一种车辆毫米波雷达天线布局方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种车辆毫米波雷达天线布局方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.随着自动驾驶技术的不断发展，毫米波雷达承担着愈发重要的感知任务。在自动驾驶场景下的单车智能与车路协同的空间感知需求中，不受环境影响的感知数据尤为重要。毫米波雷达是一种使用毫米级微波的主动式传感器，其数据源不依赖于辐射源，且不受雨、雾、光照影响，具有全天候的感知能力，对于光学传感器与激光式传感器，具有极大的优势。且其测距范围广，测速与测角精度高，可根据不同场景的使用设置波形模式，使用方式及其灵活。因此，在无人驾驶的车载传感器领域与v2x的交通传感器领域，承担着及其重要的作用。
3.应用于车辆上的毫米波雷达存在方位角虚拟口径利用率低、方位角分辨率低、第一旁瓣高的问题。由于现在通常仅仅采用收发嵌套原理确定天线布局，从而通常需要将一侧的接收天线放置在不同的高度上，用于兼顾俯仰角测试，导致方位角虚拟口径利用率低；并且，由于所模拟的虚拟通道在方位角是均匀分布的，导致均匀分布的第一旁瓣较高。
4.目前的天线布局优化方法无法针对性地优化车辆毫米波雷达存在的上述问题，不能通过优化天线布局来实现高分辨率的车辆毫米波雷达。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的缺陷，本公开实施例提供一种车辆毫米波雷达天线布局方法、装置、电子设备及存储介质，可以动态地均衡数据采集模块和计算平台两部分负载，最大化地应用两侧的处理能力。
6.本技术实施例提供一种车辆毫米波雷达天线布局方法，方法包括：根据收发嵌套原理确定天线布局的初始布局参数；根据天线布局的初始布局参数和预设条件，确定遗传算法的适应度函数；预设条件包括方位面的虚拟阵的口径大于预设口径；确定遗传算法的终止条件；基于初始布局参数和适应度函数进行遗传算法的迭代；若在遗传算法的迭代的过程中达到终止条件，确定天线布局的目标稀疏阵布局参数。
7.具体地，预设条件包括俯仰维面的虚拟通道的个数为预设通道个数。
8.具体地，预设条件包括方位面的虚拟阵的全局旁瓣电平小于预设全局旁瓣电平阈值，第一旁瓣电平小于预设第一旁瓣电平阈值。
9.具体地，预设条件包括方位面的二阶累计波达方向估计阵列的间隔平均，且间隔等于预设间隔。
10.具体地，预设条件包括天线高度关系满足预设天线高度关系；天线高度关系表征多个芯片中每个芯片对应的发射天线集合的第一高度关系以及接收天线集合的第二高度
关系。
11.具体地，预设条件包括天线间距最小值大于预设天线间距最小值阈值。
12.具体地，遗传算法的终止条件包括停滞代数达到预设停滞代数阈值或者迭代的次数达到预设迭代次数阈值；其中，停滞代数表征迭代过程中，在连续的多次迭代中适应度函数值的变化量小于预设变化阈值的情况中，多次迭代的次数。
13.具体地，在若在遗传算法的迭代的过程中达到终止条件，确定天线布局的目标稀疏阵布局参数之后，方法还包括：基于天线布局的目标稀疏阵布局参数，确定天线布局的目标均匀阵布局参数。
14.相应地，本技术实施例提供一种车辆毫米波雷达天线布局装置，装置包括：初始布局确定模块，用于根据收发嵌套原理确定天线布局的初始布局参数；适应度函数确定模块，用于根据天线布局的初始布局参数和预设条件，确定遗传算法的适应度函数；预设条件包括方位面的虚拟阵的口径大于预设口径；终止条件确定模块，用于确定遗传算法的终止条件；遗传算法迭代模块，用于基于初始布局参数和适应度函数进行遗传算法的迭代；目标布局确定模块，用于若在遗传算法的迭代的过程中达到终止条件，确定天线布局的目标稀疏阵布局参数。
15.具体地，预设条件包括俯仰维面的虚拟通道的个数为预设通道个数。
16.具体地，预设条件包括方位面的虚拟阵的全局旁瓣电平小于预设全局旁瓣电平阈值，第一旁瓣电平小于预设第一旁瓣电平阈值。
17.具体地，预设条件包括方位面的二阶累计波达方向估计阵列的间隔平均，且间隔等于预设间隔。
18.具体地，预设条件包括天线高度关系满足预设天线高度关系；天线高度关系表征多个芯片中每个芯片对应的发射天线集合的第一高度关系以及接收天线集合的第二高度关系。
19.具体地，预设条件包括天线间距最小值大于预设天线间距最小值阈值。
20.具体地，遗传算法的终止条件包括停滞代数达到预设停滞代数阈值或者迭代的次数达到预设迭代次数阈值；其中，停滞代数表征迭代过程中，在连续的多次迭代中适应度函数值的变化量小于预设变化阈值的情况中，多次迭代的次数。
