基于无人船的雷达数据处理系统的制作方法

基于无人船的雷达数据处理系统的制作方法
基于无人船的雷达数据处理系统的制作方法

本技术公开了一种基于无人船的雷达数据处理系统,包括数据采集模块以及数据处理模块;所述数据采集模块包括雷达传感器、遥感影像接收器、摄像模块、船体数据采集模块,所述数据采集模块将所采集的信息预处理后传输至数据处理模块;所述雷达传感器,所述雷达传感器发射电磁波对覆盖水域上的目标进行照射并接收其回波,获得目标跟踪数据并将接收到的电磁波处理为模拟信号。优点在于:本技术的数据处理模块通过模拟建模分析,计算出三维雷达数据,再通过激光雷达得到激光点云分类图、数字高程模型DEM、等高线、数字表面模型DSM、数字正射影像图DOM,最终计算出障碍物点得到障碍信息与前文所得障碍信息比对,保证最终得出的障碍信息准确无误。

权利要求书

1.一种基于无人船的雷达数据处理系统,其特征在于,包括数据采集模块以及数据处理模块;

所述数据采集模块包括雷达传感器、遥感影像接收器、摄像模块、船体数据采集模块,所述数据采集模块将所采集的信息预处理后传输至数据处理模块;

所述雷达传感器,所述雷达传感器发射电磁波对覆盖水域上的目标进行照射并接收其回波,获得目标跟踪数据并将接收到的电磁波处理为模拟信号;

所述遥感影像接收器,用于实时接收卫星下传的遥感影像,并转化为数字信号;

所述摄像模块,至少包括10个全景摄像机,其中至少50%的全景摄像机位于船体的前进方向,用于获取船体周边的视频数据,并转化为数字信号;

所述船体数据采集模块,用于获取船体的位置数据数据、船体的行驶速度数据和船体的加速度数据,并将其电信号转化为数字信号;

所述数据处理模块处理数据采集模块所传输的数据处理后得到障碍信息。

2.根据权利要求1所述的基于无人船的雷达数据处理系统,其特征在于,所述数据处理模块包括模拟建模分析:

S1、通过NVIDIA Tegra K1移动处理器进行将雷达传感器所传输的模拟信号进行三维雷达数据转换;

S2、通过激光雷达数据处理,得到激光点云数据分类图、数字高程模型DEM、等高线、数字表面模型DSM、数字正射影像图DOM,并将三维数据点投影到栅格地图上;

将所有栅格相对高度大于某个阈值的栅格设定为障碍物点,即得到障碍信息。

3.根据权利要求2所述的基于无人船的雷达数据处理系统,其特征在于,使用分布式计算系统存储雷达数据,通过建立MapReduce模型以云计算的方式对雷达数据进行高速处理,将处理结果与障碍信息进行比对,将一致信息输出,将不一致的信息重新导入步骤S1计算。

4.根据权利要求2所述的基于无人船的雷达数据处理系统,其特征在于,所述数据采集模块在将数据传输至数据处理模块时,按照同一时间戳为时间基准,对每路数据按各自的固有帧周期进行顺序编号,并在存储数据的同时将各路数据帧编号的对应关系存储下来。

5.根据权利要求2所述的基于无人船的雷达数据处理系统,其特征在于,遥感影像的处理步骤如下:

1)遥感影像接收器在接收遥感影像后,确定遥感影像的分辨率并截取,对截取遥感影像进行数据标注;

2)使用Canny边缘检测算法对截取的遥感影像进行预处理,通过对图像边缘进行提取,并将提取得到的图像与原图像叠加,突出航道特征,用以加速分析;

3)搭建图像分类模型,通过在对基础的网络进行分类任务的训练中,在网络的参数存留下低

级的图像特征信息,将上述图像特征信息在特征提取模型构建的流程中,传递给下一级的语义分割模型;

4)搭建一个语义分割模型,用于在遥感影像中分割出道路信息;在经过训练后,提取道路信息的网络参数将留存在分割模型中。

6.根据权利要求5所述的基于遥感影像和深度学习的道路提取方法,其特征在于:步骤1)中对截取遥感影像进行数据标注为:观察并测量遥感影像所覆盖的地理范围,结合要提取的航道实际情况,截取图像分类和语义分割任务的原始数据是尺寸为256*256,即0.23像素每米分辨尺度的RGB遥感的影像。

7.根据权利要求5所述的基于遥感影像和深度学习的道路提取方法,其特征在于:步骤2)中使用Canny边缘检测算法对截取的遥感影像进行预处理为:

用高斯滤波去除影像噪点,得到去噪后的图像;

使用Sobel算子,利用卷积操作计算遥感影像x和y两个方向的梯度,尺寸为3的Sobel算子,在x和y两个方向的卷积核如下:

提取边缘信息时,缩减边缘,只保留局部最大梯度,通过Canny算法使用两个阈值,来区分边缘像素,利用低阈值过滤掉噪声或颜色变化引起的小的梯度值,利用高阈值区分强边缘点和弱边缘点。

8.根据权利要求4所述的基于无人船的雷达数据处理系统,其特征在于,建立MapReduce模型时在主程序中通过传入雷达类型以及排序Compare方式、雷达对应的扫描周期、雷达数据的时间戳,通过在主程序中加载动态库的方式,将雷达类型传递至动态库的Map函数和Reduce函数中;

在Map阶段,根据雷达类型确定雷达处理函数,将读取出来的雷达数据进行解析,根据航迹信息链表计算出障碍物信息,再根据切分Partition和排序Compare的方式,进行Key/Value键值对的建立,建立以时间为Key,其它所有内容为Value的Key/Value键值对,后切分成不同

数据块,排序之后,进行归并Reduce;最终生成的结果包括雷达解析数据,与其相对应的索引文件,索引文件中标识出每一条记录、时间戳的起始位置和结束位置,以及所有障碍物信息;所述障碍物信息的计算步骤如下:

输入航迹信息链表,数据长度、雷达扫描周期;

按照固定长度读取一条航迹信息;

检查是否到整个航迹信息链的结尾,如果是Yes,进入下一步,如果是No,返回到障碍物信息链表中至结束;

继续检查是否在同一个扫描周期内,如果是Yes,将这一条航迹数据压入到临时链表内;如果是No,进入下一步;

从临时链表取出同一周期的航迹数据进行障碍物信息;

将这一周期的告警结果插入到整个障碍物信息的尾部;

清空记录同一周期航迹数据的临时链表,将这一条航迹数据压入到临时链表内。

技术说明书

一种基于无人船的雷达数据处理系统

技术领域

本技术涉及雷达数据处理技术领域,尤其涉及一种基于无人船的雷达数据处理系统。

背景技术

目前市场上利用雷达数据进行避障的设备很多,但是同类设备对障碍物生成雷达数据分析所得到的进度往往不足,此时为了保证良好实现避障,只能扩大避障范围即为对障碍物进行大半径绕行,此类操作会明显消耗更多的能量;

