符号，确定被动感知的第二目标感知信息；其中，所述第二回波调制符号是基于所述第二回波信号确定的，所述第二发送调制符号是基于所述第二感知信号确定的；
从所述第一目标感知信息中分离出第一时延感知信息和第一频移感知信息；
从所述第二目标感知信息中分离出第二时延感知信息和第二频移感知信息；所述第二时延感知信息中包括时间偏差TO；所述第二频移信息中包括载频偏差CFO；
对所述第一时延感知信息和所述第二时延感知信息进行相关处理，获得时延误差感知信息；
根据所述第一时延感知信息与所述时延误差感知信息构建时延误差感知向量，对所述第二时延感知信息与所述时延误差感知向量进行相关处理，获得第三时延感知信息；所述第三时延感知信息和所述第一时延感知信息均用于获取所述目标物体的距离信息；
对所述第一频移感知信息和所述第二频移感知信息进行相关处理，获得频移误差感知信息；
根据所述第一频移感知信息与所述频移误差感知信息构建频移误差感知向量，对所述第二频移感知信息与所述频移误差感知向量进行相关处理，获得第三频移感知信息；所述第三频移感知信息和所述第一频移感知信息均用于获取所述目标物体的速度信息。
第二方面，本发明实施例提供了一种主被动协同感知装置，应用于第一感知节点，包括：
接收模块，用于接收由目标物体反射的回波信号；
第一分离模块，用于根据所述回波信号的频段，从所述回波信号中分离出第一回波信号和第二回波信号；其中，所述第一回波信号是第一感知信号的回波信号，所述第二回波信号是第二感知信号的回波信号；所述第一感知信号由所述第一感知节点发出，所述第二感知信号由第二感知节点发出；
第一确定模块，用于根据第一回波调制符号和第一发送调制符号，确定主动感知的第一目标感知信息；其中，所述第一回波调制符号是基于所述第一回波信号确定的，所述第一发送调制符号是基于所述第一感知信号确定的；
第二确定模块，用于根据第二回波调制符号和第二发送调制符号，确定被动感知的第二目标感知信息；其中，所述第二回波调制符号是基于所述第二回波信号确定的，所述第二发送调制符号是基于所述第二感知信号确定的；
第二分离模块，用于从所述第一目标感知信息中分离出第一时延感知信息和第一频移感知信息；
第三分离模块，用于从所述第二目标感知信息中分离出第二时延感知信息和第二频移感知信息；所述第二时延感知信息中包括时间偏差TO；所述第二频移信息中包括载频偏差CFO；
第一处理模块，用于对所述第一时延感知信息和所述第二时延感知信息进行相关处理，获得时延误差感知信息；
第二处理模块，用于根据所述第一时延感知信息与所述时延误差感知信息构建时延误差感知向量，对所述第二时延感知信息与所述时延误差感知向量进行相关处理，获得第三时延感知信息；所述第三时延感知信息和所述第一时延感知信息均用于获取所述目标物体的距离信息；
第三处理模块，用于对所述第一频移感知信息和所述第二频移感知信息进行相关处理，获得频移误差感知信息；
第四处理模块，用于根据所述第一频移感知信息与所述频移误差感知信息构建频移误差感知向量，对所述第二频移感知信息与所述频移误差感知向量进行相关处理，获得第三频移感知信息；所述第三频移感知信息和所述第一频移感知信息均用于获取所述目标物体的速度信息。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面所述的任一主被动协同感知方法。
本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一所述的主被动协同感知方法。
本发明实施例有益效果：
本发明实施例提供的主被动协同感知方法，根据回波信号的频段从回波信号中分离出主动感知的第一回波信号，和被动感知的第二回波信号，并根据回波信号和感知信号确定出主动感知的第一目标感知信息，和被动感知的第二目标感知信息，从第一目标感知信息中分离出主动感知的第一时延感知信息和第一频移感知信息，从第二目标感知信息中分离出被动感知的第二时延感知信息和第二频移感知信息，实现对于目标物体的时延感知信息和频移感知信息进行分别处理，简化计算。并通过对第一时延感知信息和第二时延感知信息进行相关处理，实现对被动感知中时延差和TO的提取，获得时延误差信息并构建时延误差感知向量，再对第二时延感知信息和时延误差感知向量进行相关处理，从第二时延感知信息中消除时延差和TO；通过对第一频移感知信息和第二频移感知信息进行相关处理，实现对被动感知中频移差和CFO的提取，获得频移误差信息并构建频移误差感知向量，再对第二频移感知信息和频移误差感知向量进行相关处理，从第二频移感知信息中消除频移差和CFO。通过主动感知来辅助消除被动感知中目标感知信息存在的时延差、频移差、TO和CFO，将第二回波信号由干扰信号转化为了有用信号，能够提升第一感知节点接收到的回波信号的信干噪比，从而提升感知性能。
此外，本发明实施例提供的主被动协同感知方法实现了时延差、频移差、TO和CFO的全部消除，不需要通过几何对齐对时延差和频移差进行进一步处理，具有较高的处理效率。
并且，本发明实施例也适用于被动感知的收发端之间存在障碍物的场景，适用范围较广。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1是本发明实施例提供的感知场景的示例图；
图2是本发明实施例提供的车辆交通场景的示例图；
图3是本发明实施例提供的工业柔性制造场景的示例图；
图4是本发明实施例提供的主被动感知的时延与多普勒频移的偏差示例图；
图5是本发明实施例提供的主被动协同感知方法的第一实施例的流程示意图；
图6是本发明实施例提供的主被动协同感知方法的第二实施例的流程示意图；
图7是本发明实施例提供的主被动协同感知方法的一种示意图；
图8是本发明实施例提供的主被动协同感知装置的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
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基于本发明所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于理解，下面先对本发明实施例提供的主被动协同感知方法涉及的感知场景进行示例性说明。
本发明实施例提供的主被动协同感知方法涉及到多个感知节点同时对目标进行感知的场景，其中包括主动感知和被动感知。
图1是本发明实施例提供的感知场景的示例图，具体以包括感知节点1和感知节点2两个感知节点，目标1至目标L共L个目标的感知场景作为示例。
如图1所示，感知节点1和感知节点2同时向目标发送感知信号，感知信号到达目标并由目标反射后，感知节点1不仅能接收到自身回波，还能接收到感知节点2发送到目标反射的回波，具体的，图1中所示的实线即感知节点发送的感知信号，图1中所示的虚线即感知节点1接收到的回波。
其中，感知节点1可以通过自身回波实现对目标的感知，即主动感知，也可以通过感知节点2发送到目标反射的回波实现对目标的感知，即被动感知，因此，在感知节点1处就可以实现主被动协同感知。
此外，本发明实施例提供的主被动协同感知方法不要求感知节点1和感知节点2之间，即被动感知的收发端之间存在LOS(Line-Of-Sight，直射)路径。因此，本发明实施例适用于感知节点1和感知节点2之间无障碍物阻挡，即存在LOS路径的感知场景，也适用于感知节点1和感知节点2之间有障碍物遮挡，即不存在LOS路径的感知场景。
在上述感知场景的基础上，本发明实施例提供的主被动协同感知方法，具体应用于通过主被动协同感知进行目标检测的感知节点，在本发明的一个或多个实施例中，将称其为“第一感知节点”，例如图1所示的感知节点1。
在实际的应用场景中，可能存在多个可以实现主被动协同感知的感知节点，第一感知节点可以为其中的任意一个。
此外，第一感知节点在进行被动感知时，可能可以接收到多个其它感知节点发送到目标后反射的回波，在本发明的一个或多个实施例中，仅以其中一个该类感知节点作为示例，并将其称为“第二感知节点”，例如图1所示的感知节点2。
下面对可能存在上述感知场景的具体应用场景进行说明。
本发明实施例提供的主被动协同感知方法适用于任意具备雷达感知能力的节点进行主被动协同感知的场景，具体的，本发明实施例提供的主被动协同感知方法适用的应用场景可以具备以下特点：
1.被动感知中，感知节点的收发端之间可以不存在LOS路径，也可以存在LOS路径；
2.感知节点采用相位变化估计的感知方式，即，发送端发送的感知信号经过目标反射给接收端，接收端采用雷达信号处理算法，从回波信号中提取出包括目标距离和速度信息的相位变化信息，根据相位变化信息估计出目标的距离和速度信息，例如，基于OFDM(Orthogonal Frequency-Division Muliplexing，正交频分复用)信号的雷达感知。
基于上述特点，本发明实施例提供的主被动协同感知方法能够适用于绝大多数智能系统，例如无人机群组织网邻域中的多节点协作感知系统、智能交通邻域中的多车互联协同感知系统以及智能工厂邻域中的多智能机器协同柔性制造系统等。
下面以车辆交通、工业柔性制造两个应用场景作为示例，对本发明实施例提供的主被动协同感知方法的应用场景进行说明。
图2是本发明实施例提供的车辆交通场景的示例图，为了获得高精度、大范围的车辆环境感知，架设在高处的基站是实现车辆目标探测的优先选择。如图2所示，基站1和基站2都可以向目标1至目标L发送感知信号。
一方面，基站可以接收自身发射的探测信号经过目标反射的回波信号，对目标进行主动感知，例如图2所示的基站2可以接收自身回波实现主动感知；另一方面，基站也可以接收来自相邻基站发射经过目标反射的回波信号，对目标进行被动感知，例如图2所示的基站2可以接收基站1发送到目标后反射的回波实现被动感知。
并且，车辆环境中一般高楼林立，基站之间由于建筑物遮挡很难存在直射的传输路径。