21.具体地，在若在遗传算法的迭代的过程中达到终止条件，确定天线布局的目标稀疏阵布局参数之后，目标布局确定模块还用于：基于天线布局的目标稀疏阵布局参数，确定天线布局的目标均匀阵布局参数。
22.相应地，本技术提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述的车辆毫米波雷达天线布局方法。
23.相应地，本公开实施例提供一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述的车辆毫米波雷达天线布局方法。
24.本技术实施例具有如下有益效果：
25.(1)通过基于预设条件来进行遗传算法的迭代，得到目标稀疏阵布局参数，可以实现更高的虚拟口径利用率，使得用更小的射频板实现同样的分辨率，或用同样大小的射频
板实现更高的分辨率；
26.(2)通过遗传算法，可以实现具有更低的第一旁瓣电平或者更低的全局旁瓣电平的目标天线分布参数，从而降低虚警概率；
27.(3)基于通过遗传算法确定的目标稀疏阵布局参数计算二阶累计波达方向估计阵列，并约束该阵列为均匀阵列，相比于初始布局参数特性计算得到二阶累计波达方向估计阵列，可以实现性能更优的均匀阵。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
29.图1是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的应用场景示意图；
30.图2是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的流程示意图；
31.图3是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的天线芯片连接关系示意图；
32.图4是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的初始天线布局示意图；
33.图5a是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的初始虚拟阵布局示意图；
34.图5b是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的初始虚拟通道示意图；
35.图6是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的初始方位面虚拟阵方向示意图；
36.图7是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的目标天线布局示意图；
37.图8是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的目标虚拟通道示意图；
38.图9是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的目标方位面虚拟阵方向示意图；
39.图10是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的目标稀疏阵布局参数的方位面二阶累计波达方向估计阵列的虚拟通道示意图；
40.图11是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的目标稀疏阵布局参数的方位面二阶累计波达方向估计阵列的虚拟阵方向示意图示意图；
41.图12是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局装置的结构示意图；
42.图13是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的服务器的硬件结构框图。
具体实施方式
43.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施例作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一个实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
44.此处所称的“实施例”是指可包含于本技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术实施例能够以除了在这里图示或描述以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”/“为”以及他们/其的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元/模块的过程、方法、系统/装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元/模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元/模块。