若想实现对障碍物的精准避让,只能计算出真实障碍物避让参数,现有技术中对雷达数据的分析效果较差,为得到的真实障碍物信息还需要算法进行过滤和筛选,否则无法保证数据有效性;为了快捷有效地对雷达图像的分析测试工作做出支持,目前急需一种既能够生成真实雷达数据,同时还能剔除干扰以及无法的问题,值得说明的是,随着社会的不断进步,无人船的出现大大缩减了船体的尺寸,同时其携带染料也更加有限,故此,提出一种能够精准计算避障参数的无人船雷法数据处理系统尤为重要。

技术内容

本技术的目的是为了解决现有技术中的问题,而提出的一种基于无人船的雷达数据处理系统。

为了实现上述目的,本技术采用了如下技术方案:一种基于无人船的雷达数据处理系统,包括数据采集模块以及数据处理模块;

所述数据采集模块包括雷达传感器、遥感影像接收器、摄像模块、船体数据采集模块,所述数据采集模块将所采集的信息预处理后传输至数据处理模块;

所述雷达传感器,所述雷达传感器发射电磁波对覆盖水域上的目标进行照射并接收其回波,获得目标跟踪数据并将接收到的电磁波处理为模拟信号;

所述遥感影像接收器,用于实时接收卫星下传的遥感影像,并转化为数字信号;

所述摄像模块,至少包括10个全景摄像机,其中至少50%的全景摄像机位于船体的前进方

向,用于获取船体周边的视频数据,并转化为数字信号;

所述船体数据采集模块,用于获取船体的位置数据数据、船体的行驶速度数据和船体的加速度数据,并将其电信号转化为数字信号;

所述数据处理模块处理数据采集模块所传输的数据处理后得到障碍信息。

在上述的基于无人船的雷达数据处理系统中,所述数据处理模块包括模拟建模分析:

S1、通过NVIDIA Tegra K1移动处理器进行将雷达传感器所传输的模拟信号进行三维雷达数据转换;

S2、通过激光雷达数据处理,得到激光点云数据分类图、数字高程模型DEM、等高线、数字表面模型DSM、数字正射影像图DOM,并将三维数据点投影到栅格地图上;

将所有栅格相对高度大于某个阈值的栅格设定为障碍物点,即得到障碍信息。

在上述的基于无人船的雷达数据处理系统中,使用分布式计算系统存储雷达数据,通过建立MapReduce模型以云计算的方式对雷达数据进行高速处理,将处理结果与障碍信息进行比对,将一致信息输出,将不一致的信息重新导入步骤S1计算。

在上述的基于无人船的雷达数据处理系统中,所述数据采集模块在将数据传输至数据处理模块时,按照同一时间戳为时间基准,对每路数据按各自的固有帧周期进行顺序编号,并在存储数据的同时将各路数据帧编号的对应关系存储下来。

在上述的基于无人船的雷达数据处理系统中,遥感影像的处理步骤如下:

1)遥感影像接收器在接收遥感影像后,确定遥感影像的分辨率并截取,对截取遥感影像进行数据标注;

2)使用Canny边缘检测算法对截取的遥感影像进行预处理,通过对图像边缘进行提取,并将

提取得到的图像与原图像叠加,突出航道特征,用以加速分析;

3)搭建图像分类模型,通过在对基础的网络进行分类任务的训练中,在网络的参数存留下低级的图像特征信息,将上述图像特征信息在特征提取模型构建的流程中,传递给下一级的语义分割模型;

4)搭建一个语义分割模型,用于在遥感影像中分割出道路信息;在经过训练后,提取道路信息的网络参数将留存在分割模型中。

在上述的基于无人船的雷达数据处理系统中,步骤1)中对截取遥感影像进行数据标注为:观察并测量遥感影像所覆盖的地理范围,结合要提取的航道实际情况,截取图像分类和语义分割任务的原始数据是尺寸为256*256,即0.23像素每米分辨尺度的RGB遥感的影像。

在上述的基于无人船的雷达数据处理系统中,步骤2)中使用Canny边缘检测算法对截取的遥感影像进行预处理为:

用高斯滤波去除影像噪点,得到去噪后的图像;

使用Sobel算子,利用卷积操作计算遥感影像x和y两个方向的梯度,尺寸为3的Sobel算子,在x和y两个方向的卷积核如下:

提取边缘信息时,缩减边缘,只保留局部最大梯度,通过Canny算法使用两个阈值,来区分边缘像素,利用低阈值过滤掉噪声或颜色变化引起的小的梯度值,利用高阈值区分强边缘点和弱边缘点。

在上述的基于无人船的雷达数据处理系统中,建立MapReduce模型时在主程序中通过传入雷达类型以及排序Compare方式、雷达对应的扫描周期、雷达数据的时间戳,通过在主程序中加载动态库的方式,将雷达类型传递至动态库的Map函数和Reduce函数中;

在Map阶段,根据雷达类型确定雷达处理函数,将读取出来的雷达数据进行解析,根据航迹信息链表计算出障碍物信息,再根据切分Partition和排序Compare的方式,进行Key/Value键

值对的建立,建立以时间为Key,其它所有内容为Value的Key/Value键值对,后切分成不同数据块,排序之后,进行归并Reduce;最终生成的结果包括雷达解析数据,与其相对应的索引文件,索引文件中标识出每一条记录、时间戳的起始位置和结束位置,以及所有障碍物信息;所述障碍物信息的计算步骤如下:

输入航迹信息链表,数据长度、雷达扫描周期;

按照固定长度读取一条航迹信息;

检查是否到整个航迹信息链的结尾,如果是Yes,进入下一步,如果是No,返回到障碍物信息链表中至结束;

继续检查是否在同一个扫描周期内,如果是Yes,将这一条航迹数据压入到临时链表内;如果是No,进入下一步;

从临时链表取出同一周期的航迹数据进行障碍物信息;

将这一周期的告警结果插入到整个障碍物信息的尾部;

清空记录同一周期航迹数据的临时链表,将这一条航迹数据压入到临时链表内。

与现有的技术相比,本技术的优点在于:

1、本技术中设置有遥感影像接收器和摄像模块,船体数据采集模块,处理遥感影像接收器和摄像模块所传输的数据处理后得到障碍信息。

2、本技术的数据处理模块通过模拟建模分析,首先计算出三维雷达数据,再通过激光雷达得到激光点云数据分类图、数字高程模型DEM、等高线、数字表面模型DSM、数字正射影像图DOM,最终计算出障碍物点得到障碍信息与前文所得障碍信息比对。

3、本技术使用分布式计算系统存储雷达数据,通过建立MapReduce模型以云计算的方式对

雷达数据进行高速处理,将处理结果与障碍信息进行比对,保证最终得出的障碍信息准确无误。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的,而不是想要限制本技术的范围。

实施例

一种基于无人船的雷达数据处理系统,包括数据采集模块以及数据处理模块;

数据采集模块包括雷达传感器、遥感影像接收器、摄像模块、船体数据采集模块,数据采集模块将所采集的信息预处理后传输至数据处理模块;