图3是本发明实施例提供的工业柔性制造场景的示例图，在工业柔性制造场景中，为了获得精准的工厂环境感知信息，具备感知能力的AGV(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)需要对工厂环境中的目标进行主被动探测，如图3所示，AGV1和AGV2都可以对目标1至目标L进行探测。
与交通环境类似，工厂环境中也存在很多障碍物遮挡，进行主被动感知的AGV之间不一定存在直射的传输路径。
但在被动感知中，发送信号与接收信号的感知节点，即收发端之间在空间上相互分离，难以保证严格的时频同步，导致被动感知中存在TO和CFO。TO和CFO会导致回波信号产生随机的相位变化，影响接收端根据回波信号的相位变化信息估计目标参数信息，进而产生严重的目标参数估计误差，降低感知性能。
以图2为例，由于基站1和基站2在空间上是分离的，在进行被动感知的过程中，两个基站难以实现精准的时频同步，即使采用GPS/北斗等系统实现时钟同步，纳秒级别的时钟同步精度，也会造成纳米级别的目标感知误差。因此，如何在被动感知过程中消除基站之间的时频偏差TO、CFO是基站实现对车辆环境高性能感知的关键问题。
具体的，在被动感知中的TO和CFO无法被消除的情况下，若基于被动感知进行目标参数估计，获得的目标参数具有严重误差，不具有可用性。因此，基站2接收到的基站1发送到目标后反射的回波信号，实质上是干扰信号。
从而在基站2进行感知的过程中，基站2接收到的回波内仅自身回波为可用信号，回波信号的信干噪比较低，目标感知性能不足。
若被动感知中的TO和CFO可被消除，则可以将相邻基站经过目标反射的干扰回波信号转化成可以实现目标探测的有用信号，提升了基站接收回波信号的信干噪比，进而获得更优的目标感知性能。
此外，TO和CFO并非被动感知中唯一的误差来源，收发端处于不同位置还会导致主动感知与被动感知时目标的时延和多普勒频移存在偏差。下面结合具体的示例进行说明，图4是本发明实施例提供的主被动感知的时延与多普勒频移的偏差示例图，如图4所示，感知节点1和感知节点2共同向目标/发送感知信号，感知节点1实现对于目标/的主被动协同感知。
其中，时延具体与感知节点和目标之间的距离相关。如图4所示，用τ1，l和τ2，l分别表示感知节点1进行主动感知和被动感知时目标/的时延信息，由于感知节点1和感知节点2的位置不同，目标l与感知节点1、感知节点2的距离分别为R1和R2，容易理解主动感知和被动感知的回波信号之间存在路程差ΔR，因此τ1，l和τ2，l存在时延差Δτl。
而多普勒频移具体与感知节点和目标之间的速度相关。如图4所示，用fD，1，l和fD，2，l分别表示感知节点1进行主动感知和被动感知时目标/的多普勒频移信息，目标/的速度为v，由于感知节点1和感知节点2所处的不同位置，目标/在两个感知节点方向上的速度不同，具体的，目标/在感知节点1接收方向上的速度为v1，在感知节点2发送方向上的速度为v2，因此fD，1，l和fD，2，l之间存在多普勒频移差ΔfD，l。
因此，感知节点1对于同一目标进行主被动感知时，主动感知与被动感知之间存在时延差Δτl和多普勒频移差ΔfD，l，在进行主被动协同感知时，需要弥补该类偏差。
在相关技术中，可以通过几何关系实现主被动感知中时延和多普勒频移的对齐，此处不进行赘述。
但通过几何关系进行对齐的方法较为繁琐，且仅能消除时延差Δτl和多普勒频移差ΔfD，l，若需要对TO和CFO进行处理，则还需要进行进一步操作，因此应用于消除被动感知中的误差、提升感知性能时效率较低。
为了便于描述，在本发明的一个或多个实施例中，可能会采用“频移”的表述来表示“多普勒频移”。
为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种主被动协同感知方法，具体应用于第一感知节点，图5是本发明实施例提供的主被动协同感知方法的第一实施例的流程示意图，如图5所示，该方法具体包括以下步骤：
步骤S501：接收由目标物体反射的回波信号。
步骤S502：根据回波信号的频段，从回波信号中分离出第一回波信号和第二回波信号；其中，第一回波信号是第一感知信号的回波信号，第二回波信号是第二感知信号的回波信号；第一感知信号由第一感知节点发出，第二感知信号由第二感知节点发出。
其中，第一感知节点即对目标物体进行主被动协同感知的任一感知节点，第二感知节点即第一感知节点进行被动感知时的信号发送端。
具体的，第一感知节点接收到的回波信号为主被动回波融合信号，且第一感知信号和第二感知信号处于不同频段，因此可以基于频分的方式从回波信号中分离出第一回波信号和第二回波信号。
为了便于理解，这里对本发明实施例中第一感知节点和第二感知节点的信号收发进行示例性说明。
为了实现对于目标物体的主被动协同感知，第一感知节点和第二感知节点需要具备向同一区域发送和接收信号的功能，且发送的第一感知信号和第二感知信号处于不同频段。
作为一个示例，感知节点配备了收发双天线阵，两个天线阵能够同时生成信号收发波束，实现信号的发送与接收。
在信号发送阶段，第一感知节点和第二感知节点可以通过通信交互，共享需要协同感知的目标区域的位置信息，在GPS同步精度内，同时生成指向协同区域的感知波束，感知波束中搭载了感知信号。
第一感知节点和第二感知节点可以在信号发送阶段进行相互协调，保证两个感知节点发送的感知信号处于不同的频段，就可以在第一感知节点设计相匹配频段的滤波器，将主被动回波信号，即第一回波信号和第二回波信号，从主被动回波融合信号中分离出来。
在信号接收阶段，第一感知节点可以生成指向目标区域的信号接收波束，接收其中的目标物体反射的主被动回波融合信号。
步骤S503：根据第一回波调制符号和第一发送调制符号，确定主动感知的第一目标感知信息；其中，第一回波调制符号是基于第一回波信号确定的，第一发送调制符号是基于第一感知信号确定的。
步骤S504：根据第二回波调制符号和第二发送调制符号，确定被动感知的第二目标感知信息；其中，第二回波调制符号是基于第二回波信号确定的，第二发送调制符号是基于第二感知信号确定的。
以OFDM信号为示例，第一感知节点接收的回波信号可以表示为：
y(t)＝y1(t)+y2(t)+z(t)
其中，t表示时间，z(t)表示服从(0，σ2)的高斯分布的高斯白噪声矢量，σ2表示高斯分布的方差，y1(t)和y2(t)分别表示主动与被动感知的接收回波信号矢量，即第一回波信号和第二回波信号。
在本发明实施例中，基于回波信号确定出回波调制符号、基于感知信号确定出发送调制信号，从而在获取目标物体的目标感知信息的过程中，不需要直接对感知信号和回波信号进行处理，而是将调制信号作为处理对象，能够大幅简化计算。下面结合具体的示例对调制符号进行说明。
作为一个示例，第一感知节点接收的自身回波信号，即第一回波信号y1(t)，和第二感知节点发送到目标物体反射的回波信号，即第二回波信号y2(t)，可以表示为：
Figure BDA0004107669060000101
Figure BDA0004107669060000102
其中，M和N分别表示感知信号的OFDM符号数与子载波数，fn表示第n个子载波上的载频，T表示OFDM符号的周期，rect(·)表示矩形窗函数。
Figure BDA0004107669060000103
表示天线接收导向向量，其中，
Figure BDA0004107669060000104
d是天线间的距离，λ是信号波长，θl是目标l的到达角，Na是感知节点天线阵列的天线数量。
通过下变频操作，可以去除接收信号，即y1(t)和y2(t)中的
Figure BDA0004107669060000105
通过合理选择OFDM的保护间隔时间，接收端，即第一感知节点会从同一OFDM符号中切割观察到的样本，进而可以去除接收信号中的矩形函数量rect(·)。
因此，第一感知节点接收自身回波的回波调制符号，即第一回波调制符号，具体为第k根天线上接收的第m个符号，第n个子载波上的接收调制符号可以表示为：
Figure BDA0004107669060000106
其中，α1，l表示主动感知中第l个目标的信道衰弱幅度，d1，Tx(k，m，n)表示第k根天线上发送的第m个符号，第n个子载波上的发送调制符号，即第一发送调制符号，τ1，l和fD，1，l分别表示主动感知时第l个目标的时延和多普勒频移，Δf表示子载波间隔。
同理，第一感知节点接收的第二感知节点发送的回波调制符号，即第二回波调制符号可以表示为：
Figure BDA0004107669060000111
其中，α2，l表示被动感知中第l个目标的信道衰弱幅度，d1，Tx(k，m，n)表示第k根天线上发送的第m个符号，第n个子载波上的发送调制符号，即第二发送调制符号，δτ(m)和δf(m)分别表示第一感知节点和第二感知节点之间时变的TO和CFO，τ2，l和fD，2，l分别表示被动感知时第l个目标的时延和多普勒频移。
在确定出第一回波调制符号和第一发送调制符号、第二回波调制符号和第二发送调制符号后，需要消除回波信号中的发送数据信息，进而获取目标感知信息。
作为一个示例，可以基于第一发送调制符号确定第一发送信号矩阵，基于第一接收调制符号确定第一接收信号矩阵，用第一接收信号矩阵除以第一发送信号矩阵，获得包括第一目标感知信息的第一信道信息矩阵。
具体的，第一发送信号矩阵D1，Tx可以表示为：
Figure BDA0004107669060000112
第一接收信号矩阵D1，Rx可以表示为：
Figure BDA0004107669060000113
则第一信道信息矩阵D1，div为：
Figure BDA0004107669060000114
与主动感知相类似的，在被动感知中，可以基于第二发送调制符号确定第二发送信号矩阵，基于第二接收调制符号确定第二接收信号矩阵，用第二接收信号矩阵除以第二发送信号矩阵，获得包括第二目标感知信息的第二信道信息矩阵。
具体的，第二发送信号矩阵D2，Tx可以表示为：
