CN108120959B - 一种用于毫米波雷达***的旋转扫描方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于毫米波雷达***的旋转扫描方法，包括：1)打开***，自检，方位转台调到***默认位置；2)确认是否修改扫描范围，若无需修改，进行步骤3)；3)确认***是否接收到扫描指令，若接收到扫描指令后，方位转台开始正向扫描；4)正向旋转结束后，判定***是否到达终止位置，若到达终止位置，方位转台开始反向扫描；5)反向旋转结束后，判定***是否到达起始位置，若到达起始位置，等待接受下一次扫描指令。本发明通过监测方位转台在旋转过程中的实时位置信息，结合毫米波雷达***的发射时序，实现了在旋转过程中以合适的角度间隔对机场跑道的扫描，并可根据实际需求调整合适的扫描角度与范围。

Description

一种用于毫米波雷达***的旋转扫描方法
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***的旋转扫描方法。
背景技术
机场跑道外来物碎片是是指在存在于机场跑道上可能对航空器造成危害的外来物品。目前对于机场跑道外来物碎片主要依靠人工检测的手段，随着民航事业的不断发展，针对外来物碎片的自动检测***被相继研发出来，大幅度的提高了工作效率与检测概率。
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***，雷达检测***采用毫米波宽带线性调频信号(LFMCW)对外来物碎片进行检测，通过方位转台实现不同角度信息的采集，对于转台的重复精度、定位精度等指标要求较高；光学图像检测***采用近红外光学传感器实现对机场跑道外来物碎片的检测，通过方位转台实现不同角度下光学图像的采集，相对于雷达***，对转台的精度要求较低。在实际场景的应用中，雷达***需要针对机场环境调整合适的扫描角度与范围，同时以固定位置间隔发射信号。
因此，如何设计有效的扫描方法，实现稳定、精确的扫描成为机场跑道外来物碎片自动检测***的关键技术之一，而现有方案中没有对雷达***的扫描方法的研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于毫米波雷达***的旋转扫描方法，在方位转台的机械旋转过程中，通过对方位转台实时位置的监测实现毫米波雷达***的等间隔扫描。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提供了一种用于毫米波雷达***的旋转扫描方法，包括以下步骤：
1)打开雷达***，整个***进行自检，方位转台调整到***默认位置；
2)确认是否修改扫描范围，若需修改扫描范围，则重新设置后将方位转台调整到起始位置；若无需修改，则进行下一步骤；
3)确认***是否接收到扫描指令，若接收到扫描指令后，方位转台开始正向扫描；若无扫描指令，则扫描结束；
4)正向旋转结束后，判定***是否到达终止位置，若到达终止位置，***正常工作，方位转台开始反向扫描；若未到达终止位置，则进入自检程序，重新开始工作；
5)反向旋转结束后，判定***是否到达起始位置，若到达起始位置，则说明***正常工作，等待接受下一次扫描指令；若未到达起始位置，则进入自检程序，重新开始工作。
本发明毫米波雷达***一般采用FPGA进行实现。
进一步，步骤2)中的扫描范围根据实际应用情况而定，根据天线的方向图确定俯仰角度，确保接收到最大功率，例如可以为-90°～+90°。
进一步，步骤3)中的扫描指令可通过RS232、RS485传输协议进行通信，具体方法需根据方位转台的接口类型进行确认。
进一步，步骤4)和5)中正向或反向旋转的同时，需要实时的反馈方位转台的角度信息，对该信息进行判定从而保证毫米波雷达***等间隔的发射接收毫米波信号。
进一步，步骤4)和5)中根据步骤2)中扫描范围判定是否到达起始或终止位置，若发生故障则进入自检程序，重新开始工作。
本发明的有益效果如下：
本发明用于毫米波雷达***的旋转扫描方法通过监测方位转台在旋转过程中的实时位置信息，结合毫米波雷达***的发射时序，实现了在旋转过程中以合适的角度间隔对机场跑道的扫描，并可根据实际需求调整合适的扫描角度与范围。
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示出用于毫米波雷达***的旋转扫描方法的流程图。
图2是一种分布式机场跑道外来物碎片检测***的示意图，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，A点代表起始点，对应角度-90°，B点代表终止点，对应角度+90°。