45.请参阅图1，图1是本技术实施例提供的一种应用场景的示意图，包括车辆101，车辆101包括车辆毫米波雷达1011，该车辆毫米波雷达1011的个数可以是多个，可以分别位于车辆101的四角以及正前方。具体地，在本技术的应用场景中，本技术的一种车辆毫米波雷达天线布局方法可以应用于车辆101上，以调整车辆毫米波雷达1011的天线布局，使天线布局从初始稀疏阵天线布局调整为目标稀疏阵天线布局或者目标均匀阵天线布局，以使车辆毫米波雷达1011具备更优的性能，包括提高虚拟口径的利用率、降低虚拟阵第一旁瓣。
46.下面介绍本技术提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的示例性流程。图2是本技术实施例提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的第一流程示意图，本说明书提供了如实施例或流程图所示的方法或者流程操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序，在实际执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法或者流程顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图2所示，该方法包括：
47.步骤s201：根据收发嵌套原理确定天线布局的初始布局参数。
48.具体地，初始布局参数可以包括初始稀疏阵的发射天线集合的第一坐标信息，以及初始稀疏阵的接收天线集合的第二坐标信息。
49.在一种具体的实施方式中，可以根据收发嵌套原理分别确定发射天线集合的第一坐标信息、接收天线集合的第二坐标信息，再将第一坐标信息和第二坐标信息整合为初始布局参数。其中，发射天线集合的第一坐标信息表征发射天线集合中的所有发射天线之间的相对位置信息，接收天线集合的第二坐标信息表征接收天线集合中的所有接收天线之间的相对位置信息。
50.具体地，根据收发嵌套原理确定第一坐标信息或者第二坐标信息可以包括：确定稀疏均匀线阵和密集均匀线阵，基于该稀疏均匀线阵和该密集均匀线阵计算嵌套天线排列。其中，嵌套天线排列的第一个阵元可以是稀疏均匀线阵的第一个阵元。在稀疏均匀线阵的第一个阵元为a、阵元数为n、阵元间隔为d，密集均匀线阵的阵元数为n、阵元间隔为d的情况下，嵌套天线排列可以依次由n个子排列组成，其中每个子排列的第一个阵元为稀疏均匀线阵的阵元，每个子排列的阵元数为n，第m个子排列的第一个阵元为稀疏均匀线阵的第m个阵元；每个子排列的阵元间隔为d。在一种具体的实施方式中，稀疏均匀线阵可以是{a,a d,a 2d,
…
,a (n-1)d,
…
,a (n-1)d (n-1)d}。
51.具体地，在将第一坐标信息和第二坐标信息整合为初始布局参数的过程中，需要确定发射天线集合和接收天线集合的整体相对位置关系；基于此整体相对位置关系，将第一坐标信息和第二坐标信息放入一个坐标系，得到第三坐标信息，即为初始布局参数。
52.下面基于图3、图4一步描述步骤s201中的初始布局参数。
53.图3是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的天线芯片连接关系示意图；该天线芯片连接关系示意图可以表征本技术实施例中毫米波雷达的收发天线与芯片之间的布局关系。
54.在一种具体的实施方式中，如附图3所图示，毫米波雷达使用4片级联方案，每个芯片包括3个发射通道、4个接收通道，也就是说，发射天线集合中包括12个发射天线，接收天线集合中包括16个接收天线。发射天线和接收天线包括：与芯片01相连的发射天线001、002、003，接收天线101、102、103、104；与芯片02相连的发射天线004、005、006，接收天线105、106、107、108；与芯片03相连的发射天线007、008、009，接收天线109、110、111、112；与芯片04相连的发射天线010、011、012，接收天线113、114、115、116。需要注意的是，在连接关系如上文描述的情况下，各个天线的位置关系不限于附图3中的示例；本技术实施例中的初始布局参数、目标稀疏阵布局参数以及目标均匀阵布局参数均对应于此连接关系。
