基于改进Rife算法的LFMCW雷达测距方法及实现

为提高线性调频连续波(LFMCW)雷达测距精度,提出一种基于改进Rife算法的雷达测距方法。首先介绍了方法原理,并理论分析了方法的测距性能;其次,结合以FPGA EP3C55F484C8N为核心芯片的线性调频连续波雷达,探索了方法实现,并就方法实现的关键点之一——实数点处的DFT计算给出流程;然后,通过Quartus II进行时序仿真,结果显示所提方法可行;最后,利用线性调频连续波雷达实验平台进行现场测距验证,整个距离段上,系统可进行高精度测距,与现有实际测距方法相比,精度更高,稳定性更好,证明了方法的有效性。     

基于DSP的LFMCW雷达信号处理技术研究

调频连续波(FMCW)雷达在目标测量系统中有着广泛的应用,而雷达信号的处理是决定测量精确度的关键。本研究设计了一款基于DSP的线性调频连续波(LFMCW)雷达信号处理系统,采用经过三角波调制的 LFMCW雷达信号作为发射信号,来实现目标距离及速度的测量。介绍了 LFMCW雷达的基本结构,分析了实现目标测量的原理,解决了在信号处理过程中,仅采用快速傅里叶变换(FFT)算法而存在的频率分辨率与计算时间的矛盾,提高系统的测量效率。重点研究了雷达信号处理系统的处理算法———FFT 和线性调频 Z 变换(CZT)的联合算法(FFT/CZT 联合算法),同时对 FFT/CZT联合算法也进行了 MATLAB仿真分析。分析结果表明,FFT/CZT联合算法可以显著地提高雷达信号处理的效率和精度。     

基于DataSocket的雷达测距数据传输系统设计

为了迎合上海港港口对于集装箱堆放高度的网络化实时数据需要,采用虚拟仪器技术,通过LabVIEW软件来设计雷达测距数据远程传输系统,包括雷达信号采集处理、距离数据远程显示和存储数据库功能.通过采用线性调频连续波(LFMCW)雷达,测出了集装箱堆放高度;基于DataSocket通信技术,实现了实时数据的远程传输;借助Lab...     

LFMCW雷达差频信号滤波电路设计

理想情况下LFMCW雷达差频信号在规则区内是标准正弦信号,但大量实测信号表明,差频信号中含有成分复杂的噪声信号,严重影响了雷达的测距精度.采用模拟滤波器,是滤除这些噪声信号最直接的办法.针对LFMCW雷达差频信号信号频带与噪声频带相近的特点,介绍了一种计算简单的模拟椭圆滤波器设计方法,分别设计了椭圆函数低通、高通滤波器,然后通过级联的方式构成带通滤波器.实测实验表明,该方法设计的带通滤波器可以有效地降低噪声干扰,提高LFMCW雷达差频信号质量.     

高精度测距雷达研究

本文介绍一种低成本、高精度线性调频连续波 (LFMCW )测距雷达。对雷达中频信号处理 ,文中提出并采用了“双计数器多周期平均倒数测频”(以下简称双频计 )。整个雷达系统以毫米波一体化前端和单片机为核心 ,使其成为一个集检测、处理、显示、控制于一体的测控系统。实验表明 ,该雷达系统对近距离 (2～ 5 0m)测量 ,其精度可提高 1～ 3个数量级 ,且对振荡器线性度要求不高 (3%左右 )     

恒虚警条件下线性调频连续波雷达信号的检测

线性调频连续波(LFMCW)信号是一种典型的非平稳信号,其频率随时间变化,需借助时频信号分析方法进行研究.因此本文主要目的在于通过仿真比较3种典型时频分析方法即:Wigner-Ville Hough transform(WVHT)、periodic WVHT(PWVHT)和cumulative WVHT (CWVHT)来寻找用于恒虚警率(CFAR)条件下检测LFMCW雷达信号的最优方法.首先介绍3种方法的特点,发现PWVHT算法复杂度较高;其次推导信号经过这三种变换方法后在起始频率和调制斜率处峰值的理论公式并进行仿真比较,发现当截取信号的时间大于一个信号周期并等于信号周期的整数倍时,CWVHT和PWVHT具有相同的性能且都高于WVHT;最后比较这些方法在CFAR条件下检测LFMCW雷达信号的性能,结果表明CWVHT方法在低SNR条件下有较好的检测性能.     

基于混合智能算法的直流输电线路故障测距方法

提出了一种基于混合智能算法的直流输电线路故障测距方法。利用神经网络算法对基于遗传算法的故障测距方法在线路两端故障时的测距结果进行了修正,提高了线路两端故障的测距精度。该算法利用故障后线路双端的电压、电流量,在时域内进行故障测距,继承了基于遗传算法的故障测距方法的优点,不受故障点位置与过渡电阻的影响,且测距结果精度受线路参数偏差的影响较小。应用PSCAD仿真软件及Matlab对所提算法进行仿真验证,仿真结果表明,神经网络与遗传算法相结合,可以实现直流输电线路全线范围内的准确故障测距。     

一种基于双端电气量的故障测距方法研究

分析了一种利用输电线路双端电气量进行精确故障定位的测距方法,该方法采用输电线路的分布参数模型,将线路故障看为正常运行状态和故障附加状态的叠加,基于等效序网,通过对称分量法求得故障附加状态下的各序故障分量,利用负序故障分量(三相对称故障采用正序故障分量)进行故障测距.在算法实现的关键环节分析了全波傅氏滤波算法.利用MAT...     