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。
本发明提供了一种用于毫米波雷达***的旋转扫描方法，包括以下步骤：
1)打开雷达***，整个***进行自检，方位转台调整到***默认位置；
2)确认是否修改扫描范围，若需修改扫描范围，则重新设置后将方位转台调整到起始位置；若无需修改，则进行下一步骤；
3)确认***是否接收到扫描指令，若接收到扫描指令后，方位转台开始正向扫描；若无扫描指令，则扫描结束；
4)正向旋转结束后，判定***是否到达终止位置，若到达终止位置，***正常工作，方位转台开始反向扫描；若未到达终止位置，则进入自检程序，重新开始工作；
5)反向旋转结束后，判定***是否到达起始位置，若到达起始位置，则说明***正常工作，等待接受下一次扫描指令；若未到达起始位置，则进入自检程序，重新开始工作。
本发明毫米波雷达***一般采用FPGA进行实现。
进一步，步骤2)中的扫描范围为-90°～+90°。该扫描范围根据实际应用情况而定，根据天线的方向图确定俯仰角度，确保接收到最大功率。
进一步，步骤3)中的扫描指令可通过RS232、RS485传输协议进行通信，具体方法需根据方位转台的接口类型进行确认。
进一步，步骤4)和5)中正向或反向旋转的同时，需要实时的反馈方位转台的角度信息，对该信息进行判定从而保证毫米波雷达***等间隔的发射接收毫米波信号。
进一步，步骤4)和5)中根据步骤2)中扫描范围判定是否到达起始或终止位置，若发生故障则进入自检程序，重新开始工作。
本发明用于毫米波雷达***的旋转扫描方法具体实施例如图2所示，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，图中阴影部分为传感器单元的扫描范围(-90°～+90°，A点代表起始点，对应角度-90°，B点代表终止点，对应角度+90°)，***开始扫描后，传感器单元从A点开始顺时针旋转，到达B点后逆时针旋转，重新回到A点后完成单次扫描，毫米波雷达***每隔0.4°发射一次信号收集数据。下面结合实例说明旋转扫描方法，包括以下步骤：
1)打开雷达***，***开始工作后，整个***进行自检，方位转台调整到***默认位置，即位置A。
2)扫描范围为默认值(-90°～+90°，A点代表起始点，对应角度-90°，B点代表终止点，对应角度+90°)，因此无需进行修改直接进行下一步。
3)传感器的传输指令的方式为RS232通信，采用PELCO传输协议，接收到扫描指令后，***开始正向扫描；
4)方位转台开始正向旋转后，由于RS232通信为单工通信方式，因此，需要控制***对转台发出查询角度信息命令，控制***接收到方位转台回传的角度信息后，判定回传角度是否与上次信号发射角度间隔0.4°，若满足，则触发***发射信号，若不满足，持续发出查询命令直至满足间隔；
5)控制***持续的对方位转台发出查询命令，当转台返回值为+90°(即B点)时，开始反向旋转，与步骤4)一致，等间隔发射毫米波雷达信号；当转台返回值为-90°(即A点)时，***完成一次扫描，整个过程结束，等待下次扫描。
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 (3)

1.一种用于毫米波雷达***的旋转扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）打开雷达***，整个***进行自检，方位转台调整到***默认位置；
2）确认是否修改扫描范围，若需修改扫描范围，则重新设置后将方位转台调整到起始位置；若无需修改，则进行步骤3）；
3）确认***是否接收到扫描指令，若接收到扫描指令后，***开始正向扫描；若无扫描指令，则扫描结束；
4）正向旋转结束后，判定***是否到达终止位置，若到达终止位置，***正常工作，开始反向扫描；若未到达终止位置，则进入自检程序，重新开始工作；
5）反向旋转结束后，判定***是否到达起始位置，若到达起始位置，则说明***正常工作，等待接受下一次扫描指令；若未到达起始位置，则进入自检程序，重新开始工作；
其中，步骤4）和5）中正向或反向旋转的同时，实时的反馈方位转台的角度信息，对该信息进行判定；
毫米波雷达***每隔0.4°发射一次信号收集数据。
2.根据权利要求1所述的旋转扫描方法，其特征在于，步骤3）中的扫描指令通过RS232、RS485传输协议进行通信。
3.根据权利要求1所述的旋转扫描方法，其特征在于，步骤2）中的扫描范围为-90°～+90°。
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