55.图4是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的初始天线布局示意图；该初始天线布局示意图是初始布局参数对应的天线布局的示意图。
56.如图4所图示，应用图示布局的毫米波雷达的分辨率指标为：方位角分辨率1.1
°
，俯仰角分辨率3.5
°
。在一种具体的实施方式中，初始布局参数可以是以波长为单位长度的，发射天线001的坐标可以为0 0*1j，发射天线002的坐标可以为2 0*1j，发射天线003的坐标可以为4 0*1j，发射天线004的坐标可以为6 0*1j，发射天线005的坐标可以为8-7.5*1j，发射天线006的坐标可以为9-5*1j，发射天线007的坐标可以为17-2.5*1j，发射天线008的坐标可以为22 0*1j，发射天线009的坐标可以为24 0*1j，发射天线010的坐标可以为26 0*1j，发射天线011的坐标可以为28 0*1j，发射天线012的坐标可以为30 0*1j，接收天线101的坐标可以为0-17.5*1j，接收天线102的坐标可以为0.5-17.5*1j，接收天线103的坐标可以为1-17.5*1j，接收天线104的坐标可以为1.5-17.5*1j，接收天线105的坐标可以为8-17.5*1j，接收天线106的坐标可以为8.5-17.5*1j，接收天线107的坐标可以为9-17.5*1j，接收天线108的坐标可以为9.5-17.5*1j，接收天线109的坐标可以为16-17.5*1j，接收天线110的坐标可以为16.5-17.5*1j，接收天线111的坐标可以为17-17.5*1j，接收天线112的坐标可以为17.5-17.5*1j，接收天线113的坐标可以为19-7.5*1j，接收天线114的坐标可以为21-10*1j，接收天线115的坐标可以为23-12.5*1j，接收天线116的坐标可以为25-15*1j。在
另一种具体地实施方式中，可以以图3所图示的坐标信息为基础，将所有接收天线的坐标相对于所有发射天线的坐标整体移动，将移动后的所有接收天线的坐标确定为初始布局参数。
57.对于上述的图4所图示的初始布局参数对应的天线布局，其俯仰维面的虚拟通道个数为8，方位面的虚拟阵的口径47.5，对应的方位面角分辨率1.2
°
，方位面的虚拟阵全局旁瓣电平-13.26db，方位面的虚拟阵第一旁瓣电平-13.26db。具体地，俯仰维面的虚拟通道个数可以是虚拟阵布局中的虚拟通道的行数，而虚拟阵布局可以是基于发射天线集合的第一位置信息和接收天线集合的第二位置信息确定的。虚拟阵的口径可以是虚拟阵布局的横轴宽度。方位面角分辨率可以基于虚拟阵的口径计算得到，其中虚拟阵的口径越大，方位面角分辨率越大；公式可以是：分辨率＝180/(pi*sin(1/口径))。
58.下面基于附图5a、附图5b进一步阐述虚拟阵布局以及虚拟通道。
59.图5a是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的初始虚拟阵布局示意图；图5b是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的初始虚拟通道示意图。其中，图5a和图5b都对应于初始布局参数。
60.需要注意的是，在本具体地实施方式中，图5a所图示的虚拟阵布局以及图5b所图示的虚拟通道是基于图3所图示的初始布局参数确定的。具体地，可以将发射天线集合的位置信息用复向量place_f表示，将接收天线集合的位置信息用复向量place_s表示，将发射天线集合中的发射天线的个数用nf表示，将接收天线集合中的接收天线的个数用ns表示，并基于下述代码计算虚拟阵布局参数：
61.place_xuni＝zeros(ns,nf)；
62.for m1＝1:ns
63.place_xuni(m1,:)＝place_s(m1) place_f；
64.end
65.place_xuni_reshape＝reshape(place_xuni.',1,ns*nf)；
66.根据上述计算，得出的虚拟阵的坐标如图5a所图示。其中，图5a表格中最长的一行可以表征完整虚拟通道中用于方位角的虚拟通道，而图5a表格中最长的一列可以表征完整虚拟通道中用于俯仰角的虚拟通道。据此，可以得到如图5b所图示的虚拟通道，在一种具体的实施方式中，基于图5a中最长的一列包含八行，因此用于俯仰维面的虚拟通道的个数为8，也就是图5b中所图示的用于俯仰维面的虚拟通道的个数为8。
67.下面基于图6进一步阐述方位面的第一旁瓣电平和全局旁瓣电平。