雷达传感器,雷达传感器发射电磁波对覆盖水域上的目标进行照射并接收其回波,获得目标跟踪数据并将接收到的电磁波处理为模拟信号;

遥感影像接收器,用于实时接收卫星下传的遥感影像,并转化为数字信号;

摄像模块,至少包括10个全景摄像机,其中至少50%的全景摄像机位于船体的前进方向,用于获取船体周边的视频数据,并转化为数字信号;

船体数据采集模块,用于获取船体的位置数据数据、船体的行驶速度数据和船体的加速度数据,并将其电信号转化为数字信号;

数据处理模块处理数据采集模块所传输的数据处理后得到障碍信息。

数据处理模块包括模拟建模分析:

S1、通过NVIDIA Tegra K1移动处理器进行将雷达传感器所传输的模拟信号进行三维雷达数据转换;

S2、通过激光雷达数据处理,得到激光点云数据分类图、数字高程模型DEM、等高线、数字表面模型DSM、数字正射影像图DOM,并将三维数据点投影到栅格地图上;

将所有栅格相对高度大于某个阈值的栅格设定为障碍物点,即得到障碍信息。

使用分布式计算系统存储雷达数据,通过建立MapReduce模型以云计算的方式对雷达数据进行高速处理,将处理结果与障碍信息进行比对,将一致信息输出,将不一致的信息重新导入步骤S1计算。

数据采集模块在将数据传输至数据处理模块时,按照同一时间戳为时间基准,对每路数据按各自的固有帧周期进行顺序编号,并在存储数据的同时将各路数据帧编号的对应关系存储下来。

遥感影像的处理步骤如下:

1)遥感影像接收器在接收遥感影像后,确定遥感影像的分辨率并截取,对截取遥感影像进行数据标注;

2)使用Canny边缘检测算法对截取的遥感影像进行预处理,通过对图像边缘进行提取,并将提取得到的图像与原图像叠加,突出航道特征,用以加速分析;

3)搭建图像分类模型,通过在对基础的网络进行分类任务的训练中,在网络的参数存留下低级的图像特征信息,将上述图像特征信息在特征提取模型构建的流程中,传递给下一级的语义分割模型;

4)搭建一个语义分割模型,用于在遥感影像中分割出道路信息;在经过训练后,提取道路信息的网络参数将留存在分割模型中。

步骤1)中对截取遥感影像进行数据标注为:观察并测量遥感影像所覆盖的地理范围,结合要提取的航道实际情况,截取图像分类和语义分割任务的原始数据是尺寸为256*256,即0.23

像素每米分辨尺度的RGB遥感的影像;步骤2)中使用Canny边缘检测算法对截取的遥感影像进行预处理为:

用高斯滤波去除影像噪点,得到去噪后的图像;

使用Sobel算子,利用卷积操作计算遥感影像x和y两个方向的梯度,尺寸为3的Sobel算子,在x和y两个方向的卷积核如下:

提取边缘信息时,缩减边缘,只保留局部最大梯度,通过Canny算法使用两个阈值,来区分边缘像素,利用低阈值过滤掉噪声或颜色变化引起的小的梯度值,利用高阈值区分强边缘点和弱边缘点。

建立MapReduce模型时在主程序中通过传入雷达类型以及排序Compare方式、雷达对应的扫描周期、雷达数据的时间戳,通过在主程序中加载动态库的方式,将雷达类型传递至动态库的Map函数和Reduce函数中;

在Map阶段,根据雷达类型确定雷达处理函数,将读取出来的雷达数据进行解析,根据航迹信息链表计算出障碍物信息,再根据切分Partition和排序Compare的方式,进行Key/Value键值对的建立,建立以时间为Key,其它所有内容为Value的Key/Value键值对,后切分成不同数据块,排序之后,进行归并Reduce;最终生成的结果包括雷达解析数据,与其相对应的索引文件,索引文件中标识出每一条记录、时间戳的起始位置和结束位置,以及所有障碍物信息;障碍物信息的计算步骤如下:

输入航迹信息链表,数据长度、雷达扫描周期;

按照固定长度读取一条航迹信息;

检查是否到整个航迹信息链的结尾,如果是Yes,进入下一步,如果是No,返回到障碍物信息链表中至结束;

继续检查是否在同一个扫描周期内,如果是Yes,将这一条航迹数据压入到临时链表内;如

果是No,进入下一步;

从临时链表取出同一周期的航迹数据进行障碍物信息;

将这一周期的告警结果插入到整个障碍物信息的尾部;

清空记录同一周期航迹数据的临时链表,将这一条航迹数据压入到临时链表内。

以上实施例仅表达了本技术的优选实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可以做出若干变形、改进及替代,这些都属于本技术的保护范围。因此,本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

什么是室内设计的六要素

室內设计是建筑内部空间的环境设计,根据空间使用性质和所处环境,运用物质技术手段,创造出功能合理、舒适、美观、符合人的生理和心理要求的理想场所。功能、空间、界面、饰品、经济、文化为室内设计的六要素。 01 功能 功能至上是家庭装修设计的根本,住宅本来就是和人的关系最为密切,如何满足每个不同的家庭成员的生活细节所需,是设计师经常与客户沟通的一个重要环节。我们常说业主是第一设计师,一套缺少功能的设计方案只会给人华而不实的感觉,只有把功能放在首位才能满足每个家庭成员的每个生活细节之需,使家庭生活舒适、方便、健康、向上。 02 空间 围绕功能规划,使空间具有“凝固音乐的韵律美”,是设计的表现手法。空间设计是运用空间界定的各种手法进行室内形态的塑造,塑造室內空间形态的主要依据是现代人的物质需求和精神需求,以及技术的合理性。常见的空间形态有:封闭空间、开敞空间、流动空间、动态空间、共享空间、虚拟空间、灰空间、母子空间、下沉空间、地台空间等。 03 界面 界面设计是建筑内部各表面的造型、色彩用料的选择和处理。它包括墙面、顶面、地面以及相交部分的设计。设计师在做一套设计方案时常会给自己明确一个主题,就像篇文章要有中心思想,使住宅建筑与室内装饰完美地结合,鲜明的节奏、变幻的色彩虚实的对比、点线面的和谐,设计师们就像谱写一曲百听不厌的乐章。

04 饰品 饰品是陈设物,是当建筑室内设计完成,功能、空间、界面整合后的点睛之笔,给居室以生动之态、温馨气氛、陶冶性情、增强生活气息的良好效果。 05 经济 如何使业主在有限的投入下达到物超所值的效果是每个设计师的职业准则。合理有机地整合各部分,达到诗意、韵味是设计的至高境界。 06 文化 充分表达并升华每位业主的居室文化是设计的追求。每位业主的生活习惯、社会阅历、兴趣爱好、审美情趣都有所不同,家居的个性化、文化底蕴也得以体现。不断创作优秀作品是设计师不断进步的源泉。 设计不只是一个职业,更是一门学问,许多人毕其生追求其奥义——如何运用设计解决问题?通过设计让生活更多美好?好设计不仅能创造商业价值,更是推进社会成长的动力。汇桔网开设大设计专区,随你有十八般武艺,都能给你提供一个展示的舞台。