Figure BDA0004107669060000115
第二接收信号矩阵D2，Rx可以表示为：
Figure BDA0004107669060000121
则第二信道信息矩阵D2，div为：
Figure BDA0004107669060000122
步骤S505：从第一目标感知信息中分离出第一时延感知信息和第一频移感知信息。
步骤S506：从第二目标感知信息中分离出第二时延感知信息和第二频移感知信息；第二时延感知信息中包括时间偏差；第二频移感知信息中包括载频偏差。
具体的，目标感知信息中包括的时延感知信息和频移感知信之间具有正交性，因此，可以实现从目标感知信息中分离出时延感知信息和频移感知信息，便于在后续步骤中对时延感知信息和频移感知信息进行分别处理，简化计算。
作为一个示例，在主动感知中，第一信道信息矩阵可以表示为两个向量的克罗内克积，即第一时延感知信息和第一频移感知信息的克罗内克积，具体可以表示为下式：
D1，div＝k1，R×k1，D
Figure BDA0004107669060000123
Figure BDA0004107669060000124
其中，k1，R(k)为第一时延感知信息，k1，D(k)为第一频移感知信息，L表示目标数目。基于k1，R(k)和k1，D(k)，可以估计出主动感知中目标物体的距离和速度信息。
同理，在被动感知中，第二信道信息矩阵可以表示为两个向量的克罗内克积，即第二时延感知信息和第二频移感知信息的克罗内克积，具体可以表示为下式：
D2，div＝k2，R×k2，D
Figure BDA0004107669060000125
Figure BDA0004107669060000126
其中，k2，R(k)为第二时延感知信息，k2，D(k)为第二频移感知信息。
从上式中可以看出，k2，R(k)的相位信息中包括TO，即δτ(m)，且时延信息τ2，l和主动感知中的时延信息τ1，l之间存在时延差Δτl。同样的，k2，D(k)的相位信息中包括CFO，即δf(m)，且频移信息f2，D，l和主动感知中的频移信息f1，D，l之间存在频移差ΔfD，l。
应当理解，在第一感知节点进行主动感知的过程中，需要获取的信息具体为目标物体相对于第一感知节点的距离信息和速度信息，因此，如果直接基于k2，R(k)和k2，D(k)对目标物体的距离和速度信息进行估计，将会产生严重的估计误差，降低感知性能。
因此，在本发明的实施例中，需要对第二时延感知信息中的Δτl和TO，以及第二频移感知信息中的ΔfD，l和CFO进行消除。
针对这一问题，本发明实施例提出了一种基于协同感知交叉相关(Cooperative-Sensing Cross-Correlation，CSCC)算法，实现对于TO和CFO，以及Δτl和ΔfD，l的消除，下面结合步骤S507-S510进行说明。
步骤S507：对第一时延感知信息和第二时延感知信息进行相关处理，获得时延误差感知信息。
下面结合具体的示例对本发明实施例涉及的相关操作进行说明，为了便于描述，假定第一感知节点仅对一个目标物体进行感知，即L＝1，并将该目标定义为l。
并且，在进行相关操作的过程中，对每根天线接收的信号进行相同的操作即可，因此，本发明实施例以第0根天线作为示例，则
Figure BDA0004107669060000131
为了方便描述，进一步假设α1，l＝α2，l＝1，则第一时延感知信息和第二时延感知信息分别表示为：
Figure BDA0004107669060000132
Figure BDA0004107669060000133
可以看出，第一时延感知信息和第二时延感知信息中均包括第1个子载波至第N个子载波上的时延感知信息。
对第一时延感知信息和第二时延感知信息进行相关处理，即提取第一时延感知信息和第二时延感知信息在对应子载波上的相位信息偏差。
以第N个子载波为例，即提取
Figure BDA0004107669060000134
和
Figure BDA0004107669060000135
之间的相位信息偏差，具体可以得到
Figure BDA0004107669060000136
即第N个子载波上的时延误差感知信息。因此，具体可以获得各个子载波上的时延误差感知信息。
可以看出，在本发明实施例中，通过对k1，R和k2，R进行相关处理，获得的时延误差感知信息中仅包含Δτl+δτ(m)相位信息，从而能够实现对于被动感知中时延误差的提取。
步骤S508：根据第一时延感知信息与时延误差感知信息构建时延误差感知向量，对第二时延感知信息和时延误差感知向量进行相关处理，获得第三时延感知信息；第三时延感知信息和第一时延感知信息均用于获取目标物体的距离信息。
如前文所述，基于步骤S507可以获得多个时延误差感知信息，因此，可以基于第一时延感知信息或第二时延感知信息中各元素的排列顺序，将时延误差感知信息构建为时延误差感知向量。从而在对第二时延感知信息和时延误差感知向量进行相关处理时，第二时延感知信息和时延误差感知向量的对应元素对应于同一子载波，能够实现对第二时延感知信息在各个子载波上的误差进行消除。
作为一个示例，时延误差感知向量为：
Figure BDA0004107669060000141
以第N个子载波为示例，对第二时延感知信息和时延误差感知向量进行相关处理后，能够获得
Figure BDA0004107669060000142
其相位信息中的时延误差被消除。
作为一个示例，可以基于下式对第一时延感知信息和第二时延感知信息进行相关处理：
Figure BDA0004107669060000143
其中，ρR为时延误差感知向量，diag(·)表示将向量转化成对角矩阵，H为共轭转置符号。
通过上式可以直接实现将时延误差感知信息构建为时延误差感知向量，能够简化计算。
作为一个示例，对第二时延感知信息和时延误差感知信息进行相关处理，可以得到：
Figure BDA0004107669060000144
其中，k′2，R为第三时延感知信息。可以看出，通过对第二时延感知信息和时延误差感知信息进行相关处理，获得的第三时延感知信息的相位中不包括Δτl+δτ(m)，从而实现了对被动感知中时延误差的消除。
基于k′2，R，可以获得被动感知中目标物体的距离信息，这部分的具体操作可以参考相关技术中的内容。
作为一个示例，可以对k′2，R进行IDFT(Inverse Discrete Fourie rTransform，离散傅里叶反变换)操作，获得目标物体的距离信息。
基于k1，R则能够获得主动感知中目标物体的距离信息，从而可以实现对于目标物体距离信息的主被动协同感知。
步骤S509：对第一频移感知信息和第二频移感知信息进行相关处理，获得频移误差感知信息。
基于与步骤S507中相同的假设，第一频移感知信息和第二频移感知信息可以被分别简化为：
Figure BDA0004107669060000151
Figure BDA0004107669060000152
可以看出，第一频移感知信息和第二频移感知信息中均包括第1个符号至第M个符号上的频移感知信息。
对第一频移感知信息和第二频移感知信息进行相关处理，即提取第一频移感知信息和第二频移感知信息在对应符号上的相位信息偏差。
以第M个符号为例，即提取
Figure BDA0004107669060000153
和
Figure BDA0004107669060000154
之间的相位信息偏差，具体可以得到
Figure BDA0004107669060000155
即第M个符号上的频移误差感知信息。因此，具体可以获得各个符号上的频移误差感知信息。
Figure BDA0004107669060000156
可以看出，在本发明实施例中，通过对k1，D和k2，D进行相关处理，获得的频移误差感知信息中仅包含ΔfD，l+δf(m)相位信息，从而能够实现对于被动感知中频移误差的提取。
步骤S510：根据第一频移感知信息与频移误差感知信息构建频移误差感知向量，对第二频移感知信息与频移误差感知向量进行相关处理，获得第三频移感知信息；第三频移感知信息和第一频移感知信息均用于获取目标物体的速度信息。
如前文所述，基于步骤S509可以获得多个频移误差感知信息，因此，可以基于第一频移感知信息或第二频移感知信息中各元素的排列顺序，将频移误差感知信息构建为频移误差感知向量。从而在对第二频移感知信息和频移误差感知向量进行相关处理时，第二频移感知信息和频移误差感知向量的对应元素对应于同一符号，能够实现对第二频移感知信息在各个符号的误差进行消除。
作为一个示例，频移误差感知向量为：
Figure BDA0004107669060000161
以第M个符号为示例，对第二频移感知信息和频移误差感知向量进行相关处理后，能够获得
Figure BDA0004107669060000162
)，其相位信息中的频移误差被消除。
作为一个示例，可以基于下式对第一频移感知信息和第二频移感知信息进行相关处理：
Figure BDA0004107669060000163
其中，ρD为频移误差感知向量。
作为一个示例，对第二频移感知信息和频移误差感知信息进行相关处理，可以得到：
Figure BDA0004107669060000164
其中，k′2，D为第三频移感知信息。可以看出，通过对第二频移感知信息和频移误差感知信息进行相关处理，获得的第三频移感知信息的相位中不包括ΔfD，l+δf(m)，从而实现了对被动感知中频移误差的消除。
基于k′2，D，可以获得被动感知目标物体的速度信息，这部分的具体操作可以参考相关技术中的内容。
作为一个示例，可以对k′2，D，进行DFT(Discrete Fourier Transform，离散傅里叶变换)操作，获得目标物体的速度信息。
基于k1，D则能够获得主动感知中目标物体的速度信息，从而可以实现对于目标物体速度信息的主被动协同感知。
