[發明專利]雷達裝置及目標物體跟蹤方法

無效

• 申請號: 201310121443.1
• 申請日: 2013-04-09
• 公開（公告）號: CN103217143A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 李義新;李叢;張慧杰
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: G01C3/00
• 分類號: G01C3/00;G01C1/00;G01B11/00;G01P13/02;G01P3/68
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及一種雷達裝置及目標物體跟蹤方法。

背景技術

現有的雷達裝置通常包括激光雷達裝置和相控陣雷達裝置：

激光雷達裝置的激光器產生的激光束經光束裝置（有的情況下需要擴束）后發射到大氣中，激光在大氣中傳輸遇到空氣分子、氣溶膠等成分便會發生散射、吸收等作用。散射中的小部分能量——后向散射光落入接收望遠鏡視場被接收。被接收到的后向散射光傳輸到光電探測器（通常為PMT，光電倍增管）被轉換成電信號（一般為電流信號），實現光-電轉換，再經一系列的運算放大，最終被顯示、記錄。對于不同高度的信號，利用激光信號傳輸時間間隔來記錄，光速c已知，便可換算成距離。如果接收到的是回波點數，乘以系統距離分辨率即得高度。這樣就獲得了激光雷達P-z數據，利用激光雷達方程結合相關算法便可反演出相關大氣特性，如大氣垂直消光廓線、氣體濃度、成分以及溫度廓線等。

相控陣雷達裝置是由許多輻射單元排成陣列形式構成的走向天線，各單元之間的輻射能量和相位關系是可以控制的。典型的相控陣是利用電子計算機控制移相器改變天線孔徑上的相位分布來實現波束在空間掃描，即電子掃描，簡稱電掃。相位控制可采用相位法、實時法、頻率法和電子饋電開關法。在一維上排列若干輻射單元即為線陣，在兩維上排列若干輻射單元稱為平面陣。輻射單元也可以排列在曲線上或曲面上．這種天線稱為共形陣天線。共形陣天線可以克服線陣和平面陣掃描角小的缺點，能以一部天線實現全空域電掃。

然而，上述兩種雷達裝置的結構都非常復雜、操作繁瑣、價格也比較昂貴。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雷達裝置，能夠提供一種高可靠性、操作簡單、價格便宜的目標物體跟蹤裝置。

為解決上述問題，本發明提供一種雷達裝置，包括：

凸透鏡；

設置于凸透鏡的主光軸上的成像板，用于獲取目標物體的像，所述成像板恒垂直于主光軸，所述成像板的中心恒在主光軸上，所述成像板只能沿主光軸移動且不能繞著主光軸旋轉；

處理單元，用于根據成像板上目標物體的像確定所述目標物體的位置、大小、速度大小和速度方向。

進一步的，在上述裝置中，所述成像板為網狀晶格結構，每個晶格為一光敏傳感器。

進一步的，在上述裝置中，所述處理單元在三維空間內根據成像板上目標物體的像確定所述目標物體的位置、大小、速度大小和速度方向，所述三維空間分別以所述主光軸和通過凸透鏡的光心且垂直于所述主光軸的兩根軸為Z、X和Y軸。

進一步的，在上述裝置中，當所述凸透鏡進行三維移動后，所述處理單元把新得到的目標物體的相對于凸透鏡當前位置的位置、大小、速度大小和速度方向變換到相對于凸透鏡移動前的初始位置所在的三維坐標系里。

進一步的，在上述裝置中，所述處理單元還用于當目標物體的位置和速度大小達到預設值時進行報警。

根據本發明的另一面，提供一種目標物體跟蹤方法，包括：

設置凸透鏡，以使目標物體位于所述凸透鏡一側的一倍焦距以外；

在凸透鏡的另一側的主光軸上移動成像板，以使目標物體的像清晰地出現在所述成像板上，所述成像板恒垂直于主光軸，所述成像板的中心恒在主光軸上，所述成像板只能沿主光軸移動且不能繞著主光軸旋轉；

處理單元根據成像板上目標物體的像確定所述目標物體的位置、大小、速度大小和速度方向。

進一步的，在上述方法中，所述成像板為網狀晶格結構，每個晶格為一光敏傳感器。

進一步的，在上述方法中，所述處理單元在三維空間內根據成像板上目標物體的像確定所述目標物體的位置、大小、速度大小和速度方向，所述三維空間分別以所述主光軸和通過凸透鏡的光心且垂直于所述主光軸的兩根軸為Z、X和Y軸。

進一步的，所述處理單元在三維空間內根據成像板上目標物體的像確定所述目標物體的位置、大小、速度大小和速度方向的步驟中，

當所述凸透鏡進行三維移動后，所述處理單元把新得到的目標物體的相對于凸透鏡當前位置的位置、大小、速度大小和速度方向變換到相對于凸透鏡移動前的初始位置所在的三維坐標系里。

進一步的，在上述方法中，處理單元根據成像板上目標物體的像確定所述目標物體的位置、大小、速度大小和速度方向的步驟之后還包括：

所述處理單元監測目標物體的位置和速度大小，當目標物體的位置和速度大小達到預設值時，進行報警。