雷达系统建模与仿真报告模板.doc

设计报告一十种随机数的产生 一概述 . 概论论是在已知随机变量的情况下,研究随机变量的统计特性及其参量,而随机变量的仿真正好与此相反,是在已知随机变量的统计特性及其参数的情况下研究如何在计算机上产生服从给定统计特性和参数随机变量。 下面对雷达中常用的模型进行建模: 均匀分布 高斯分布 指数分布 广义指数分布 瑞利分布 广义瑞利分布 Swerling 分布 t分布 对数一正态分布 韦布尔分布 二随机分布模型的产生思想及建立 . 产生随机数最常用的是在(0,1) 区间内均匀分布的随机数,其他分布的随机数可利用均匀分布随机数来产生。 均匀分布 1>( 0, 1)区间的均匀分布: 用混合同余法产生(0,1)之间均匀分布的随机数,伪随机数通常是利用递推公式产生的,所用的混和同余法的递推公式为: x n 1 = x n +C(Mod m)

其中,C是非负整数。通过适当选取参数 C可以改善随机数的统计性质。一般取作小于 M的任意奇数正整数,最好使其与模 M互素。其他参数的选择 (1)的选取与计算机的字长有关。 (2) x(1) 一般取为奇数。 用Matlab 来实现,编程语言用 Matlab 语言,可以用 hist 数的直方图(即统计理论概率分布的一个样本的概率密度函数) 函数画出产生随机,直观地看出产 生随机数的有效程度。其产生程序如下: c=3;lamade=4*200+1; x(1)=11; M=2^36; for i=2:1:10000; x(i)=mod(lamade*x(i-1)+c,M); end; x=x./M; hist(x,10); mean(x) var(x) 运行结果如下: 均值 =方差= 2> (a,b )区间的均匀分布: 利用已产生的( 0,1)均匀分布随机数的基础上采用变换法直接产生(a,b)均匀分布的随机数。 其概率密度函数如下: 1 p( x) b a a x b 0 x a, x b 其产生程序如下: c=3;lamade=4*201+1; a=6;b=10; x(1)=11;M=2^36; for i=2:1:10000; x(i)=mod(lamade*x(i-1)+c,M);

智能雷达光电探测监视系统单点基本方案

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智能雷达光电探测监视系统单点基本方案
一、 系统概述
根据监控需求: 岸基对海 3~10 公里范围内主要大小批量目标; 主动雷达光电探测和识别; 多目标闯入和离去自动报警智能职守; 系统接入指挥中心进行远程监控管理; 目标海图显示管理; 系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱 散、同时自动生成事件报告记录,可以实现事故发生后的事件追溯,协助事故 调查。 1. 项目建设主要目的 ? 为监控区域安全提供综合性的早期预警信息; ? 通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。 2. 基本需求分析: 需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别 系统,系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视 频实时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等;同时后期系统需具
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备根据用户需求的功能完善二次开发能力。同时支持后续相关功能、扩点组 网应用需求。
根据需求和建设主要目的,选型国际同类技术先进水平,拥有相关技术 自主知识产权,具备二次技术深化开发的北京海兰信数据科技股份有限公司 (2001 年成立,2010 年国内创业板上市,股票代码:300065,致力于航海 智能化与海洋防务/信息化的国内唯一上市企业)的智能监视雷达光电系统。 该系统在国内外有众多海事相关成熟应用案例,熟悉国内海事、海监、海 警、渔政公务执法及救捞业务需求特点等。同时,该系统近期成功中标国内 近年来相关领域多套(20 套)雷达光电组网项目,充分说明该系统的技术领 先及成熟应用的市场广泛接受度。
3. 项目建成后的主要特点 ? 全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。该系统具备对多传感器信息 融合的能力,确保对探测范围内雷达信息源、光电、AIS、GPS 等设备信号源 进行有机的融合和整合。 ? 系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。任何目标物进入 雷达视距时,系统即开始进行监测。目标物触碰警报规则后,指挥室获得报 警信号,同时联动设备综合光电锁定警报目标,以便驱离。整个过程系统实 时记录、方便随时调用回放。
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室内空间设计的六要素

室内设计是建筑内部空间的环境设计,根据空间使用性质和所处环境,运用物质技术手段,创造出功能合理、舒适、美观、符合人的生理和心理要求的理想场所。功能、空间、界面、饰品、经济、文化为室内设计的六要素。 1、功能 功能至上是装修设计的根本,住宅本来就和人的关系最为密切,如何满足每个不同的用户的细节所需,是设计师们经常与客户沟通的一个重要环节。我们常说业主是第一设计师,一套缺少功能的设计方案只会给人华而不实的感觉,唯有把功能放在首位,才能满足每个不 同的用户的细节之需,使工作舒适、方便、更高的效率。 2、空间 围绕功能规划,使具有“凝固音乐的韵律美”,是设计的表现手法。空间设计是运用界定的各种手法进行室内形态的塑造,塑造室内形态的主要依据是现代人的物质需求和精神需求,以及技术的合理性。常见的空间形态有:封闭空间、虚拟空间、灰空间、母子空间、下沉空间、地台空间等。 3、界面

界面是建筑内部各表面的造型、色彩、用料的选择和处理。它包括墙面、顶面、地面以及相交部分的设计。设计师在做一套设计方案时常会给自己明确一个主题,就像一篇文章要有中心思想,使住宅建筑与室内装饰完美地结合,鲜明的节奏、变幻的色彩虚实的对比、点线面的和谐,设计师们就像谱写一曲百听不厌的乐章。 4、饰品 饰品就是陈设物,是当建筑室内设计完成,功能、空间、界面整合后的点睛之笔,给居室以生动之态、温馨气氛、陶冶性情、增强生活气息的良好效果。 5、经济 如何使业主在有限的投入下达到物超所值的效果是每个设计 师的职业准则。合理有机地事例各部分,达到诗意、韵味是设计的至高境界。 6、文化 充分表达并升华每个空间文化是设计的追求。每位业主的生活习惯,社会阅历,兴趣爱好,审美情趣都有所不同,家居的个性化,文化底蕴也得以体现。不断创造优秀作品是设计师不断进步的源泉。