68.图6是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的初始方位面虚拟阵方向示意图；该方位面虚拟阵方向示意图对应于初始布局参数。
69.图6中所图示的虚拟阵方向图可以是对图5a中的用于方位角的虚拟阵布局做阵列天线方向图计算得到的。具体地，全局旁瓣电平可以是第二大极值点和最大值点的差，第一旁瓣电平可以是最靠近最大值点的极值点和最大值点的差。如图6所图示，在一种具体的实施方式中，方位面的虚拟阵全局旁瓣电平和方位面的虚拟阵第一旁瓣电平可以为-13.26db。
70.步骤s202：根据天线布局的初始布局参数和预设条件，确定遗传算法的适应度函数。
71.具体地，预设条件可以包括第一预设子条件，即方位面的虚拟阵的口径大于预设口径。可以基于该第一预设子条件确定第一子适应度函数，将此第一子适应度函数和第一权重的乘积作为适应度函数的一部分。在一种具体的实施方式中，第一子适应度函数可以是((预设口径-虚拟阵列的口径)》0)*(预设口径-虚拟阵列的口径)，也就是说，要求虚拟阵列的口径≥预设口径。通过基于第一预设子条件确定适应度函数，可以保证方位面的虚拟阵的口径足够大，以实现更高的分辨率。在用于车辆的场景中时，由于实际行驶过程中的目标多在同一水平线上或者同一水平线附近，所以本技术的方法侧重于提升方位面的虚拟阵的口径，使得可以用更小的射频板实现同样的分辨率，或用同样大小的射频板实现更高的分辨率。
72.具体地，预设条件可以包括第二预设子条件，即俯仰维面的虚拟通道的个数为预设通道个数。可以基于该第二预设子条件确定第二子适应度函数，将此第二子适应度函数和第二权重的乘积作为适应度函数的一部分。在一种具体的实施方式中，第二子适应度函数可以是abs(俯仰维面的虚拟通道的个数-预设通道个数)，其中abs表示绝对值函数。通过基于第二预设子条件确定适应度函数，可以保证遗传算法的变异等迭代过程中的操作没有改变俯仰维面的虚拟通道的个数。
73.具体地，预设条件可以包括第三预设子条件，即方位面的虚拟阵的全局旁瓣电平小于预设全局旁瓣电平阈值，第一旁瓣电平小于预设第一旁瓣电平阈值。可以基于该第三预设子条件确定第三子适应度函数，将此第三子适应度函数和第三权重的乘积作为适应度函数的一部分。在一种具体的实施方式中，第三子适应度函数可以包括((虚拟阵的全局旁瓣电平-预设全局旁瓣电平阈值)》0)*(虚拟阵的全局旁瓣电平-预设全局旁瓣电平阈值)，也就是说，要求虚拟阵的全局旁瓣电平≤预设全局旁瓣电平阈值；以及((虚拟阵的第一旁瓣电平-预设第一旁瓣电平阈值)》0)*(虚拟阵的第一旁瓣电平-预设第一旁瓣电平阈值)，也就是说，要求虚拟阵的第一旁瓣电平≤预设第一旁瓣电平阈值。通过基于第三预设子条件确定适应度函数，可以降低全局旁瓣电平和第一旁瓣电平，从而降低虚警概率。
74.具体地，预设条件可以包括第四预设子条件，即方位面的二阶累计波达方向估计阵列的间隔平均，且间隔等于预设间隔。可以基于该第四预设子条件确定第四子适应度函数，将此第四子适应度函数和第四权重的乘积作为适应度函数的一部分。在一种具体的实施方式中，第四子适应度函数可以是abs(方位面的二阶累计波达方向估计阵列的间隔-预设间隔)。
75.具体地，预设条件可以包括第五预设子条件，即天线高度关系满足预设天线高度关系；天线高度关系表征多个芯片中每个芯片对应的发射天线集合的第一高度关系或者接收天线集合的第二高度关系。可以基于该第五预设子条件确定第五子适应度函数，将此第五子适应度函数和第五权重的乘积作为适应度函数的一部分。具体地，第五子适应度函数可以基于如下预设天线高度关系确定。第一高度关系，包括：发射天线002的高度不低于发射天线001、003两者中较低值；发射天线005的高度不低于发射天线004、006两者中较低值；发射天线008的高度不低于发射天线007、009两者中较低值；发射天线011的高度不低于发射天线010、012两者中较低值。第二高度关系，包括：接收天线102的高度不高于接收天线101、103两者中较高值；接收天线103的高度不高于接收天线102、104两者中较高值；接收天线106的高度不高于接收天线105、107两者中较高值；接收天线107的高度不高于接收天线
106、108两者中较高值；接收天线110的高度不高于接收天线109、111两者中较高值；接收天线111的高度不高于接收天线110、112两者中较高值；接收天线114的高度不高于接收天线113、115两者中较高值；接收天线115的高度不高于接收天线114、116两者中较高值。对于天线高度关系的限定不限于此实施方式中的限定，在另外一些实施例中，可以根据实际硬件的坐标、位置来确定另外的预设天线高度关系，例如根据芯片的位置、芯片和天线间的连线的长度确定。通过基于第五预设子条件确定适应度函数，可以限定天线分布的高度位置，保证目标稀疏阵布局参数的硬件可实现性。