本发明实施例提供的主被动协同感知方法，根据回波信号的频段从回波信号中分离出主动感知的第一回波信号，和被动感知的第二回波信号，并根据回波信号和感知信号确定出主动感知的第一目标感知信息，和被动感知的第二目标感知信息，从第一目标感知信息中分离出主动感知的第一时延感知信息和第一频移感知信息，从第二目标感知信息中分离出被动感知的第二时延感知信息和第二频移感知信息，实现对于目标物体的时延感知信息和频移感知信息进行分别处理，简化计算。并通过对第一时延感知信息和第二时延感知信息进行相关处理，实现对被动感知中时延差和TO的提取，获得时延误差信息并构建时延误差感知向量，再对第二时延感知信息和时延误差感知向量进行相关处理，从第二时延感知信息中消除时延差和TO；通过对第一频移感知信息和第二频移感知信息进行相关处理，实现对被动感知中频移差和CFO的提取，获得频移误差信息并构建频移误差感知向量，再对第二频移感知信息和频移误差感知向量进行相关处理，从第二频移感知信息中消除频移差和CFO。通过主动感知来辅助消除被动感知中目标感知信息存在的时延差、频移差、TO和CFO，将第二回波信号由干扰信号转化为了有用信号，能够提升第一感知节点接收到的回波信号的信干噪比，从而提升感知性能。
此外，本发明实施例提供的主被动协同感知方法实现了时延差、频移差、TO和CFO的全部消除，不需要通过几何对齐对时延差和频移差进行进一步处理，具有较高的处理效率。
并且，本发明实施例也适用于被动感知的收发端之间存在障碍物的场景，适用范围较广。
值得注意的是，本发明的第一实施例中提出的CSCC算法具体基于环境中仅存在一个目标物体的假设，即第一感知节点仅能接收到一个目标物体反射的回波信号。
若环境中存在多个目标物体，则前述步骤S502中提取出的第一回波信号和第二回波信号，实质上是融合了对应多个目标物体的相位变化信息的回波信号，而要实现对目标物体的被动感知，实质上需要获取被动感知中包括每个目标物体对应的相位变化信息的回波信号，以及对应于每个目标物体的误差信息。
在环境中存在多个目标物体的情况下执行步骤S507，不能实现提取出单目标的时延误差信息，即Δτl+τ()，无法通过后续步骤实现被动感知中时延误差的消除，也无法获取被动感知中目标物体的距离信息。类似的，在这种情况下执行步骤S509，不能实现提取出单目标的频移误差信息，即ΔfD,l+f()，无法通过后续步骤实现被动感知中频移误差的消除，也无法获取被动感知中目标物体的速度信息。
为了解决这一问题，在本发明的第二实施例中，将不直接对第二时延感知信息和时延误差感知信息进行相关处理，或是对第二频移感知信息和频移误差感知信息进行相关处理，以此获得不含误差的感知信息。而是分别提取主动感知中的相位变化信息、被动感知中的相位变化信息、以及误差感知信息中的误差相位信息，然后进行相位对齐，即找出对应于同一个目标物体的主动感知的相位变化信息、被动感知的相位变化信息、以及误差相位信息，从而实现对于目标物体的主被动协同感知。
以目标物体l为例，基于主动感知的相位变化信息可以获取主动感知中该目标物体的参数信息，基于被动感知的相位变化信息可以获取被动感知中该目标物体的参数信息，基于误差相位信息则能够获取该目标物体在主被动感知中参数信息间的偏差，从而能够获取主被动协同感知下该目标物体的参数信息。
下面对这一实施例进行具体说明，在执行前述步骤S501-S506的基础上，本发明的第二实施例提供了一种在多目标场景下对时延感知信息和频移感知信息进行处理的方法，图6是本发明实施例提供的主被动协同感知方法的第二实施例的流程示意图，如图6所示，具体包括以下步骤：
步骤S601：对第一时延感知信息和第二时延感知信息进行相关处理，获得时延误差感知信息。
在对前述步骤S507进行说明时，为了便于描述，仅以一根天线作为示例。但在环境中存在多个目标物体的情况下，不同天线上的时延误差感知信息可能不同，因此，这里以新的示例进行说明。
作为一个示例，第k根天线上的第一时延感知信息可以表示为：
Figure BDA0004107669060000181
第k根天线上的第二时延感知信息可以表示为：
Figure BDA0004107669060000182
对第k根天线上的第一时延感知信息和第二时延感知信息进行相关处理，可以得到第k根天线上的时延误差感知信息ρR(k)：
Figure BDA0004107669060000183
步骤S602：对时延误差感知信息进行IDFT操作，获得时延误差相位信息序列。
以对第0根天线上的时延误差感知信息进行IDFT操作作为示例，即k＝0，具体可以表示如下：
Figure BDA0004107669060000184
通过上述IDFT操作，具体能够获得时延误差相位信息序列
Figure BDA0004107669060000191
Figure BDA0004107669060000192
可以看出，这一步骤中获得的时延误差相位信息中，包括TO，即δτ(m)，以及目标物体l2和l1之间的主被动时延差，但在本发明实施例中实际需要的是针对同一目标物体的主被动时延差，即l2＝l1，因此时延误差相位信息序列中仅部分数据为有效数据。
步骤S603：对第一时延感知信息进行IDFT操作，获得主动感知的第一时延相位信息序列；每个第一时延相位信息对应一个目标物体。
通过对第一时延感知信息，即k1，R进行IDFT操作，能够获得主动感知的第一时延相位信息序列{τ1，0，…，τ1，l，…，τ1，L-1}，具体步骤可以参考相关技术中的内容。
可以看出，每一项第一时延相位信息均对应一个目标物体。
步骤S604：对第二时延感知信息进行IDFT操作，获得被动感知的第二时延相位信息序列；每个第二时延相位信息对应一个目标物体。
与步骤S603同理，通过对第二时延感知信息，即k2，R进行IDFT操作，能够获得被动感知的第二时延相位感知信息序列{τ2，0+δτ(m)，...，τ2，l+δτ(m)，...，τ2，L-1+δτ(m)}。
可以看出，每一项第二时延相位信息均对应一个目标物体。
步骤S605：针对目标物体中的第一物体，根据第一预设匹配条件，确定第一物体对应的时延误差相位信息、第一时延相位信息和第二时延相位信息；第一预设匹配条件为：时延误差相位信息与第一时延相位信息之和等于第二时延相位信息；第一物体对应的时延误差相位信息、第一时延相位信息和第二时延相位信息用于获取第一物体的距离信息。
其中，第一物体即任一目标物体，以目标物体l为示例，则对应的第一预设匹配条件即(τ2，l-τ1，l+δτ(m))+τ1，l＝τ2，l+δτ(m)。
作为一个示例，可以对第一时延相位信息序列、第二时延相位信息序列和时延误差相位信息序列中各项元素进行遍历，找出满足第一预设匹配条件的元素，每一组满足该条件的第一时延相位信息、第二时延相位信息和时延误差相位信息被认为属于同一目标物体，且其中的时延误差相位信息满足l2＝l1。
完成步骤S605，即完成了主被动感知间的时延相位信息对齐，从而能够实现对目标物体距离信息的主被动协同感知。
步骤S606：对第一频移感知信息和第二频移感知信息进行相关处理，获得频移误差感知信息。
作为一个示例，第k根天线上的第一频移感知信息可以表示为：
Figure BDA0004107669060000201
第k根天线上的第二频移感知信息可以表示为：
Figure BDA0004107669060000202
对第k根天线上的第一频移感知信息和第二频移感知信息进行相关处理，可以得到第k根天线上的频移误差感知信息ρD(k)：
Figure BDA0004107669060000203
步骤S607：对频移误差感知信息进行DFT操作，获得频移误差相位信息序列。
值得注意的是，通过步骤S607获得的频移误差相位信息序列的准确性，可能会受到CFO属性的影响，可以分为以下两种情况：
当CFO在整个感知信号M个OFDM符号内几乎不变，即：
δf(0)＝，...，＝δf(m)＝，...，＝δf(M-1)
这种情况下可以直接采用DFT操作获取频移误差相位信息序列。
当CFO在整个感知信号M个OFDM符号内是时变的，即：
δf(0)≠，...，≠δf(m)≠，...，≠δf(M-1)
此时，在不同OFDM符号m下，δf(m)也不同，从而针对相同目标的频移误差相位信息不是定值。在δf(m)变化不大的情况下，可以直接采用DFT操作获取频移误差相位信息序列，但在δf(m)变化较大的情况下，计算结果的准确性可能会下降。
为了解决这一问题，在本发明一个具体的实施例中，感知节点可以通过稳定性高的石英钟晶振来产生感知信号，实现变化较小的CFO，从而提升主被动协同感知的性能。
通过对频移误差感知信息进行DFT操作，具体能够获得频移误差相位信息序列
Figure BDA0004107669060000204
与步骤S602同理，这一步骤中获得的频移误差相位信息中，包括CFO，即δf(m)，以及目标物体l2和l1之间的主被动频移差，但在本发明实施例中实际需要的是针对同一目标物体的主被动频移差，即l2＝l1，因此频移误差相位信息序列中仅部分数据为有效数据。
步骤S608：对第一频移感知信息进行DFT操作，获得主动感知的第一频移相位信息序列；每个第一频移相位信息对应一个目标物体。
通过对第一频移感知信息，即k1，D进行DFT操作，能够获得主动感知的第一频移相位信息序列{f1，0，...，f1，l，…，f1，L-1}。
可以看出，每一项第一频移相位信息均对应一个目标物体。
步骤S609：对第二频移感知信息进行DFT操作，获得被动感知的第一频移相位信息序列；每个第二频移相位信息对应一个目标物体。
通过对第二频移感知信息，即k2，D进行DFT操作，能够获得被动感知的第二频移相位信息序列{f2，0+δf(m)，...，f2，l+δf(m)，...，f2，L-1+δf(m)}。
可以看出，每一项第二频移相位信息均对应一个目标物体。