雷达系统中杂波信号的建模与仿真

1.雷达系统中杂波信号的建模与仿真目的 雷达的基本工作原理是利用目标对雷达波的散射特性探测和识别目标。然而目标存在于周围的自然环境中,环境对雷达电磁波也会产生散射,从而对目标信号的检测产生干扰,这些干扰就称为雷达杂波。对雷达杂波的研究并通过相应的信号处理技术可以最大限度的压制杂波干扰,发挥雷达的工作性能。 雷达研制阶段的外场测试不仅耗费大量的人力、物力和财力,而且容易受大气状况影响,延长了研制周期。随着现代数字电子技术和仿真技术的发展,计算机仿真技术被广泛应用于包括雷达系统设计在内的科研生产的各个领域,在一定程度上可以替代外场测试,降低雷达研制的成本和周期。 长期以来,由于对杂波建模与仿真的应用己发展了多种杂波类型和多种建模与仿真方法。然而却缺少一个集合了各种典型杂波产生的成熟的软件包,雷达系统的研究人员在需要用到某一种杂波时,不得不亲自动手,从建立模型到计算机仿真,重复劳动,造成了大量的时间和人力的浪费。因此,建立一个雷达杂波库,就可以使得科研人员在用到杂波时无需重新编制程序,而直接从库中调用杂波生成模块,用来产生杂波数据或是用来构成雷达系统仿真模型,在节省时间和提高仿真效率上的效益是十分可观的。 从七十年代至今已经公布了很多杂波模型,其中有几类是公认的比较合适的模型。而且,杂波建模与仿真技术的发展己有三十多年的历史,己经有了一些比较成熟的理论和行之有效的方法,这就使得建立雷达杂波库具有可行性。 为了能够反映雷达信号处理机的真实性能,同时为改进信号处理方案提供理论依据,雷达杂波仿真模块输出的杂波模拟信号应该能够逼真的反映对象环境的散射环境。模拟杂波的一些重要散射特性影响着雷达对目标的检测和踉踪性能,比如模拟杂波的功率谱特性与雷达的动目标显示滤波器性能有关;模拟杂波的幅度起伏特性与雷达的恒虚警率检测处理性能有关。因此,杂波模拟方案的设计是雷达仿真设计中极其重要的内容,杂波模型的精确性、通用性和灵活性是衡量杂波产生模块的重要指标。 2.Simulink简介 Simulink是MATLAB最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和

激光雷达高速数据采集系统解决方案

激光雷达高速数据采集系统解决方案 0、引言 1、 当雷达探测到目标后, 可从回波中提取有关信息,如实现对目标的距离和空间角度定位,并由其距离和角度随时间变化的规律中得到目标位置的变化率,由此对目标实现跟踪; 雷达的测量如果能在一维或多维上有足够的分辨力, 则可得到目标尺寸和形状的信息; 采用不同的极化方法,可测量目标形状的对称性。雷达还可测定目标的表面粗糙度及介电特性等。接下来坤驰科技将为您具体介绍一下激光雷达在数据采集方面的研究。 1、雷达原理 目标标记: 目标在空间、陆地或海面上的位置, 可以用多种坐标系来表示。在雷达应用中, 测定目标坐标常采用极(球)坐标系统, 如图1.1所示。图中, 空间任一目标P所在位置可用下列三个坐标确定: 1、目标的斜距R; 2、方位角α;仰角β。 如需要知道目标的高度和水平距离, 那么利用圆柱坐标系统就比较方便。在这种系统中, 目标的位置由以下三个坐标来确定: 水平距离D,方位角α,高度H。 图1.1 用极(球)坐标系统表示目标位置

系统原理: 由雷达发射机产生的电磁能, 经收发开关后传输给天线, 再由天线将此电磁能定向辐射于大气中。电磁能在大气中以光速传播, 如果目标恰好位于定向天线的波束内, 则它将要截取一部分电磁能。目标将被截取的电磁能向各方向散射, 其中部分散射的能量朝向雷达接收方向。雷达天线搜集到这部分散射的电磁波后, 就经传输线和收发开关馈给接收机。接收机将这微弱信号放大并经信号处理后即可获取所需信息, 并将结果送至终端显示。 图1.2 雷达系统原理图 测量方法 1).目标斜距的测量 雷达工作时, 发射机经天线向空间发射一串重复周期一定的高频脉冲。如果在电磁波传播的途径上有目标存在, 那么雷达就可以接收到由目标反射回来的回波。由于回波信号往返于雷达与目标之间, 它将滞后于发射脉冲一个时间tr, 如图1.3所示。 我们知道电磁波的能量是以光速传播的, 设目标的距离为 R, 则传播的距离等于光速乘上时间间隔, 即2R=ct r 或 2 r ct R

雷达系统建模与仿真报告

设计报告一 十种随机数的产生 一 概述. 概论论是在已知随机变量的情况下,研究随机变量的统计特性及其参量,而随机变量的仿真正好与此相反,是在已知随机变量的统计特性及其参数的情况下研究如何在计算机上产生服从给定统计特性和参数随机变量。 下面对雷达中常用的模型进行建模: ● 均匀分布 ● 高斯分布 ● 指数分布 ● 广义指数分布 ● 瑞利分布 ● 广义瑞利分布 ● Swerling 分布 ● t 分布 ● 对数一正态分布 ● 韦布尔分布 二 随机分布模型的产生思想及建立. 产生随机数最常用的是在(0,1)区间内均匀分布的随机数,其他分布的随机数可利用均匀分布随机数来产生。 2.1 均匀分布 1>(0,1)区间的均匀分布: 用混合同余法产生 (0,1)之间均匀分布的随机数,伪随机数通常是利用递推公式产生的,所用的混和同余法的递推公式为: 1 n x =n x +C (Mod m )

其中,C是非负整数。通过适当选取参数C可以改善随机数的统计性质。一般取作小于M的任意奇数正整数,最好使其与模M互素。其他参数的选择 (1) 的选取与计算机的字长有关。 (2) x(1)一般取为奇数。 用Matlab来实现,编程语言用Matlab语言,可以用 hist 函数画出产生随机数的直方图(即统计理论概率分布的一个样本的概率密度函数),直观地看出产生随机数的有效程度。其产生程序如下: c=3;lamade=4*200+1; x(1)=11; M=2^36; for i=2:1:10000; x(i)=mod(lamade*x(i-1)+c,M); end; x=x./M; hist(x,10); mean(x) var(x) 运行结果如下: 均值 = 0.4948 方差 = 0.0840 2> (a,b)区间的均匀分布: 利用已产生的(0,1)均匀分布随机数的基础上采用变换法直接产生(a,b)

多雷达数据融合成像

多雷达数据融合成像 硕士论文多雷达数据融合成像摘要00删04枷舢删 咖嘲蜊嘣Y2276135多雷达数据融合成像是 一种新兴的雷达成像技术,在军事上有着非常重要的作用。它可以在现有的硬件基础上,综合多部雷达的回波信号,然后运用数据相干融合的思想获得超宽带和大相干积累角 度的雷达回波信号,最终得到比单雷达成像技术更高分辨率的雷达图像。本文主要分三部分来介绍多雷达数据融合成像技术:第一部分主要介绍了多雷达数据融合成像的理论基础,包括目标的电磁散射模型的建立、模型参数的估计、多频带雷达数据相干配准、逆合成孔径雷达成像模型及逆投影法成像算法。第二部分研究了同视角多频带雷达数据融合成像技术。针对观测频带有重叠的情况,提出了基于重叠回波信号的相干配准方法;对于稀疏多子带观测的情况,必须首先对己知的两段雷达数据分别建立电磁散射模型, 然后提出基于信号模型的相干配准方法,利用相干配准后的两段数据共同建立全局信号模型,并用来填补频带上的空缺数据:最后研究了噪声对两种情况数据融合成像结果的影响。第三部分研究了多视角多频带雷达数据融合成像技术。首先给出了目标散射场的二维指数和模型,然后将极坐标空间的雷达回波数据重采样到直角坐标空间下的均匀

