[發明專利]基于毫米波雷達的果園目標檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 202110224816.2
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN113009422B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 楊洲;李洋;徐興;段潔利;申東英;譚顯森;蔣寅龍;易文峰
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;G01S13/88
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

1.基于毫米波雷達的果園目標檢測方法，其利用了基于毫米波雷達的果園目標檢測裝置，其特征在于，所述果園目標檢測裝置包括箱體和雷達保護罩，所述箱體安裝在載具上，并形成有一通孔，所述雷達保護罩設置在通孔的上方，其特征在于：還包括支架、連接件、數據采集模塊和控制模塊；其中，所述數據采集模塊包括伺服電機、毫米波雷達和第一無線數據傳輸模塊，所述伺服電機通過支架固定在箱體內部，并與控制模塊電連接，能夠將伺服電機的旋轉角度傳輸到控制模塊的控制器中，所述連接件的一端固定在伺服電機處，其另一端伸出箱體的通孔與毫米波雷達連接，該毫米波雷達能夠跟隨伺服電機同步轉動，即伺服電機的旋轉角度能夠充當毫米波雷達的俯仰角度，從而使毫米波雷達實現三維掃描，所述毫米波雷達與第一無線數據傳輸模塊電連接，能夠通過無線傳輸將毫米波雷達的方位角信息和距離信息傳輸到控制模塊中；所述控制模塊內置于箱體，其包括控制器和第二無線數據傳輸模塊，所述控制器與第二無線數據傳輸模塊電連接，所述第二無線數據傳輸模塊與第一無線數據傳輸模塊連接，能夠接收毫米波雷達的方位角信息和距離信息并傳輸到控制器中；所述箱體上設有第一接口、第二接口和第三接口，所述第一接口為USB接口，并與控制器電連接，用于傳輸控制器收集到的三維目標信息，所述第二接口為旋轉編碼器接口，并與控制器電連接，用于傳輸載具的位移信息和速度信息，所述第三接口為電源接口，并與數據采集模塊和控制模塊電連接，用于為果園目標檢測裝置供電；所述數據采集模塊還包括旋轉編碼器，所述旋轉編碼器安裝在載具上，用于采集載具的位移信息和速度信息，且其與第二接口電連接，將載具的位移信息和速度信息傳輸到控制模塊的控制器中；

所述果園目標檢測方法包括以下步驟：

1)獲取伺服電機的旋轉角度、毫米波雷達的方位角信息和距離信息以及旋轉編碼器的載具位移信息；

2)對伺服電機的旋轉角度、毫米波雷達的方位角信息和距離信息以及旋轉編碼器的載具位移信息進行去除無效點處理；

3)將處理后的伺服電機的旋轉角度、毫米波雷達的方位角信息和距離信息以及旋轉編碼器的載具位移信息進行數據融合，并將極坐標轉換為直角坐標系，得到三維目標數據；

每次掃描目標時，毫米波雷達都會返回一個由方位角θ和距離ρ組成的矢量，同時伺服電機返回一個旋轉角度φ，即所述直角坐標系由下式計算：

式中，θ為毫米波雷達的方位角，ρ為毫米波雷達與檢測目標之間的距離，φ為伺服電機的旋轉角度。