步骤S610：针对目标物体中的第一物体，根据第二预设匹配条件，确定第一物体对应的频移误差相位信息、第一频移相位信息和第二频移相位信息；第二预设匹配条件为：频移误差相位信息与第一频移相位信息之和等于第二频移相位信息；第一物体对应的频移误差相位信息、第一频移相位信息和第二频移相位信息用于获取第一物体的速度信息。
以目标物体l为示例，则对应的第二预设匹配条件即(f2，l-f1，l+δf(m))+f1，l＝f2，l+δf(m)。
作为一个示例，可以对第一频移相位信息序列、第二频移相位信息序列和频移误差相位信息序列中各项元素进行遍历，找出满足第二预设匹配条件的元素，每一组满足该条件的第一频移相位信息、第二频移相位信息和频移误差相位信息被认为属于同一目标物体，且其中的频移误差相位信息满足l2＝l1。
完成步骤S611，即完成了主被动感知间的频移相位信息对齐，从而能够实现对目标物体速度信息的主被动协同感知。
在本发明实施例中，通过对第一时延误差感知信息进行IDFT操作，获得时延误差相位信息序列，并获取主动感知的第一时延相位信息序列，和被动感知的第二时延相位信息序列，通过第一预设匹配条件找出对应于同一目标物体的时延误差相位信息、第一时延相位信息和第二时延相位信息，实现该目标物体在主被动感知中的时延相位信息对齐，从而能够实现对于目标物体距离信息的主被动协同感知。
类似的，本发明实施例通过对第一频移误差感知信息进行DFT操作，获得频移误差相位信息序列，并获取主动感知的第一频移相位信息序列，和被动感知的第二频移相位信息序列，通过第二预设匹配条件找出对应于同一目标物体的频移误差相位信息、第一频移相位信息和第二频移相位信息，实现该目标物体在主被动感知中的频移相位信息对齐，从而能够实现对于目标物体速度信息的主被动协同感知。
值的注意的是，本发明的第二实施例中，通过步骤S602获取的时延误差相位信息序列中，部分时延误差相位信息中的时延差是不同目标物体之间的，这部分时延误差相位信息无法用于对目标物体的感知，将其称为“干扰项”，实际有用的数据为针对单目标的时延误差相位信息，将其称为“单目标时延误差相位信息”。
在理想情况下，可以认为通过步骤S60中的第一预设匹配条件提取出的时延误差相位信息为单目标时延误差相位信息，但也可能存在部分干扰项同样满足第一预设匹配条件。为了进一步提升相位信息对齐的准确性，提高感知性能，在本发明的第三实施例中，可以先从时延误差相位信息序列中提取出单目标时延误差相位信息，再根据第一预设匹配条件进行相位信息对齐。
对于频移误差相位信息序列的处理与之类似，此处不再赘述。
下面在此基础上，对本发明的第三实施例进行具体说明。在本发明的这一实施例中，第一感知节点上具体包括第一天线和一个或多个第二天线。
作为一个示例，前述步骤S601中获得的时延误差感知信息具体满足下式：
Figure BDA0004107669060000221
其中，
βR(n，k)＝DR(n，k)+IR(n，k)
上述时延误差感知信息具体包括单目标时延感知信息DR(n，k)，和干扰项IR(n，k)。
其中，DR(n，k)中的相位信息在任意两根天线上相同，即DR(n，k)的相位信息与天线下标k无关，而IR(n，k)的相位信息则会随着天线下标k的变化而改变。
具体的，由于单一目标在方向上具有一致性，针对单一目标的相位信息在各天线上均相同，因此，时延误差感知信息中相位信息不随k改变的部分，即单目标时延感知信息，也就是进行目标感知时在时延误差感知信息中所需的有效数据。
而融合多目标相位信息的时延误差感知信息，例如，根据第二感知节点发送到第l1个目标上的感知信号，和第一感知节点从第l2个目标上接收的回波信号得出的时延误差感知信息，则由于目标的不同位置，时延误差感知信息会随着天线下标k而改变。
简而言之，本发明实施例在这一步骤中所需的有效数据具体为时延误差感知信息中不随k改变的部分对应的相位信息，即单目标的时延误差相位信息。
基于上述性质，可以通过不断调整系数k，去除βR(n，k)中相位发生变化的量IR(n，k)，进而实现对单目标的时延误差相位信息，即Δτl+δτ(m)的估计。
具体的，前述步骤S602，可以包括以下分步骤：
对时延误差感知信息进行IDFT操作，获取IDFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰时延误差相位信息序列；
从含干扰时延误差相位信息序列中提取单目标时延误差感知信息对应的时延误差相位信息序列。
以对第0根天线为示例，对时延误差感知信息ρR(0)采用IDFT算法，具体可以获得：
Figure BDA0004107669060000231
则当
Figure BDA0004107669060000232
时，其IDFT操作结果会出现峰值。
可以看出，IDFT操作结果出现峰值时的索引，即q中的相位信息即含干扰时延误差相位信息，具体包括单目标的时延误差相位信息和融合多目标的时延误差相位信息。因此，可以通过记录各峰值对应的多个索引qi，获得含干扰时延误差相位信息序列，即
Figure BDA0004107669060000233
Figure BDA0004107669060000234
然后从含干扰时延误差相位信息序列中提取单目标时延误差感知信息，即DR(n，k)对应的时延误差相位信息，就可以获得本发明实施例中针对单目标的时延误差相位信息{Δτl+δτ(m)}，l＝0，…，L-1。
在本发明实施例中，不对提取时延误差相位信息序列的步骤进行具体限定。
作为一个示例，可以对各天线上的时延误差感知信息均进行IDFT操作，通过不断调整k的数值判断相位信息是否随k改变，从而在含干扰时延误差相位信息序列中提取出DR(n，k)对应的针对单目标的时延误差相位信息序列。
在获得针对单目标的时延误差相位信息后，即可根据前述步骤S605对同一目标物体的时延误差相位信息、第一时延相位信息和第二时延相位信息进行匹配。
作为一个示例，根据时延误差相位信息序列获得配准相位空间Pg：
Pg＝Set(Δτ0+δτ(m)，...，Δτl+δτ(m)，...，ΔτL-1+δτ(m))
根据第一时延相位信息序列获得主动感知的相位空间Pm：
Pm＝Set(τ1，0，...，τ1，l，...，τ1，L-1)
根据第二时延相位信息序列获得双向感知的相位空间Pb：
Pb＝Set(τ2，0+δτ(m)，...，τ2，l+δτ(m)，...，τ2，L-1+δτ(m))
通过对Pg，Pm和Pb中的元素进行遍历，获取满足第一预设匹配条件的相位信息组合，即实现了准备对感知在测距方面的相位对齐。其中，第一预设匹配条件即：
Pm(i)+Pg(i)＝＝Pb(i)
对于频移误差感知信息的处理与时延误差感知信息相类似，作为一个示例，步骤S612中获得的频移误差感知信息，具体可以满足下式：
Figure BDA0004107669060000241
其中，
Figure BDA0004107669060000242
与前文相类似，Dv(m，k)对应的频域误差相位信息即单目标的频移误差相位信息。
在本发明的这一实施例中，前述步骤S613，具体可以包括以下分步骤：
对频移误差感知信息进行DFT操作，获取DFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰频移误差相位信息序列；
从含干扰频移误差相位信息序列中提取单目标频移误差感知信息对应的频移误差相位信息序列。
具体的，上述步骤在获得含干扰频移误差相位信息序列{f2，l-f1，l+δf(m)}后，从中提取出Dv(m，k)对应的相位信息，即可获得针对单目标的频移误差相位信息序列{Δfl+δf(m)}。
这部分的具体内容可以参考对于时延误差感知信息的处理，此处不再赘述。
在本发明的这一实施例中，通过对时延误差感知信息进行IDFT操作，获得含干扰时延误差相位信息序列，并从中提取针对单目标的时延误差相位信息，从而在匹配同一目标的时延误差相位信息序列、第一时延相位信息和第二时延相位信息时，能够提升时延相位信息对齐的准确性，从而提升主被动协同感知中对于目标物体进行距离感知的准确性。
类似的，本发明实施例中通过对频移误差感知信息进行DFT操作，获得含干扰频移误差相位信息序列，并从中提取针对单目标的频移误差相位信息，从而在匹配同一目标的频移误差相位信息序列、第一频移相位信息和第二频移相位信息时，能够提升频移相位信息对齐的准确性，从而提升主被动协同感知中对于目标物体进行速度感知的准确性。
在本发明的第四实施例中，提供了一种从含干扰时延误差相位信息序列中提取单目标的时延误差相位信息序列，以及从含干扰频移误差相位信息序列中提取单目标的频移误差相位信息序列的具体实施方式。
在本发明的这一实施例中，第一感知节点上包括第一天线和一个或多个第二天线。
下面结合具体的示例进行说明，如前文所述，时延误差感知信息具体满足下式：
Figure BDA0004107669060000251
其中，
βR(n，k)＝DR(n，k)+IR(n，k)
在本发明一个具体的实施例中，为了避免相位信息被干扰淹没，在对时延误差感知信息进行IDFT操作之前，可以先增大相位的幅度，作为一个示例，可以通过如下方式实现；
对Na根天线均进行上述求时延误差感知信息ρR(k)的操作，并求矢量和：
Figure BDA0004107669060000252
Figure BDA0004107669060000253
在本发明的第四实施例中，前述对时延误差感知信息进行IDFT操作，获取IDFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰时延误差相位信息序列的步骤之后，还包括：
获取各含干扰时延误差相位信息对应的IDFT操作结果的实部，获得时延IDFT结果序列。
以第0根天线作为示例，对时延误差感知信息进行IDFT操作时，记录峰值对应的索引q0，i及其r(q0，i)的实部real(r(q0，i))，记作集合P0
P0＝{(q0，i，real(r(q0，i)))}，i＝0，1，...