矩形网格上,接着利用二维root.MuSIC算法结合线性最小二乘法估计出二维指数和模型的极点和幅度系数,通过设定阈值的方法完成极点的配对,最后算例仿真验证了算法的正确性。关键词:多雷达数据融合成像,相干配准,指数和模型,逆合成孔径雷达,求根多重信号分类,分辨率 AbstI砌硕士论文AbstractMulti-radardata如sionandimagingisanewtecllllique,whichplaysaVe可importantroleinⅡ1emilitarv.ncombinesmulti—radarsignalsandmenusesdata如siontheorytoobtainul打a-widebaIldand1argercoherent accumulationanglebaSedontlleexistinghardware.Finallyitobtajnshi曲erresolutionradarimagethant11esingleradarimagingteclllliqu

多目标跟踪雷达

多目标跟踪雷达 GE GROUP system office room 【GEIHUA16H-GEIHUA GEIHUA8Q8-

多目标跟踪雷达 路口存在检测方案 采用多维式扫描雷达天线和先进DSP跟踪算法,对路口单方面向最少四车道、最多八车道的车辆进行精准的存在检测或感应检测,同时还能提供精准的单车及时测度、车辆位置信息以及停止线的车流量、平均速度和占有率等交通刘统计数据。路段多功能检测,能对横向四车道八车道、纵向160米范围的大视域内车辆进行实时检测。跟踪区域内所有车辆的行为轨迹、真实量化还原路况状态,提供精准的单车即时时速度、车辆位置、车型信息,同时提供精准的断面的车流量平均车速和占有率等交通流统计数据,以及对区域内多种异常事件及时报警,为交通诱导系统和交通事件检测系统提供数据支撑,

随着城市车辆快速增长,路口的管理压力越来越大,配套的信号控制系统、交通诱导、交通仿真系统等对数据的要求也越来越高。而路口车辆存在信息是实现高效、稳定信号控制的基本要求,也是现阶段国内外主流交通信号控制系统应用最为成熟的数据模型之一。因此,交叉路口的车辆存在信息就显的尤为重要。 城市路口车辆存在检测系统通过建立覆盖路口特定位置的采集点位,配备前端感知检测,实时吧存在信息传送之信号机控制及系统,对路口信号配时,优化提供支撑。同时,公安交通管理部门可以根据车流量历史统计数据、分析路口车辆运行规律,针对性制定控制管理策略。 需求说明: 城市路口存在检测系统,主要完成路口停车线、或特定断面的车辆存在信息采集,可以及时掌握路口特定位置车流量状态,为信号机控制、交通诱导等系统提供数据支撑。 1、在城市重要路口设立和完善的存在检测点、检测各方的车流量信息。 2、建立城市的数据传输、应用接口模块。实现无缝对接信号机控制系统。 3、用户可以通过实时数据库、以及客户端管理进行查看每个路口车辆存在信息、车流量、占有率等,可以连续24时实时检测。 4、具备数据存储功能。可以作为路口管理的数据支撑。 系统说明:

地面雷达数据处理系统设计

地面雷达数据处理系统设计 摘要:针对目前地面雷达数据处理中存在的目标多,机动性强,地面杂波强,虚警率高等问题,采用并设计了解速度模糊、点迹凝聚、航迹处理等算法,结合软件编程技术,对信号处理后的数据进行综合处理,经过雷达外场鉴定试验测试,数据处理使雷达的发现概率、虚警率、方位距离精度、速度分辨力等指标各提高了约十个百分点。 0 引言 数据处理作为雷达系统的一个重要组成部分,可以看成是雷达信号处理的后处理过程,可以对信号处理后的数据进行筛选,并且从零星探测的小目标进行综合分析,消除由杂波、虚假目标、干扰目标、诱饵目标等造成的虚假检测,提高对目标的发现概率,降低虚警率,对目标建立航迹,并预测目标运动方向、位置的后果,其精度和可靠性都高于雷达的一次观测,改善雷达信号处理结果,使雷达的使用价值和性能得以提高。 早期的雷达数据处理方法有最小二乘法、现代滤波理论、Kalman滤波、机动目标跟踪方法等。目前对雷达数据处理的研究,特别是航迹处理部分,大多都是对付空中目标和海上目标的,这样的目标机动性不强,背景简单,容易预测航迹。而地面目标具有强机动性、情况复杂、目标种类繁多、同一范围内目标遮挡等环境干扰因素较多,这些对目标的检测、归并、凝聚、建航都提出了高的要求。需要对以前在航空和航海领域应用较多的航迹处理方法进行发展和完善,发展出适合强机动目标的改良算法。 随着信息技术的发展,雷达数据处理的研究有以下几个发展方向:弱小目标的自动跟踪,可利用帧间滤波、检测前跟踪和先进算法来提升自动跟踪性能;高速计算与并行处理;多传感器信息融合与控制一体化;搜索、跟踪、引导、识别与指挥一体化。 1 数据处理的系统设计 雷达数据处理采用计算机作为载体,通过编写数据处理软件来实现,计算机能够非常灵活地完成各种类型的数据处理工作;数据处理的软件化也能使整个雷达系统的兼容性和可扩展性更强,功能更完善,界面更友好。 数据处理软件完成的功能主要包括:采集数据(信号处理的目标数据、定北数据、定位数据),对信号处理后的目标数据进行格式转换、点迹凝聚等优选目标数据后形成更加准确、精确的目标点迹数据;对点迹数据进行航迹处理后形成目标的航迹;把处理后的目标点迹、航迹数据进行输出。数据处理功能。 在研究和参考已有雷达数据处理算法的基础上,对模拟目标数据、同类型其他雷达试验中录取的实际目标数据进行了仿真处理,根据处理结果,对已有算法进行修改完善,以适用本雷达技术特点和指标的要求。 2 点迹形成的算法设计 由于雷达波束在连续扫描时,波束波瓣有一定宽度,至少有好几个脉冲连续扫到目标,每个脉冲都对应一个方位值,同一目标被捕捉到多次,多次捕获目标时的方位值都不同,这就造成了方位角的分裂程度较大。因此需要把一次扫描中同一目标的多个点迹凝聚成一个点迹。先在距离上进行凝聚,得到水平波瓣内不同方位上的距离值;再在方位上凝聚,可获得惟一方位估计值;然后把距离值进行线性内插获得惟一的距离估计值。 (1)同一目标在距离上的凝聚处理,需将在距离上连续或间隔一个量化单元的点迹按照式(1)求取质心,将质心作为目标点迹的距离估计值: 式中:n为目标的点迹个数;Ri,Vi分别为第i个目标点迹的距离和回波幅度值。 (2)同一目标在方位上的凝聚处理,需将在方位上相邻的点迹按照式(2)求取质心,将质心作