76.具体地，预设条件可以包括第六预设子条件，即天线间距最小值大于预设天线间距最小值阈值。可以基于该第六预设子条件确定第六子适应度函数，将此第六子适应度函数和第六权重的乘积作为适应度函数的一部分。在一种具体的实施方式中，第六子适应度函数可以是((预设天线间距最小值阈值-天线间距最小值)》0)*(预设天线间距最小值阈值-天线间距最小值)，也就是说，要求天线间距最小值≥预设天线间距最小值阈值。通过基于第六预设子条件确定适应度函数，可以增大天线间距的最小值，从而降低天线间的干扰。
77.下面介绍五种确定适应度函数的具体实施方式：
78.在第一种具体的实施方式中，适应度函数可以基于上述六种预设条件中的任意一个确定，即适应度函数可以是第一子适应度函数*第一权重、第二子适应度函数*第二权重、第三子适应度函数*第三权重、第四子适应度函数*第四权重、第五子适应度函数*第五权重和第六子适应度函数*第六权重中的任意一个，可以根据需求精准、高效地得到优化后的布局。
79.在第二种具体的实施方式中，适应度函数可以是第一子适应度函数*第一权重这一项，与第二子适应度函数*第二权重、第三子适应度函数*第三权重、第四子适应度函数*第四权重、第五子适应度函数*第五权重和第六子适应度函数*第六权重中的任意一项之和。根据此方法确定的适应度函数，不仅可以保证车辆场景下雷达的方位面的虚拟口径大，提高虚拟口径利用率，从而提高雷达的横向作用效率，而且可以有针对性地优化虚拟通道个数、均匀阵布局参数、旁瓣参数、天线间隔或者高度关系。
80.在第二种具体的实施方式中，适应度函数可以是第一子适应度函数*第一权重 第二子适应度函数*第二权重 第三子适应度函数*第三权重 第五子适应度函数*第五权重 第六子适应度函数*第六权重。基于此适应度函数进行遗传算法迭代而得到的布局参数，可以在保证俯仰维面虚拟通道个数不变且天线高度关系可行的情况下，具备虚拟口径大、虚警概率低、天线间隔大的特性。
81.在第三种具体的实施方式中，适应度函数可以是第二子适应度函数*第二权重、第五子适应度函数*第五权重第一子适应度函数*第一权重之和，加上以及第一子适应度函数*第一权重、第三子适应度函数*第三权重、第六子适应度函数*第六权重的任意一个，可以在保证俯仰维面虚拟通道个数不变且天线高度关系可行的情况下，分别得到具备虚拟口径大、虚警概率低、天线间隔大的特性的目标稀疏阵布局参数。
82.在第四种具体的实施方式中，适应度函数可以是上述六个子适应度函数和六个权重分别的乘积之和，即第一子适应度函数*第一权重 第二子适应度函数*第二权重 第三子适应度函数*第三权重 第四子适应度函数*第四权重 第五子适应度函数*第五权重 第六子适应度函数*第六权重。基于此适应度函数进行遗传算法迭代而得到的布局参数，不仅具
备虚拟口径大、虚警概率低、天线间隔大的特性，可以保证俯仰维面虚拟通道个数不变且天线高度关系可行，而且其二阶累计波达估计可实现均匀阵，实现全面优化的最终布局。
83.步骤s203：确定遗传算法的终止条件。
84.具体地，遗传算法的终止条件可以包括停滞代数达到预设停滞代数阈值或者迭代的次数达到预设迭代次数阈值；其中，停滞代数表征迭代过程中，在连续的多次迭代中适应度函数值的变化量小于预设变化阈值的情况中，多次迭代的次数。在一种具体的实施方式中，预设停滞代数阈值可以是100，预设变化阈值可以是1e-6，预设迭代次数阈值可以是200。
85.步骤s204：基于初始布局参数和适应度函数进行遗传算法的迭代。
86.具体地，可以基于初始布局参数创建初始种群，基于初始种群的各个染色体的适应度函数值进行遗传迭代。具体地，在首次迭代过程中对初始种群进行选择、交叉、变异，确定新的种群，并在后续的多次迭代中不断基于前次迭代确定的种群进行迭代。其中，选择可以是选择适应度值优化较多的种群作为父辈；交叉可以是将两个父辈结合起来构成新的子辈种群；变异可以是给父辈种群中的个体施加随机变化，从而构成新的子辈。
87.步骤s205：若在遗传算法的迭代的过程中达到终止条件，确定天线布局的目标稀疏阵布局参数。
88.具体的，可以基于最后一代种群，确定目标稀疏阵布局参数。
89.下面基于图7进一步描述步骤s205中的目标稀疏阵布局参数。
90.图7是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的目标天线布局示意图；该目标天线布局对应于目标稀疏阵布局参数。在一种具体的实施方式中，附图7所图示的目标稀疏阵布局参数是基于附图4所图示的初始布局参数通过遗传算法迭代得到的。