从而能够获得时延IDFT结果序列，其中的每项时延IDFT结果为real(r(q0，i))。
前述步骤从含干扰时延误差相位信息序列中提取目标时延误差感知信息对应的单目标时延误差相位信息序列，具体可以包括以下分步骤：
针对第一天线上每一时延IDFT结果，依次与各第二天线上对应时延IDFT结果计算第一差值；
若第一差值大于预设阈值，将时延IDFT结果对应的含干扰时延误差相位信息从第一天线的含干扰时延误差相位信息序列中删除，获得时延误差相位信息序列。
作为一个示例，可以预先设定误差阈值，即预设阈值ε。
下面将第0根天线作为第一天线，对本发明的这一实施例进行示例性说明。
在获得第0根天线，即k＝0时的集合P0后，重复相同的步骤，获得每根天线上的集合Pk，k＜Na，即获得了每根天线上的时延DFT结果。
随后，遍历P0中的所有元素(q0，i，real(r(q0，i)))，若|real(r(q0，i))-real(r(qk，i))|≥ε，即P0中的时延IDFT结果与Pk中对应时延DFT结果的第一差值大于预设阈值，则将(q0，i，real(r(q0，i)))从P0中删除。
对于每一第二天线，即k＝1至k＝Na都执行上述操作，直至P0中没有需要被删除的元素，最终获得的集合P0中的q0，i的相位信息，即单目标的时延误差相位信息序列{Δτl+δτ(m)}，l＝0，...，L-1。
具体的，对时延误差感知信息进行IDFT操作后，当IDFT操作结果的实部，即时延IDFT结果在任意两个天线上的差值不小于预设阈值，即认为时延IDFT结果不随k的变化而改变，从而可以认为这部分时延IDFT结果即DR(n，k)对应的时延IDFT结果，因此，获取这部分时延IDFT结果对应的时延误差相位信息，即获得了针对单目标的时延误差相位信息。
基于相同的原理，在本发明的第四实施例中，前述对频移误差感知信息进行DFT操作，获取DFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰频移误差相位信息序列的步骤之后，还包括：
获取各含干扰频移误差相位信息对应的DFT操作结果的实部，获得频移DFT结果序列。
前述步骤从含干扰频移误差相位信息序列中提取单目标频移误差感知信息对应的频移误差相位信息序列，具体包括以下分步骤：
针对第一天线上每一频移DFT结果，依次与各第二天线上对应频移DFT结果计算第二差值；
若第二差值大于预设阈值，将频移DFT结果对应的含干扰频移误差相位信息从第一天线的含干扰频移误差相位信息序列中删除，获得频移误差相位信息序列。
基于上述步骤，即可获得针对单目标的频移误差相位信息序列{Δfl+δf(m)}，l＝0，...，L-1。
由于上述步骤与前文中对于时延误差相位信息的处理是基于相同的原理，因此其中的具体内容可以参考前文中的描述。
在本发明的第四实施例中，对时延误差感知信息进行IDFT操作之后，获取含干扰时延误差相位信息及对应的IDFT操作结果的实部，获得时延IDFT结果序列，并计算第一天线上时延IDFT结果和第二天线上对应时延IDFT结果之间的第一差值，将第一差值大于预设阈值的时延IDFT结果对应的相位信息从含干扰时延误差相位信息序列中删除，从而获得针对单目标的时延误差相位信息序列。
类似的，本发明实施例对频移误差感知信息进行DFT操作之后，获取含干扰频移误差相位信息及对应的DFT操作结果的实部，获得频移DFT结果序列，并计算第一天线上频移DFT结果和第二天线上对应频移DFT结果之间的第二差值，将第二差值大于预设阈值的频移DFT结果对应的相位信息从含干扰频移误差相位信息序列中删除，从而获得针对单目标的频移误差相位信息序列。
在本发明实施例中，通过判断不同天线上IDFT/DFT操作结果的实部是否发生变化，来判断IDFT/DFT操作结果的实部对应的相位信息是否是针对同一目标物体的，从而实现从含干扰时延误差相位信息序列中提取目标时延误差感知信息对应的单目标时延误差相位信息序列，或从含干扰频移误差相位信息序列中提取目标频移误差感知信息对应的单目标频移误差相位信息序列，具有较高的计算效率和准确性。
在本发明的一个实施例中，第一感知信号和第二感知信号为OFDM信号。
图7是本发明实施例提供的主被动协同感知方法的一种示意图，为了便于理解，下面结合图7对本发明实施例提供的主被动协同感知方法进行进一步说明，如图7所示，该方法具体可以包括以下步骤：
步骤S701：感知信号发送。
具体的，感知节点向目标区域发送感知信号。
步骤S702：接收回波信号。
具体的，第一感知节点接收目标物体反射的自身回波信号，以及第二节点发送并由目标物体反射的回波信号。
步骤S703：发送接收信号的矩阵表示。
具体的，获取主动感知的发送信号矩阵和接收信号矩阵，以及被动感知的发送信号矩阵和接收信号矩阵。
作为一个示例，上述步骤S701-S703可以由第一感知节点的信号收发模块执行。
步骤S704：基于频分分离出自身回波y1与相邻节点的回波信号y2。
具体的，基于回波信号所处的不同频段，分离出第一回波信号y1和第二回波信号y2。
作为一个示例，步骤S704可以由第一感知节点的融合信号分离模块执行。
对于y1，执行步骤S705-S706。
步骤S705：消除发送数据信息。
步骤S706：提取包含时延与多普勒频移的信道信息矩阵。
对于y2，执行步骤S707-S708。
步骤S707：消除发送数据信息。
步骤S708：提取包含时延与多普勒频移的信道信息矩阵。
步骤S705-S708即获取主动感知与被动感知中的信道信息矩阵，具体可以参考步骤S504中的说明。
作为一个示例，上述步骤S705-S708可以由第一感知节点的目标感知信息提取模块执行。
步骤S709：主被动感知时延与多普勒频移偏差分析。
具体即获取主动感知和被动感知中的时延感知信息、频移感知信息，这部分内容可以参考前文步骤S505-S506的说明。
步骤S710：通过相关算法，获取包含TO和CFO以及主被动感知偏差的向量。
这部分内容可以参考前文步骤S507和S509的说明。
步骤S711：偏差及TO-CFO估计与配准。
在进行偏差及TO-CFO估计与配准的过程中，在单目标的场景下，执行步骤S711a，在多目标的场景下，执行步骤S711b。
步骤S711a：通过相关算法，消除TO和CFO以及主被动感知偏差。
这部分内容可以参考前文步骤S608-S611和S613-S616的说明
步骤S711b：估计偏差及TO-CFO的相位空间。
这部分内容可以参考前文步骤S507和S509的说明。
步骤S712：实现主被动感知的相位匹配。
作为一个示例，上述步骤S709-S712可以由第一感知节点的信号相关处理模块执行。
本发明实施例还提供了一种主被动协同感知装置，图8是本发明实施例提供的主被动协同感知装置的结构示意图，应用于第一感知节点，如图8所示，该装置包括：
接收模块801，用于接收由目标物体反射的回波信号；
第一分离模块802，用于根据所述回波信号的频段，从所述回波信号中分离出第一回波信号和第二回波信号；其中，所述第一回波信号是第一感知信号的回波信号，所述第二回波信号是第二感知信号的回波信号；所述第一感知信号由所述第一感知节点发出，所述第二感知信号由第二感知节点发出；
第一确定模块803，用于根据第一回波调制符号和第一发送调制符号，确定主动感知的第一目标感知信息；其中，所述第一回波调制符号是基于所述第一回波信号确定的，所述第一发送调制符号是基于所述第一感知信号确定的；
第二确定模块804，用于根据第二回波调制符号和第二发送调制符号，确定被动感知的第二目标感知信息；其中，所述第二回波调制符号是基于所述第二回波信号确定的，所述第二发送调制符号是基于所述第二感知信号确定的；
第二分离模块805，用于从所述第一目标感知信息中分离出第一时延感知信息和第一频移感知信息；
第三分离模块806，用于从所述第二目标感知信息中分离出第二时延感知信息和第二频移感知信息；所述第二时延感知信息中包括时间偏差TO；所述第二频移信息中包括载频偏差CFO；
第一处理模块807，用于对所述第一时延感知信息和所述第二时延感知信息进行相关处理，获得时延误差感知信息；
第二处理模块808，根据第一时延感知信息与时延误差感知信息构建时延误差感知向量，对第二时延感知信息与时延误差感知向量进行相关处理，获得第三时延感知信息；第三时延感知信息和第一时延感知信息均用于获取目标物体的距离信息；
第三处理模块809，用于对所述第一频移感知信息和所述第二频移感知信息进行相关处理，获得频移误差感知信息；
第四处理模块810，根据第一频移感知信息与频移误差感知信息构建频移误差感知向量，对第二频移感知信息与频移误差感知向量进行相关处理，获得第三频移感知信息；第三频移感知信息和第一频移感知信息均用于获取目标物体的速度信息。
在本发明的一个实施例中，所述目标物体的数量为多个，所述装置还包括：
第一操作模块，用于对所述时延误差感知信息进行离散傅里叶反变换IDFT操作，获得时延误差相位信息序列；
第二操作模块，用于对所述第一时延感知信息进行IDFT操作，获得主动感知的第一时延相位信息序列；每个第一时延相位信息对应一个所述目标物体；
第三操作模块，用于对所述第二时延感知信息进行IDFT操作，获得被动感知的第二时延相位信息序列；每个第二时延相位信息对应一个所述目标物体；
第三确定模块，用于针对所述目标物体中的第一物体，根据第一预设匹配条件，确定所述第一物体对应的时延误差相位信息、第一时延相位信息和第二时延相位信息；所述第一预设匹配条件为：所述时延误差相位信息与所述第一时延相位信息之和等于所述第二时延相位信息；所述第一物体对应的时延误差相位信息、第一时延相位信息和第二时延相位信息用于获取所述第一物体的距离信息；
第四操作模块，用于对所述频移误差感知信息进行DFT操作，获得频移误差相位信息序列；
第五操作模块，用于对所述第一频移感知信息进行DFT操作，获得主动感知的第一频移相位信息序列；每个第一频移相位信息对应一个所述目标物体；
第六操作模块，用于对所述第二频移感知信息进行DFT操作，获得被动感知的第一频移相位信息序列；每个第二频移相位信息对应一个所述目标物体；
第四确定模块，用于针对所述目标物体中的第一物体，根据第二预设匹配条件，确定所述第一物体对应的频移误差相位信息、第一频移相位信息和第二频移相位信息；所述第二预设匹配条件为：所述频移误差相位信息与所述第一频移相位信息之和等于所述第二频移相位信息；所述第一物体对应的频移误差相位信息、第一频移相位信息和第二频移相位信息用于获取所述第一物体的速度信息。
在本发明的一个实施例中，所述时延误差感知信息包括单目标时延误差感知信息和干扰项；所述单目标时延误差感知信息中的相位信息在任意两根天线上相同；所述频移误差感知信息包括单目标频移误差感知信息和干扰项；所述单目标频移误差感知信息中的相位信息在任意两根天线上相同；
所述第一操作模块，具体用于对所述时延误差感知信息进行IDFT操作，获取IDFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰时延误差相位信息序列；
从所述含干扰时延误差相位信息序列中提取所述单目标时延误差感知信息对应的时延误差相位信息序列；
所述第四操作模块，具体用于对所述频移误差感知信息进行DFT操作，获取DFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰频移误差相位信息序列；
从所述含干扰频移误差相位信息序列中提取所述单目标频移误差感知信息对应的频移误差相位信息序列。
在本发明的一个实施例中，所述装置还包括：
所述第一操作模块，具体用于对所述时延误差感知信息进行IDFT操作，获取IDFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰时延误差相位信息序列；
获取各含干扰时延误差相位信息对应的IDFT操作结果的实部，获得时延IDFT结果序列；
针对所述第一天线上每一时延IDFT结果，依次与各所述第二天线上对应时延IDFT结果计算第一差值；
若所述第一差值大于预设阈值，将所述时延IDFT结果对应的含干扰时延误差相位信息从所述第一天线的含干扰时延误差相位信息序列中删除，获得所述时延误差相位信息序列；
所述第四操作模块，具体用于对所述频移误差感知信息进行DFT操作，获取DFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰频移误差相位信息序列；