智能雷达光电探测监视系统单点基本方案

智能雷达光电探测监视系统单点基本方案 一、系统概述 根据监控需求: 岸基对海3~10公里围主要大小批量目标; 主动雷达光电探测和识别; 多目标闯入和离去自动报警智能职守; 系统接入指挥中心进行远程监控管理; 目标海图显示管理; 系统能够自动发现可疑目标、跟踪锁定侵入目标、根据设定条件进行驱散、同时自动生成事件报告记录,可以实现事故发生后的事件追溯,协助事故调查。 1. 项目建设主要目的 ?为监控区域安全提供综合性的早期预警信息; ?通过综合化监测提高处置和应对紧急突发事件的指挥能力。 2. 基本需求分析: 需配置全自动、全量程具备远距离小目标智能雷达探测监视和光电识别系统,系统具备多目标自动持续稳定跟踪、多种智能报警功能、支持雷达视频实时存储、支持留查取证的雷达视频联动回放功能等;同时后期系统需具备根据用户需求的功能完善二次开发能力。同时支持后续相关功能、扩点组网应用需求。 根据需求和建设主要目的,选型国际同类技术先进水平,拥有相关技术自主知识产权,具备二次技术深化开发的海兰信数据科技股份(2001年成立,2010年国创业板上市,股票代码:300065,致力于航海智能化与海洋防务/信息化的国唯一上市企业)的智能监视雷达光电系统。该系统在国外有众多海事相关成熟应用案例,熟悉国海事、海监、海警、渔政公务执法及救捞业务需

求特点等。同时,该系统近期成功中标国近年来相关领域多套(20套)雷达光电组网项目,充分说明该系统的技术领先及成熟应用的市场广泛接受度。 3. 项目建成后的主要特点 ?全天候、全覆盖、全自动的立体化监控。该系统具备对多传感器信息融合的能力,确保对探测围雷达信息源、光电、AIS、GPS等设备信号源进行有机的融合和整合。 ?系统具备了预警、报警、实时录取回放的综合功能。任何目标物进入雷达视距时,系统即开始进行监测。目标物触碰警报规则后,指挥室获得报警信号,同时联动设备综合光电锁定警报目标,以便驱离。整个过程系统实时记录、方便随时调用回放。 ?系统技术水平国领先。该系统中创新地采用了国际先进的“先跟踪后探测”算法技术对目标进行探测和跟踪,保证了在严苛条件下满足对目标地探测与持续跟踪能力。 ?该系统采用先进的设计思想,开放灵活的系统网络架构,能够根据需求进行不同的组合和配置,系统可扩展性强。 ?维护便捷,由于采用网络架构,获得用户授权后能连接到用户网络,可以远程支援维修维护系统,从而提高维护效率,减少维护成本。 ?可靠性高,充分适应不同的海洋环境。 二、系统设备清单

室内空间设计要素

随着人类社会生活的进步,人们需要新的生活内容来满足日益增长的物质与精神需求,家庭居室装修也是人们实际生活的一部分,而室内设计对家庭居室装修有着总领和引导的作用。创造具有文化价值的生活环境是现代室内设计的出发点。因此,优秀的室内设计师必须了解社会、了解时代,应对现代人类生活环境及其文化艺术的发展趋势有一个总体认识。 任何时代的设计都带有明显的社会时代特征。我们看待西方现代城市化社会的特点大致可以归纳为:功能化、巨大化和情报化。这也是当前世界各国城市发展的趋势。功能化:高速、高效率的现代城市生活以大量使用汽车为特征。汽车社会的出现,在城市中夺走了人们的步行空间,养活了人的活动机会,没有给人们提供有限的步行环境和悠闲的活动交流机会。 巨大化:高层、超高层建筑的出现与发展,占据了城市中一个又一个巨大空间,也扩大了建筑与人的尺度差。高大的楼群使人们感到窒息、压抑。当前的弥补办法是在高层建筑群之间整修开设广场和休息区段,以及设置人际交流服务设施等等,以期减轻压抑感,窒息感,提供有限的人的活动空间。 情报化:信息时代的到来,信息、情报传递即时、快速,城市信息传递装置的发达,使生活在城市中的人们感到既紧张又必要。情报信息装置破坏环境,造成对人的视觉污染是现代城市环境设计的难题之一。在城市商业竞争日益激烈发展的情况下,尽管不少大城市的管理部门对广告宣传和信息传递装置的设置有种种规定和限制,但仍挡不住危害日益严重的视觉污染的泛滥。 随着生活方式向着现代化、多样化的转变,我国也应该探索自己的发展道路,走出一条物质文明、精神文明并重,创造具有高文化价值的人类生活环境道路,这是我国现代室内设计的指导思想。 随着人们对室内的生活质量的关注,其实也是建立在我国住宅产业改革的基础之上,住宅产业的发展,对室内的构成和制作技术带来巨大的变革,与此同时,对室内的规划也产生了很大的影响。从居住的状况的变化与对居住多样化的要求,在目前为止,属于比较矛盾的供求关系。住宅产业本身所期望的是把高度工业化的技术引进住宅生产中,然而实际上住宅却不能象汽车生产那样进行高批量化。住宅产业今后的发展方向,应该是介于手工作业与工业化生产之间,取其两者的伏点而综合发展。 每个地方有其固有的文化,建造符合其环境和地区文化的高质量住宅,需要创造提供优质住宅配件集合体的系统,这也有利于发展与地方产业密切相关的中小企业。 基于这种思维方法的住宅配件随着性能逐渐改良,种类增多,包括完整的一户住宅所需的大型配件在内,形成完整的内部装修系统。近年来的“居住空间产业”经过了上述的历程,综合吸取了设计和制造方面的要求而发展起来。 住宅正逐渐由量变到质变转化,所谓提高质量就是提高居住空间的功能性。由于居住空间的功能性是由室内部分所左右的,因此室内的充实自然就成为当前面临的问题。 如何理解室内与建筑的关系,如果把建筑当作“外衣”,室内则是“内衣”既与人的肌肤直接接触,又在“外衣”与肌体之间充分发挥着服饰的功能,因此,内衣“ ”比起“外衣”来需要更加细微的设计。换而言之,室内设计乃是从建筑内部把握空间,根据空间的使用性质和所处环境,运用物质技术及艺术手段,创造出功能合理、舒适美观、符合人的生理、心理要求,使使用者心情愉快,便于生活、工作、学习的理想场所的内部空间环境设计。具体到现代室内设计,则尖从以下几个要点进行探究与思考: 第一、现代室内设计审美意识的重心应从建筑空间转向时空环境(三度空间+时间=四度空间),以人为主体、强调人的参与与体验。 第二、现代室内设计的审美层次应从形式美感转向文化意识,从过去的为装饰而装饰或一般地创造气氛提高到对艺术风格、文化特色和美学价值的追求以及意境的创造。 第三、现代室内设计强调关系学与整体把握。室内环境设计是整合艺术。它的诸要素之间关系的协调与把握是至关重要的。它应是功能组合关系的把握、空间、形体、色彩以及虚实关系的把握,意境创造的把握以及与周围环境的关系协调。 第四、现代室内设计的创造手法为“一切皆为我用”。室内设计师又是艺术家,应当具有充分的想象力和造型能力,调动和使用各种艺术的、技术的手段,使设计达到最佳声、光、色、形的匹配效果,创造出理想的、值得人们

