CN108107433A - 一种用于毫米波雷达***精确定位的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种毫米波雷达***精确定位的方法，包括以下步骤：确定方位转台的定位精度；根据雷达***的具体要求，确定雷达***的采样角度间隔和扫描范围；根据定位精度、采样角度间隔和扫描范围，确定雷达***需要校准的角度位置。本发明毫米波雷达***精确定位的方法结合方位转台实时反馈的位置信息，通过调整触发毫米波信号的角度位置实现毫米波雷达***的准确定位。

Description

一种用于毫米波雷达***精确定位的方法
技术领域
本发明涉及雷达检测技术领域。更具体地，涉及一种用于毫米波雷达***精确定位的方法。
背景技术
机场跑道异物检测***主要采用毫米波宽带线性调频信号(LFMCW)对机场跑道异物进行检测，对毫米波信号的目标回波进行脉冲压缩得到异物的位置信息。目前的机场跑道外来物碎片自动检测***主要分为雷达检测***与光学图像检测***。
在毫米波雷达检测***中，以毫米波雷达传感器作为观察点，在三维空间中选取一个观察方向，在观察点沿观察方向观察时形成一条视线，通过在每条视线下发射毫米波信号获取异物位置并形成图像数据，重复上述过程后，合成每条视线下得到的图像数据后得到二维毫米波雷达图像。一般的情况下采用的异物检测算法为背景差分法，即以无目标存在的毫米波图像作为空背景，扫描图像与空背景图像差分后进行检测，因此，此方法对毫米波***方位转台的定位精度要求较高，要求尽可能的使扫描图像与空背景图像相对应的视线保持一致，因此，如何准确的对毫米波雷达***方位转台的定位直接关系到最终检测结果。
目前的方位转台由于机械结构以及加工精度的问题旋转时会存在固有误差，因此，需要一种用于毫米波雷达***方位转台精确定位的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种毫米波雷达***精确定位的方法，在毫米波探测***进行探测时，通过该方法使扫描图像与背景图像准确对应，提高检测结果的准确性与稳定性。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提供了一种毫米波雷达***精确定位的方法，包括以下步骤：
S10确定方位转台的定位精度；
S20根据雷达***的具体要求，确定雷达***的采样角度间隔和扫描范围；
S30根据定位精度、采样角度间隔和扫描范围，确定雷达***需要校准的角度位置。
进一步，所述步骤S10方位转台的定位精度在方位转台的生产中就已经确定，通过产品说明书即可获得。
进一步，所述步骤S20雷达***的采样角度间隔根据天线的方向图确定。
进一步，所述步骤S30雷达***主要通过方位转台回转的角度信息判定后确定是否发射雷达信号。
进一步，设定本发明中定位精度为采样角度间隔为扫描范围为L，每隔k个采样点重新确定雷达***校准的角度位置，则雷达***需要校准的角度位置分别为其中，n、k为正整数且
本发明的有益效果如下：
本发明毫米波雷达***精确定位的方法结合方位转台实时反馈的位置信息，通过调整触发毫米波信号的角度位置实现毫米波雷达***的准确定位。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出雷达***的理想状态扫描示意图。
图2示出雷达***的实际情况扫描示意图。
图3示出分布式机场跑道外来物碎片检测***的示意图，其中，1为分布式机场跑道外来物碎片自动检测***的某一传感器单元，2为机场跑道，阴影部分为传感器单元的扫描范围。
图4示出毫米波雷达***精确定位的方法流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
雷达***的理想状态扫描如图1所示，假定雷达***在1号位置完成一次采样，此时方位转台返回值为由于方位转台的旋转角度步进远小于雷达采样角度间隔，可近似认为方位转台实时回传角度信息，当返回角度为时进行第二次采样(即位置2)，然后以位置2为基准，当时进行第三次采样(即位置3)，依次迭代完成扫描。
雷达***的实际情况扫描如图2所示，假定雷达***在R1(1号与R1位置重叠)号位置完成一次采样，由于转台存在一定的定位误差，实际扫描过程中，在位置R2处完成第二次采样，此时转台返回的角度值为且
在位置R3处完成第三次采样，此时返回的角度值为且
随着迭代的进行，误差不断累积，采样次数不一致，合成图像后无法进行差分。
因此，设理想状态下，采样的角度为实际扫描过程中，采样的角度为在极端条件下，即每次定位误差均为当时，导致采样点数不一致而无法进行背景差分，因此若满足
则以代替进行下一次迭代，以消除积累误差。
分布式机场跑道外来物碎片检测如图3所示，分布式机场跑道外来物碎片自动检测***的某一传感器单元1在机场跑道2开始扫描时，传感器单元从A点开始顺时针旋转，阴影部分为传感器单元1的扫描范围。
具体地，毫米波雷达***精确定位的方法，如图4所示，包括以下步骤：
S10确定方位转台的定位精度，从使用说明书中查询可得，方位转台的定位精度为0.01°；
S20根据雷达***的具体要求，确定雷达***采样的角度间隔为0.5°，扫描范围为180°，共计450个采样点；
S30根据步骤S10的定位精度和步骤S20中雷达***采样的角度间隔和扫描范围，确定需要校准的位置。
方位转台的定位精度雷达***采样的角度间隔扫描范围为180°，在极端情况下，当满足
时可消除累积误差，为尽可能减少校准位置，取k的最大值，即因此k＝50，即每隔50个采样点重新定义一遍基准由于扫描范围为180°，因此，需要校准的角度位置为25°，50°，75°，100°，125°，150°，175°。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (2)

1.一种毫米波雷达***精确定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定方位转台的定位精度；
根据雷达***的具体要求，确定雷达***的采样角度间隔和扫描范围；
根据定位精度、采样角度间隔和扫描范围，确定雷达***需要校准的角度位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设定定位精度为采样角度间隔为扫描范围为L，每隔k个采样点重新确定雷达***校准的角度位置，则雷达***需要校准的角度位置分别为其中，n、k为正整数且
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