本发明公开了一种频率捷变FMCW雷达目标速度估计方法、毫米波FMCW雷达系统、控制器及计算机存储介质，通过对非均匀采样序列进行归一化处理得到虚拟采样时间序列，生成半圆指数核函数，并获取半圆指数核函数的周期离散卷积序列进行加窗处理，进行FFT变换得到加窗FFT结果，对加窗FFT结果进行校正处理，得到用于目标速度估计的信号模型，其中，本发明在慢时间维的信号序列非均匀的情况下，基于半圆指数核函数对非均匀采样序列进行上采样和插值处理，使其变成均匀采样序列，进而对其进行FFT处理，显著降低估计方法的复杂度的同时，并有效提高估计方法的精度，以得到更精准的检测结果。