获取各含干扰频移误差相位信息对应的DFT操作结果的实部，获得频移DFT结果序列；
针对所述第一天线上每一频移DFT结果，依次与各所述第二天线上对应频移DFT结果计算第二差值；
若所述第二差值大于所述预设阈值，将所述频移DFT结果对应的含干扰频移误差相位信息从所述第一天线的含干扰频移误差相位信息序列中删除，获得所述频移误差相位信息序列。
在本发明的一个实施例中，所述第一感知信号和所述第二感知信号为正交频分复用OFDM信号。
本发明实施例提供的主被动协同感知装置，根据回波信号的频段从回波信号中分离出主动感知的第一回波信号，和被动感知的第二回波信号，并根据回波信号和感知信号确定出主动感知的第一目标感知信息，和被动感知的第二目标感知信息，从第一目标感知信息中分离出主动感知的第一时延感知信息和第一频移感知信息，从第二目标感知信息中分离出被动感知的第二时延感知信息和第二频移感知信息，实现对于目标物体的时延感知信息和频移感知信息进行分别处理，简化计算。并通过对第一时延感知信息和第二时延感知信息进行相关处理，实现对被动感知中时延差和TO的提取，获得时延误差信息并构建时延误差感知向量，再对第二时延感知信息和时延误差感知向量进行相关处理，从第二时延感知信息中消除时延差和TO；通过对第一频移感知信息和第二频移感知信息进行相关处理，实现对被动感知中频移差和CFO的提取，获得频移误差信息并构建频移误差感知向量，再对第二频移感知信息和频移误差感知向量进行相关处理，从第二频移感知信息中消除频移差和CFO。通过主动感知来辅助消除被动感知中目标感知信息存在的时延差、频移差、TO和CFO，将第二回波信号由干扰信号转化为了有用信号，能够提升第一感知节点接收到的回波信号的信干噪比，从而提升感知性能。
此外，本发明实施例提供的主被动协同感知装置实现了时延差、频移差、TO和CFO的全部消除，不需要通过几何对齐对时延差和频移差进行进一步处理，具有较高的处理效率。
并且，本发明实施例也适用于被动感知的收发端之间存在障碍物的场景，适用范围较广。
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图9所示，包括处理器901、通信接口902、存储器903和通信总线904，其中，处理器901，通信接口902，存储器903通过通信总线904完成相互间的通信，
存储器903，用于存放计算机程序；
处理器901，用于执行存储器903上所存放的程序时，实现如下步骤：
接收由目标物体反射的回波信号；
根据回波信号的频段，从回波信号中分离出第一回波信号和第二回波信号；其中，第一回波信号是第一感知信号的回波信号，第二回波信号是第二感知信号的回波信号；第一感知信号由第一感知节点发出，第二感知信号由第二感知节点发出；
根据第一回波调制符号和第一发送调制符号，确定主动感知的第一目标感知信息；其中，第一回波调制符号是基于第一回波信号确定的，第一发送调制符号是基于第一感知信号确定的；
根据第二回波调制符号和第二发送调制符号，确定被动感知的第二目标感知信息；其中，第二回波调制符号是基于第二回波信号确定的，第二发送调制符号是基于第二感知信号确定的；
从第一目标感知信息中分离出第一时延感知信息和第一频移感知信息；
从第二目标感知信息中分离出第二时延感知信息和第二频移感知信息；第二时延感知信息中包括时间偏差TO；第二频移信息中包括载频偏差CFO；
对第一时延感知信息和第二时延感知信息进行相关处理，获得时延误差感知信息；
根据第一时延感知信息与时延误差感知信息构建时延误差感知向量，对第二时延感知信息与时延误差感知向量进行相关处理，获得第三时延感知信息；第三时延感知信息和第一时延感知信息均用于获取目标物体的距离信息；
对第一频移感知信息和第二频移感知信息进行相关处理，获得频移误差感知信息；
根据第一频移感知信息与频移误差感知信息构建频移误差感知向量，对第二频移感知信息与频移误差感知向量进行相关处理，获得第三频移感知信息；第三频移感知信息和第一频移感知信息均用于获取目标物体的速度信息。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一自动合成红头文件的方法的步骤。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一自动合成红头文件的方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于自动合成红头文件的方法的装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种主被动协同感知方法，其特征在于，应用于第一感知节点，所述方法包括：
接收由目标物体反射的回波信号；
根据所述回波信号的频段，从所述回波信号中分离出第一回波信号和第二回波信号；其中，所述第一回波信号是第一感知信号的回波信号，所述第二回波信号是第二感知信号的回波信号；所述第一感知信号由所述第一感知节点发出，所述第二感知信号由第二感知节点发出；
根据第一回波调制符号和第一发送调制符号，确定主动感知的第一目标感知信息；其中，所述第一回波调制符号是基于所述第一回波信号确定的，所述第一发送调制符号是基于所述第一感知信号确定的；
根据第二回波调制符号和第二发送调制符号，确定被动感知的第二目标感知信息；其中，所述第二回波调制符号是基于所述第二回波信号确定的，所述第二发送调制符号是基于所述第二感知信号确定的；
从所述第一目标感知信息中分离出第一时延感知信息和第一频移感知信息；
从所述第二目标感知信息中分离出第二时延感知信息和第二频移感知信息；所述第二时延感知信息中包括时间偏差TO；所述第二频移信息中包括载频偏差CFO；
对所述第一时延感知信息和所述第二时延感知信息进行相关处理，获得时延误差感知信息；
根据所述第一时延感知信息与所述时延误差感知信息构建时延误差感知向量，对所述第二时延感知信息与所述时延误差感知向量进行相关处理，获得第三时延感知信息；所述第三时延感知信息和所述第一时延感知信息均用于获取所述目标物体的距离信息；
对所述第一频移感知信息和所述第二频移感知信息进行相关处理，获得频移误差感知信息；
根据所述第一频移感知信息与所述频移误差感知信息构建频移误差感知向量，对所述第二频移感知信息与所述频移误差感知向量进行相关处理，获得第三频移感知信息；所述第三频移感知信息和所述第一频移感知信息均用于获取所述目标物体的速度信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标物体的数量为多个；
所述对所述第一时延感知信息和所述第二时延感知信息进行相关处理，获得时延误差感知信息之后，所述方法还包括：
对所述时延误差感知信息进行离散傅里叶反变换IDFT操作，获得时延误差相位信息序列；
对所述第一时延感知信息进行IDFT操作，获得主动感知的第一时延相位信息序列；每个第一时延相位信息对应一个所述目标物体；
对所述第二时延感知信息进行IDFT操作，获得被动感知的第二时延相位信息序列；每个第二时延相位信息对应一个所述目标物体；
针对所述目标物体中的第一物体，根据第一预设匹配条件，确定所述第一物体对应的时延误差相位信息、第一时延相位信息和第二时延相位信息；所述第一预设匹配条件为：所述时延误差相位信息与所述第一时延相位信息之和等于所述第二时延相位信息；所述第一物体对应的时延误差相位信息、第一时延相位信息和第二时延相位信息用于获取所述第一物体的距离信息；
所述对所述第一频移感知信息和所述第二频移感知信息进行相关处理，获得频移误差感知信息之后，所述方法还包括：
对所述频移误差感知信息进行离散傅里叶变换DFT操作，获得频移误差相位信息序列；
对所述第一频移感知信息进行DFT操作，获得主动感知的第一频移相位信息序列；每个第一频移相位信息对应一个所述目标物体；
对所述第二频移感知信息进行DFT操作，获得被动感知的第一频移相位信息序列；每个第二频移相位信息对应一个所述目标物体；
针对所述目标物体中的第一物体，根据第二预设匹配条件，确定所述第一物体对应的频移误差相位信息、第一频移相位信息和第二频移相位信息；所述第二预设匹配条件为：所述频移误差相位信息与所述第一频移相位信息之和等于所述第二频移相位信息；所述第一物体对应的频移误差相位信息、第一频移相位信息和第二频移相位信息用于获取所述第一物体的速度信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述时延误差感知信息包括单目标时延误差感知信息和干扰项；所述单目标时延误差感知信息中的相位信息在任意两根天线上相同；所述频移误差感知信息包括单目标频移误差感知信息和干扰项；所述单目标频移误差感知信息中的相位信息在任意两根天线上相同；
所述对所述时延误差信息进行IDFT操作，获得时延误差相位信息序列的步骤，包括：
对所述时延误差感知信息进行IDFT操作，获取IDFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰时延误差相位信息序列；
从所述含干扰时延误差相位信息序列中提取所述单目标时延误差感知信息对应的时延误差相位信息序列；
所述对所述频移误差感知信息进行DFT操作，获得频移误差相位信息序列的步骤，包括：
对所述频移误差感知信息进行DFT操作，获取DFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰频移误差相位信息序列；
从所述含干扰频移误差相位信息序列中提取所述单目标频移误差感知信息对应的频移误差相位信息序列。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一感知节点上包括第一天线和一个或多个第二天线；
所述对所述时延误差感知信息进行IDFT操作，获取IDFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰时延误差相位信息序列之后，还包括：
获取各含干扰时延误差相位信息对应的IDFT操作结果的实部，获得时延IDFT结果序列；
所述从所述含干扰时延误差相位信息序列中提取所述目标时延误差感知信息对应的单目标时延误差相位信息序列的步骤，包括：
针对所述第一天线上每一时延IDFT结果，依次与各所述第二天线上对应时延IDFT结果计算第一差值；
若所述第一差值大于预设阈值，将所述时延IDFT结果对应的含干扰时延误差相位信息从所述第一天线的含干扰时延误差相位信息序列中删除，获得所述时延误差相位信息序列；
所述对所述频移误差感知信息进行DFT操作，获取DFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰频移误差相位信息序列之后，还包括：
获取各含干扰频移误差相位信息对应的DFT操作结果的实部，获得频移DFT结果序列；
所述从所述含干扰频移误差相位信息序列中提取所述单目标频移误差感知信息对应的频移误差相位信息序列的步骤，包括：
针对所述第一天线上每一频移DFT结果，依次与各所述第二天线上对应频移DFT结果计算第二差值；
若所述第二差值大于所述预设阈值，将所述频移DFT结果对应的含干扰频移误差相位信息从所述第一天线的含干扰频移误差相位信息序列中删除，获得所述频移误差相位信息序列。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一感知信号和所述第二感知信号为正交频分复用OFDM信号。
6.一种主被动协同感知装置，其特征在于，应用于第一感知节点，所述装置包括：
接收模块，用于接收由目标物体反射的回波信号；
第一分离模块，用于根据所述回波信号的频段，从所述回波信号中分离出第一回波信号和第二回波信号；其中，所述第一回波信号是第一感知信号的回波信号，所述第二回波信号是第二感知信号的回波信号；所述第一感知信号由所述第一感知节点发出，所述第二感知信号由第二感知节点发出；
第一确定模块，用于根据第一回波调制符号和第一发送调制符号，确定主动感知的第一目标感知信息；其中，所述第一回波调制符号是基于所述第一回波信号确定的，所述第一发送调制符号是基于所述第一感知信号确定的；
