[發明專利]用于鐵路監測的非均勻單線掃描的三維雷達和方法

有效

• 申請號: 202010874325.8
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111983634B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 林學春;楊盈瑩;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: 任巖

一種用于鐵路監測的非均勻單線掃描的三維雷達和方法，該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。本發明提供一種特殊的掃描方式，使得單線雷達在用于鐵路邊界掃描時，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；提高了單線雷達進行三維掃描時的分辨率，保證了整個監控區域內分辨率是一致的，使雷達能夠發現更小的障礙物，分辨角度為設置的步進角度。

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非均勻單線掃描的三維雷達和方法。

背景技術

目前，單線雷達本身僅能掃描一條線，當單線雷達工作時，單線旋轉僅能掃描一個二維平面。單線雷達增加俯仰掃描的旋轉電機后，使單線雷達可以掃描三維空間。用于鐵路邊界的異物侵限時，單線雷達安裝在立柱上，位于鐵軌一側。單線雷法發射激光沿平行鐵軌方向掃描，同時電機帶動雷達俯仰旋轉，俯仰方向為垂直鐵軌方向。俯仰掃描角度為θ角，覆蓋住鐵軌及兩側軌道板。其中，俯仰掃描的步進角度為α為同于通常俯仰掃描的步進角度為α，通常掃描步進角度是均勻的，也就是α恒定。由于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非均勻單線掃描的三維雷達和方法，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，提供了一種非均勻單線掃描的三維雷達，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。

作為本發明的另一個方面，還提供了一種非均勻單線掃描的方法，包括：

采用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非均勻單線掃描的三維雷達和方法相對于現有技術至少具有以下優勢之一：

1、本發明提供一種特殊的掃描方式，使得單線雷達在用于鐵路邊界掃描時，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；

2、提高了單線雷達進行三維掃描時的分辨率，保證了整個監控區域內(即掃描范圍內)分辨率是一致的，使雷達能夠發現更小的障礙物，分辨角度為設置的步進角度。

附圖說明

圖1是本發明實施例中三維雷達掃描示意圖；

圖2是本發明實施例中三維雷達掃描幾何關系示意圖。

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。

本發明公開了一種非均勻單線掃描的三維雷達，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。

在本發明的一些實施例中，所述步進距離x為：

其中，n為整數，M為三維雷達對監測掃描目標的監控區域寬度。

在本發明的一些實施例中，所述掃描步進角度α為：

其中，H為三維雷達距離監測掃描目標的高度，L為三維雷達距離監測掃描目標監控區域的距離，α_i為第i+1步的掃描步進角度。