91.在一种具体的实施方式中，目标稀疏阵布局参数可以是以波长为单位长度的，发射天线001的坐标可以为0 0*1j，发射天线002的坐标可以为2 0*1j，发射天线003的坐标可以为4 0*1j，发射天线004的坐标可以为6 0*1j，发射天线005的坐标可以为8-5*1j，发射天线006的坐标可以为9-7.5*1j，发射天线007的坐标可以为17 0*1j，发射天线008的坐标可以为22 0*1j，发射天线009的坐标可以为24-2.5*1j，发射天线010的坐标可以为26 0*1j，发射天线011的坐标可以为28 0*1j，发射天线012的坐标可以为30 0*1j，接收天线101的坐标可以为0-17.5*1j，接收天线102的坐标可以为0.5-17.5*1j，接收天线103的坐标可以为1-17.5*1j，接收天线104的坐标可以为1.5-17.5*1j，接收天线105的坐标可以为8-12.5*1j，接收天线106的坐标可以为8.5-17.5*1j，接收天线107的坐标可以为9-17.5*1j，接收天线108的坐标可以为9.5-17.5*1j，接收天线109的坐标可以为16-17.5*1j，接收天线110的坐标可以为16.5-17.5*1j，接收天线111的坐标可以为17-17.5*1j，接收天线112的坐标可以为19-15*1j，接收天线113的坐标可以为21-7.5*1j，接收天线114的坐标可以为23-10*1j，接收天线115的坐标可以为24.5-17.5*1j，接收天线116的坐标可以为25-17.5*1j。在另一种具体地实施方式中，可以以图7所图示的坐标信息为基础，将所有接收天线的坐标相对于所有发射天线的坐标整体移动，将移动后的所有接收天线的坐标确定为目标稀疏阵布局参数。
92.对于上述的图7所图示的目标稀疏阵布局参数对应的天线布局，其俯仰维面的虚
拟通道个数为8，方位面的虚拟阵的口径47.5，对应的方位面角分辨率1.04
°
，方位面的虚拟阵全局旁瓣电平-16.65db，方位面的虚拟阵第一旁瓣电平-16.65db。具体地，俯仰维面的虚拟通道个数可以是虚拟阵布局中的虚拟通道的行数，而虚拟阵布局可以是基于发射天线集合的第一位置信息和接收天线集合的第二位置信息确定的。虚拟阵的口径可以是虚拟阵布局的横轴宽度。方位面角分辨率可以基于虚拟阵的口径计算得到，其中虚拟阵的口径越大，方位面角分辨率越大；公式可以是：分辨率＝180/(pi*sin(1/口径))。
93.具体地，通过增大虚拟阵的口径，可以增大虚拟口径的利用率。以图4和图5b、图7和图8为例，初始虚拟口径利用率的数值为图5b的横轴宽度除以图3的横轴宽度所得的值，目标虚拟口径利用率的数值为图6的横轴宽度除以图7的横轴宽度所得的值。
94.下面基于图8进一步阐述虚拟通道。图8是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的目标虚拟通道示意图；该目标虚拟通道示意图对应于目标稀疏阵布局参数。对于确定用于方位角或者用于俯仰角的虚拟通道的方法可以参考上文中针对图5a、图5b的阐述，此处除了是以目标稀疏阵布局参数为基础进行计算，具体过程不再赘述。如图8所图示，在一种具体的实施方式中，目标稀疏阵布局参数的天线布局的用于俯仰维面的虚拟通道的个数可以为8。
95.下面基于附图9进一步阐述方位面的第一旁瓣电平和全局旁瓣电平。图9是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的目标方位面虚拟阵方向示意图；如图9所图示的虚拟阵方向图可以是对目标稀疏阵布局参数对应的用于方位角的虚拟通道做阵列方向图计算得到的。
96.具体地，全局旁瓣电平可以是第二大极值点和最大值点的差，第一旁瓣电平可以是最靠近最大值点的极值点和最大值点的差。在一种具体的实施方式中，如图9所图示，方位面的虚拟阵全局旁瓣电平和方位面的虚拟阵第一旁瓣电平均为-16.65db。
97.下面继续基于图10和图11进一步阐述图2所图示的步骤s205。
98.图10是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的目标稀疏阵布局参数的方位面二阶累计波达方向估计阵列的虚拟通道示意图。图11是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局方法的目标稀疏阵布局参数的方位面二阶累计波达方向估计阵列的虚拟阵方向示意图示意图。