第二确定模块，用于根据第二回波调制符号和第二发送调制符号，确定被动感知的第二目标感知信息；其中，所述第二回波调制符号是基于所述第二回波信号确定的，所述第二发送调制符号是基于所述第二感知信号确定的；
第二分离模块，用于从所述第一目标感知信息中分离出第一时延感知信息和第一频移感知信息；
第三分离模块，用于从所述第二目标感知信息中分离出第二时延感知信息和第二频移感知信息；所述第二时延感知信息中包括时间偏差TO；所述第二频移信息中包括载频偏差CFO；
第一处理模块，用于对所述第一时延感知信息和所述第二时延感知信息进行相关处理，获得时延误差感知信息；
第二处理模块，用于根据所述第一时延感知信息与所述时延误差感知信息构建时延误差感知向量，对所述第二时延感知信息与所述时延误差感知向量进行相关处理，获得第三时延感知信息；所述第三时延感知信息和所述第一时延感知信息均用于获取所述目标物体的距离信息；
第三处理模块，用于对所述第一频移感知信息和所述第二频移感知信息进行相关处理，获得频移误差感知信息；
第四处理模块，用于根据所述第一频移感知信息与所述频移误差感知信息构建频移误差感知向量，对所述第二频移感知信息与所述频移误差感知向量进行相关处理，获得第三频移感知信息；所述第三频移感知信息和所述第一频移感知信息均用于获取所述目标物体的速度信息。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述目标物体的数量为多个，所述装置还包括：
第一操作模块，用于对所述时延误差感知信息进行离散傅里叶变换IDFT操作，获得时延误差相位信息序列；
第二操作模块，用于对所述第一时延感知信息进行IDFT操作，获得主动感知的第一时延相位信息序列；每个第一时延相位信息对应一个所述目标物体；
第三操作模块，用于对所述第二时延感知信息进行IDFT操作，获得被动感知的第二时延相位信息序列；每个第二时延相位信息对应一个所述目标物体；
第三确定模块，用于针对所述目标物体中的第一物体，根据第一预设匹配条件，确定所述第一物体对应的时延误差相位信息、第一时延相位信息和第二时延相位信息；所述第一预设匹配条件为：所述时延误差相位信息与所述第一时延相位信息之和等于所述第二时延相位信息；所述第一物体对应的时延误差相位信息、第一时延相位信息和第二时延相位信息用于获取所述第一物体的距离信息；
第四操作模块，用于对所述频移误差感知信息进行DFT操作，获得频移误差相位信息序列；
第五操作模块，用于对所述第一频移感知信息进行DFT操作，获得主动感知的第一频移相位信息序列；每个第一频移相位信息对应一个所述目标物体；
第六操作模块，用于对所述第二频移感知信息进行DFT操作，获得被动感知的第一频移相位信息序列；每个第二频移相位信息对应一个所述目标物体；
第四确定模块，用于针对所述目标物体中的第一物体，根据第二预设匹配条件，确定所述第一物体对应的频移误差相位信息、第一频移相位信息和第二频移相位信息；所述第二预设匹配条件为：所述频移误差相位信息与所述第一频移相位信息之和等于所述第二频移相位信息；所述第一物体对应的频移误差相位信息、第一频移相位信息和第二频移相位信息用于获取所述第一物体的速度信息。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述时延误差感知信息包括单目标时延误差感知信息和干扰项；所述单目标时延误差感知信息中的相位信息在任意两根天线上相同；所述频移误差感知信息包括单目标频移误差感知信息和干扰项；所述单目标频移误差感知信息中的相位信息在任意两根天线上相同；
所述第一操作模块，具体用于对所述时延误差感知信息进行IDFT操作，获取IDFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰时延误差相位信息序列；
从所述含干扰时延误差相位信息序列中提取所述单目标时延误差感知信息对应的时延误差相位信息序列；
所述第四操作模块，具体用于对所述频移误差感知信息进行DFT操作，获取DFT操作结果在峰值处的索引，获得含干扰频移误差相位信息序列；
从所述含干扰频移误差相位信息序列中提取所述单目标频移误差感知信息对应的频移误差相位信息序列。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-5任一所述的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一所述的方法步骤。
CN202310197387.3A 2023-03-03 2023-03-03 主被动协同感知方法及装置 Pending CN116381669A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310197387.3A CN116381669A (zh) 2023-03-03 2023-03-03 主被动协同感知方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310197387.3A CN116381669A (zh) 2023-03-03 2023-03-03 主被动协同感知方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116381669A true CN116381669A (zh) 2023-07-04

Family

ID=86962382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310197387.3A Pending CN116381669A (zh) 2023-03-03 2023-03-03 主被动协同感知方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116381669A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117014801A (zh) * 2023-08-24 2023-11-07 北京物资学院 无线蜂窝系统中感知性能优化方法
WO2025140012A1 (zh) * 2023-12-27 2025-07-03 华为技术有限公司 一种通信方法及装置
WO2025228108A1 (zh) * 2024-04-29 2025-11-06 大唐移动通信设备有限公司 信号处理方法、装置及设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111948620A (zh) * 2020-06-30 2020-11-17 西安电子科技大学 一种基于多类型外辐射源的目标被动协同探测方法及系统
CN113296058A (zh) * 2020-02-24 2021-08-24 华为技术有限公司 一种目标检测方法及雷达装置
CN114553266A (zh) * 2022-02-22 2022-05-27 北京邮电大学 一种协同预编码方法及装置
WO2022174392A1 (zh) * 2021-02-19 2022-08-25 华为技术有限公司 定位方法和装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113296058A (zh) * 2020-02-24 2021-08-24 华为技术有限公司 一种目标检测方法及雷达装置
CN111948620A (zh) * 2020-06-30 2020-11-17 西安电子科技大学 一种基于多类型外辐射源的目标被动协同探测方法及系统
WO2022174392A1 (zh) * 2021-02-19 2022-08-25 华为技术有限公司 定位方法和装置
CN114553266A (zh) * 2022-02-22 2022-05-27 北京邮电大学 一种协同预编码方法及装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117014801A (zh) * 2023-08-24 2023-11-07 北京物资学院 无线蜂窝系统中感知性能优化方法
CN117014801B (zh) * 2023-08-24 2024-03-19 北京物资学院 无线蜂窝系统中感知性能优化方法
WO2025140012A1 (zh) * 2023-12-27 2025-07-03 华为技术有限公司 一种通信方法及装置
WO2025228108A1 (zh) * 2024-04-29 2025-11-06 大唐移动通信设备有限公司 信号处理方法、装置及设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116381669A (zh) 主被动协同感知方法及装置
US11762056B2 (en) Method and apparatus for determining location of an object
CN110168396B (zh) 到达时间（toa）测量
US20180292510A1 (en) Calibration of a cascaded radar system
JP2019531483A (ja) 移動通信ネットワークにおけるユーザ機器位置特定
CN110857973A (zh) 一种到达角估计方法及设备
US10158443B1 (en) Methods and apparatus for fine timing measurement with frequency domain processing
CN105122080A (zh) 测距和定位系统
Rea et al. Smartphone positioning with radio measurements from a single wifi access point
WO2018121437A1 (zh) 确定候选视线路径的方法及无线局域网设备
CN117478469B (zh) 一种载波频率偏移追踪方法及装置
CN119110251B (zh) 通信感知一体化杂波抑制和参数估计方法、系统、设备及介质
Xu et al. 3D AOA target tracking using distributed sensors with multi-hop information sharing
Aditya et al. Localization of multiple targets with identical radar signatures in multipath environments with correlated blocking
Wang et al. Trilateration-based device-free sensing: Two base stations and one passive IRS are sufficient
CN113473593B (zh) 一种基于单站的目标被动定位方法
Li et al. Integrating passive bistatic sensing into mmwave b5g/6g networks: Design and experiment measurement
Kaltiokallio et al. Robust snapshot radio SLAM
CN113454477A (zh) 估计和使用无线信号之间的特性差异
CN117833970A (zh) 一种通信感知一体化信号处理系统及方法
WO2024131752A1 (zh) 感知方法、感知装置、通信设备及存储介质
Zhao et al. A signal-multiplexing ranging scheme for integrated localization and sensing
CN112954791A (zh) 一种基于子载波筛选的信道状态信息csi定位方法
CN113376572A (zh) 网络定位方法、装置、电子设备和存储介质
CN116471608B (zh) 一种感知辅助的多用户波束管理方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination