[發明專利]用于鐵路監測的多線三維雷達及其掃描方法

在審

• 申請號: 202010874324.3
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111983633A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 楊盈瑩;林學春;張勇;章旭
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01S7/481
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉歌

一種用于鐵路監測的多線三維雷達及其掃描方法，該所述多線三維雷達在掃描過程中掃描線間隔是一恒定的步進距離，掃描步進角度為一變化值。本發明為多線雷達增加俯仰掃描的旋轉電機，使多線雷達可以增加掃描的三維空間，實現高分辨、大角度的范圍；本發明的掃描方式，使得多線雷達在用于鐵路邊界掃描時，通過細分步進角度，使線間隔是均勻的；也就是，激光照射鐵軌及兩側軌道板時的掃描線間隔是均勻的，而掃描步進角度為α是變化的。

技術領域

本發明屬于雷達領域，具體涉及一種用于鐵路監測的多線三維雷達及其掃描方法。

背景技術

目前，多線雷達垂直方向的張角，大都在30度左右。在實際應用中，這個垂直方向的張角，往往不能完全覆蓋住要監控的鐵軌及兩側軌道板。而且線與線直接的夾角大多大于0.2度。

雷達高度為H，距離鐵軌監控區域的距離為L。監控區域寬度是M，對應的俯仰掃描角度為θ。多線雷達的垂直方向張角為線與線夾角為β。往往在用于鐵路監測時多線雷達的掃描角度無法全部覆蓋監測區域，即鐵軌及兩側軌道板，而且，多線雷達中線與線的角度間隔較大，導致分辨率不夠。并且掃描過程中采用均勻掃描的方式，因而掃描光線照射在鐵軌監控區域上的間隔并不均勻，距離雷達近的位置掃描的線與線間隔近，遠處掃描間隔遠。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的之一在于提出一種用于鐵路監測的多線三維雷達及其掃描方法，以期至少部分地解決上述技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，作為本發明的一個方面，提供了一種用于鐵路監測的多線三維雷達，其中，所述多線三維雷達在掃描過程中掃描線間隔是一恒定的步進距離，掃描步進角度為一變化值。

作為本發明的另一個方面，還提供了一種多線三維雷達及其掃描方法，包括：

采用多線三維雷達對監測掃描目標掃描；

其中，所述三維雷達在掃描過程中掃描線間隔是一恒定的步進距離，掃描步進角度為一變化值。

基于上述技術方案可知，本發明的用于鐵路監測的多線三維雷達及其掃描方法相對于現有技術至少具有以下優勢之一：

1、本發明為多線雷達增加俯仰掃描的旋轉電機，使多線雷達可以增加掃描的三維空間，實現高分辨、大角度的范圍；

2、本發明提供一種特殊的掃描方式，使得多線雷達在用于鐵路邊界掃描時，通過細分步進角度，使線間隔是均勻的；也就是，激光照射鐵軌及兩側軌道板時的掃描線間隔是均勻的，而掃描步進角度為α是變化的；

3、本發明可以通過不均勻的步進角度細分多線雷達中線與線之間的夾角，使線分辨率提高并保持一致，而且可以有效增加雷達的掃描范圍(掃描的俯仰角，也就是雷達步進角度之和)；不均勻的步進掃描方式使得雷達在掃描區域中線分辨率一致，可以發現更小的障礙物；只要處于雷達的掃描范圍內，小于線與線之間間隔的障礙物通過這種掃描方式，仍然能被雷達發現及掃描到；分辨角度為設置的步進角度，對應的線分辨率為掃描時的步進距離。

附圖說明

圖1是本發明實施例中多線雷達掃描狀態示意圖；

圖2是本發明實施例中多線雷達的多條掃描線的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明作進一步的詳細說明。

本發明公開了一種用于鐵路監測的多線三維雷達，其中，

所述多線三維雷達在掃描過程中掃描線間隔是一恒定的步進距離，掃描步進角度為一變化值。

在本發明的一些實施例中，所述步進距離x為：