99.在一种具体的实施方式中，在若在遗传算法的迭代的过程中达到终止条件，确定天线布局的目标稀疏阵布局参数之后，可以基于天线布局的目标稀疏阵布局参数，确定天线布局的目标均匀阵布局参数。
100.具体地，对于该目标均匀阵布局参数对应的天线阵列，其方位面的二阶累计波达方向估计阵列的间隔是均匀的。具体地如附图10所图示，在一种具体的实施方式中，间隔可以是0.5。而相对于图7所图示的用于方位角的虚拟通道的阵列，图10所图示的二阶累计波达方向估计阵列的方位面的虚拟通道的阵列的间隔是均匀的。并且，附图11中的虚拟阵方向示意图也对应于均匀阵，相比较于附图9而言，附图11中的虚拟阵方向布局更加均匀化；也就是说，对目标稀疏阵布局参数进行差分，可以得到目标均匀阵布局参数，实现更均匀化的雷达特性。
101.相应地，本技术提供一种车辆毫米波雷达天线布局装置。图12是本技术实施例所提供的一种车辆毫米波雷达天线布局装置的结构示意图。如图12所图示，车辆毫米波雷达
os xtm，unixtm,linuxtm，freebsdtm等等。
116.输入输出接口1340可以用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括服务器1300的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，输入输出接口1340包括一个网络适配器(network interface controller，nic)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，输入输出接口1340可以为射频(radio frequency，rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
117.本领域普通技术人员可以理解，图13所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，服务器1300还可包括比图13中所示更多或者更少的组件，或者具有与图13所示不同的配置。
118.本技术实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述的车辆毫米波雷达天线布局方法。
119.本技术实施提供一种存储介质，存储介质可设置于服务器之中以保存用于实现方法实施例中车辆毫米波雷达天线布局方法相关的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，该至少一条指令、该至少一段程序、该代码集或指令集由该处理器加载并执行以实现上述车辆毫米波雷达天线布局方法。
120.具体地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络服务器中的至少一个网络服务器。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
121.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的相连或两个元件的相互作用关系。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。
122.需要说明的是：上述本技术实施例的先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣，且上述本说明书对特定的实施例进行了描述，其他实施例也在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或者步骤可以按照不同的实施例中的顺序来执行并且能够实现预期的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出特定顺序或者而连接顺序才能够实现期望的结果，在某些实施方式中，多任务并行处理也是可以的或者可能是有利的。
123.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，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均为与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置/系统的实施例而言，由于其基于相似于方法实施例，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。
124.以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。