[發(fā)明專利]旋翼無人機遠距離復雜環(huán)境防撞毫米波雷達信號處理系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610723573.6
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107783114A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 田雨農(nóng);王鑫照
• 申請（專利權）人: 大連樓蘭科技股份有限公司
• 主分類號: G01S13/93
• 分類號: G01S13/93
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙)21235
• 代理人: 李猛

1.一種旋翼無人機遠距離復雜環(huán)境防撞毫米波雷達信號處理系統(tǒng)，其特征在于，包括天線分系統(tǒng)、射頻分系統(tǒng)、信號調(diào)理分系統(tǒng)、信號處理分系統(tǒng)；

所述天線分系統(tǒng)形成雷達探測所需的發(fā)射和接收波束，并將發(fā)射信號向指定區(qū)域輻射，并接收指定區(qū)域內(nèi)的目標散射回波信號；

所述射頻分系統(tǒng)，產(chǎn)生發(fā)射信號且發(fā)射信號的頻率按照調(diào)制信號的規(guī)律進行變化，實現(xiàn)輸出線性調(diào)頻連續(xù)波；

所述信號調(diào)理分系統(tǒng)，對中頻模擬信號的濾波和幅值放大；

所述信號處理分系統(tǒng)，使信號調(diào)理分系統(tǒng)輸出的四路I/Q中頻信號，采集到AD采集通道中，并進行旋翼無人機遠距離復雜環(huán)境防撞毫米波雷達信號處理且輸出。

2.如權利要求1所述的旋翼無人機遠距離復雜環(huán)境防撞毫米波雷達信號處理系統(tǒng)的信號處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.AD數(shù)據(jù)采集；

S2.去直流；

S3.窗函數(shù)處理；

S4.FFT變換；

S5.門限檢測；

S6.二進制檢測；

S7.解算速度、距離或角度中的一種或組合。

3.如權利要求2所述的旋翼無人機遠距離復雜環(huán)境防撞毫米波雷達信號處理系統(tǒng)的信號處理方法，其特征在于，所述步驟S1的具體方法是：

(1)將通道1和通道2中的連續(xù)IQ數(shù)據(jù)，通過AD采樣進行數(shù)字化處理；

(2)將通道1和通道2中采集到的數(shù)據(jù)分為三角波的上掃頻數(shù)據(jù)和下掃頻數(shù)據(jù)，去除前部分數(shù)據(jù)點后去直流，進行時頻的FFT變換，將時域數(shù)據(jù)轉換成頻率數(shù)據(jù)。

4.如權利要求2所述的旋翼無人機遠距離復雜環(huán)境防撞毫米波雷達信號處理系統(tǒng)的信號處理方法，其特征在于，所述步驟S2的具體方法是：

(1)將通道1和通道2中，分別計算各自通道三角波上、下掃頻IQ數(shù)據(jù)的均值；

(2)將各自通道三角波上、下掃頻IQ的每一個數(shù)據(jù)減掉上一步計算得到的均值。

5.如權利要求2所述的旋翼無人機遠距離復雜環(huán)境防撞毫米波雷達信號處理系統(tǒng)的信號處理方法，其特征在于，所述步驟S3的具體方法是：將通道1和通道2中，三角波的上、下掃頻段各自去直流后的時域數(shù)據(jù)進行加窗處理，選擇漢寧窗和/或海明窗。

6.如權利要求2所述的旋翼無人機遠距離復雜環(huán)境防撞毫米波雷達信號處理系統(tǒng)的信號處理方法，其特征在于，所述步驟S4的具體方法是：將通道1和通道2中，加窗后的三角波的上、下掃頻段數(shù)據(jù)進行FFT變換，將時域數(shù)據(jù)轉換成頻率數(shù)據(jù)。

7.如權利要求2所述的旋翼無人機遠距離復雜環(huán)境防撞毫米波雷達信號處理系統(tǒng)的信號處理方法，其特征在于，所述步驟S5的具體方法是：

(1)將通道1中的三角波上掃頻FFT變換后的各個點的復數(shù)模值和通道2中的三角波上掃頻FFT變換后的對應點上的復數(shù)模值，進行平均處理，將通道1中的三角波下掃頻FFT變換后的各個點的復數(shù)模值和通道2中的三角波下掃頻FFT變換后的對應點上的復數(shù)模值，進行平均處理；

(2)將平均后的數(shù)據(jù)，進行CFAR門限檢測。

8.如權利要求2所述的旋翼無人機遠距離復雜環(huán)境防撞毫米波雷達信號處理系統(tǒng)的信號處理方法，其特征在于，CFAR門限檢測選擇單元平均選小的門限檢測方法，具體流程如下：

1)設置參考窗長L，其值可根據(jù)外場實測改變，選取為15～20個點，保護單元選擇2～3個點；

2)針對單個鋸齒波周期數(shù)據(jù)FFT后的某個模值點，分別計算其前參考窗內(nèi)L個數(shù)據(jù)的均值β₁和后參考窗內(nèi)L個數(shù)據(jù)的均值β₂，若其前或后窗長小于L，取實際窗長計算均值；

3)比較該點前后窗均值β₁和β₂，選擇其中較小者作為其電平估計α，即α＝min(β₁,β₂)；

4)設置門限乘積因子γ，則該點的檢測門限T＝α*γ；

5)比較該點模值和其門限值的大小，若其模值大于門限，則記錄該點的位置信息，否則認為其未過門限；

6)對于其他所有模值點，分別執(zhí)行以上步驟2)～5)，即針對所有點進行滑窗檢測，記錄所有過門限點的位置信息。