基于边缘计算技术的电力施工机械安全告警布控系统

针对目前市场中大多采用近电告警原理开发的吊车防碰线安全系统,研发了一种更优秀的安全系统———基于边缘计算技术的电力施工机械安全告警布控系统.该系统选用基于 X波段的线性调频连续波 (LFMCW)测距雷达 作为基本探测手段,由前端监测装置、信号处理及显示和声光报警设备组成.为了可以承载后续更多新的功能,前端监测装置采用边缘计算技术,克服集中式云计算的缺点.在使用测试中,该系统探测精度高,实际使用价值高,可以提高现场作业安全性,减轻安全监管负担,具备良好的推广价值.     

基于单数据窗改进全波傅氏算法线路故障测距的研究

基于一种改进的全波傅氏算法实现了在故障测距方面的应用.该方法基于线路分布参数模型,利用线路故障后获得的一个周期内的数据实现线路故障定位,该算法原理简单,所需采样数据窗口短小.克服了衰减直流分量对测距精度的影响.数字仿真结果表明,该算法在高压输电线路故障定位方面具有较高的测距精度.     

随机斜率LFMCW抗汽车防撞雷达中的交叉干扰

汽车防撞雷达中存在严重的多雷达电磁波交叉干扰.为了解决这一问题,提出了以随机斜率的三角波LFMCW为雷达发射波形的解决办法.利用此种波形后,干扰信号进入雷达后,相当于增加了雷达接收机的噪声,而不会产生单频频谱从而造成虚警.仿真证明,随机斜率LFMCW既不增加信号处理复杂程度,也不会导致成本上升,是电磁波交叉干扰的良好解决方案.     

一种基于微元法和分数阶傅里叶变换的VCO非线性度检测方法

非线性度校正技术是实现高精度压控振荡器(VCO)以及高分辨率线性调频连续波雷达的关键技术之一.其中,非线性度的检测精度直接决定了非线性度校正精度.提出了一种基于微元法和分数阶傅里叶变换的VCO非线性度检测新方法.该方法结合一维搜索和离散时间傅里叶变换,检测信号频率及频率变化率,并利用起点预测算法提高其运算速度.仿真结果表明,与基于Wigner-Ville分布的方法相比,该方法能更有效地检测VCO的非线性度.     

无人机红外自主巡检方法研究与应用

无人机用于电力线路巡检可提高巡检效率和精度,节约运营成本。通过在无人机上搭载激光测距雷达和红外成像设备组成了输电线路巡检系统的硬件设备,在快速扩展随机树计算基础上开发了雷达避障算法,采用直方图均衡化的方法对系统红外图像进行处理,并在Android操作系统上开发了无人机巡检控制系统。应用结果表明,无人机在巡检时能够自动规避线路障碍,同时通过巡检影像能够清晰地看到线路缺陷, 证明了该巡检方法的有效性和可行性。     

基于改进的扩展波数域算法的SAR实时成像方法

波数域算法是一种精确的成像算法,但因其运算量较大而不能直接用于实时成像。文章在研究波数域算法和高精度运动补偿技术的基础上,提出了一种内嵌实时运动补偿方法的改进扩展波数域实时成像算法。与传统的扩展波数域算法相比,该算法具有更低的计算复杂度。最后通过点目标仿真进行了验证,结果表明,本方法能够用于斜视下的高分辨率SAR实时成像。     

基于北斗SoC的雷达数据采集系统设计

介绍一种雷达数据采集系统设计方法,采用北斗 SoC 芯片开发了一套时统电路,通过 FPGA 生成与雷达交互的时序信号,并将采集到的雷达数据加上北斗时间信息。为了达到数据采集系统所需的时间精度,通过北斗芯片输出的1 PPS信号对所有时序信号进行同步,确保雷达测距系统和角编码系统有序将数据放置在总线上。该设计实现了数据采集、航迹模拟、数据转发、卡尔曼滤波等功能,减少了系统接口电路板,集成度和稳定性大大提高,对雷达数据采集系统的小型化起到了重要作用。     

采用RSSI模型的无线传感器网络协作定位算法

由于无线传感器网络定位成本较高,精度不能满足要求以及通信和计算开销过大等问题,提出一种针对定位各阶段实施误差抑制措施的接收信号强度指示(RSSI)测距的协作定位算法。测距阶段通过周期性测量获得模型动态参数,采用相对误差系数对RSSI测距进行校正,定位阶段则基于泰勒级数扩展线性最小二乘方法实现位置估计,采取残差加权法优化位置坐标,减小非视距(NLOS)的不利影响。引入协作定位,将符合要求的节点升级为参考节点参与定位计算,进一步提高定位覆盖率和精度。实验结果表明,所提算法精度接近基于真实坐标的泰勒级数扩展LS算法,相同条件下的精度远高于传统估计算法。节点最大定位误差为0.15,最小定位误差为0.08,网络节点平均定位误差为0.109,能够满足大规模无线传感器网络(WSN)的定位需求。