基于Simulink的脉冲多普勒雷达系统建模仿真

基于Simulink的脉冲多普勒雷达系统建模仿真 胡海莽1,杨万海 (西安电子科技大学电子工程学院,陕西 西安 710071) 摘要:利用计算机仿真技术的可控制性,可重复性,无破坏性,安全性,经济性等特点与优势对雷达电子对抗装备及其技术与战术运用等进行仿真与效能评估,是当前和未来雷达与电子对抗领域研究中的一种重要手段。本文的工作是建立一个基于Simulink的雷达系统仿真库,因为MATLAB的使用广泛性,因此基于其上的雷达系统仿真库较易推广。该雷达系统仿真库不仅可以协助设计雷达系统而且可以帮助学生学习雷达系统。 关键词:雷达;建模;仿真 Modeling and Simulation of PD Radar System Based on Simulink HU Hai-Mang, YANG Wan-Hai (Xidian Univ, Xi’an 710071, China) Abstract: The modeling and simulation of radar systems with system simulation tools make it possible to complete scheme reasoning and performance evaluation efficiently. This paper constructs some radar function blocks and models and simulates a pulse Doppler radar system based on Simulink5.0.The software is perfectly applied in the study of algorithms in radar signal processing and displays the system’s performance. Keywords: radar; modeling; simulation; Simulink; 1 引言 在雷达信号处理系统中系统级仿真占有极其重要的地位,经过系统级仿真能够保证产品在最高层次上的设计正确性。因为外场模拟真实战场复杂电磁环境是非常困难的,同时也耗资巨大。外场试验的次数有限,难以全面反映雷达系统在各种复杂环境下的性能,外场测试和设计修改使得试验周期长,并造成巨大浪费。 以往的工作多是基于EDA平台如SPW和SystemView,这些软件专业性很强,而且价格较贵,因此基于这些平台的雷达系统仿真库也较难推广。本文的工作是建立一个基于Simulink的雷达系统仿真库,因为MATLAB的广泛性使用,因此基于其上的雷达系统仿真库较易推广。该雷达系统仿真库不仅可以协助设计雷达系统而且可以帮助学生学习雷达系统。 Simulink是一种开放性的,用来模拟线性或非线性的以及连续或离散的或者两者混合的动态系统的强有力的系统级仿真工具。它是MATLAB的一个附加组件,用来提供一个系统级的建模与动态仿真工作平台。Simulink是用模块组合的方法来使用户能够快速、准确地创建动态系统的计算机模型的。另外,Simulink还提供一套图形动画的处理方法,使用户可以方便地观察到仿真的整个过程。 Simulink5.0在软硬件的接口方面有了长足的进步,Simulink已经可以很方便地进行实时的信号控制和处理、信息通信以及DSP的处理。仿真程序经过编译可以直接下载到DSP等硬件设备中去,使得从系统级仿真到硬件实现可以一气呵成。 本文的仿真基于MATLAB6.5及其所带的Simulink5.0。 2 脉冲多普勒雷达系统仿真 脉冲多普勒(PD)雷达是在动目标显示雷达基础上发展起来的一种新型雷达体制。这种雷达具 作者简介:胡海莽(1977-),男,江苏省淮安市人,现为西安电子科技大学电路与系统学科硕士研究生,研究方向为信息处理,系统仿真。

2.2雷达、雷达数据处理技术指标

1 雷达子系统设备技术指标 (1)雷达天线 天线类型:X波段波导开缝天线 天线尺寸:≥18ft 天线增益:≥35dB 水平波宽:≤0.45°(-3dB) 垂直波宽:≥10° 天线转速:20r/min(转速可编程) 极化方式:水平线极化 付瓣电平:≤-26dB(±10°内) ≤-30dB(±10°外) 驻波比:≤1.25 马达:有保护、有告警 电源:380V/220V±10%,50Hz±5% (2)雷达收发机 发射功率:25kw 发射频率:9375±30MHz 脉冲宽度:40ns~80ns/250ns~1000ns可调 脉宽误差:≤10ns 脉冲前沿宽度:≤20ns 脉冲后沿宽度:≤30ns 重复频率:400~5000Hz可调 噪声系数:≤4dB 中放带宽:3~20MHz与脉冲宽度自适应 对数中放范围:≥120dB 镜像抑制:≥18dB

扇形发射区数:4 扇形发射分辨力:1° (3)雷达维修终端 CPU:最新双核处理器,主频率≥3.0GHz,支持二级缓存,二级缓存≥2M,处理器数量≥2 内存:≥2GB,支持ECC内存纠错技术 内存磁盘:≥120GB,接口SATA,转速≥10000rpm 主板:CPU插座与CPU匹配 内存插槽:≥3 外设接口:并口≥1,串口≥1,PS/2≥2,USB≥4显示器:液晶,17in,1280*1024 2

3雷达数据综合处理子系统设备技术指标 (1)雷达信号处理器 采样频率:≥60MHz 幅度量化:≥8bit 方位量化:≥8192 处理范围:≥30n mile(每个雷达站) 视频更新延迟时间:≤300ms 陆地掩膜单元:≤0.044° 杂波处理:相关处理、STC、CFAR及门限处理等(2)目标录取器 目标视频:数字视频(反映目标回波的大小、形状、幅度、运 动尾迹) 视频幅度:≥4bit 视频分辨力:≤3m(距离,最小值) ≤0.088°(方位,最小值) 标绘视频:计算目标的大小及轴向 最大模拟目标数:100个 (3)目标跟踪器 跟踪能力:≥700(动目标)+300(静目标) 跟踪性能:在跟踪目标航速≤70kn,跟踪目标加速度≤1kn/s, 跟踪目标转向率≤3o/s时,能保持稳定跟踪;在目 标航向和航速基本不变的情况下,当两个跟踪目标

室内空间的界面设计

理论课教案 Ⅰ、组织教学(1分钟):

了解学生考勤情况 Ⅱ、检查复习(3分钟): 室内空间的类型 Ⅲ、课题引入(1分钟): 上节课我们学习了室内空间设计的有关知识,从刚才的提问来看,大家基本上掌握了室内空间的类型,这样方便我们对不同空间作了解,为以后不同类型空间的具体运用作基础。 今天,我们接着讲解室内空间的界面设计—引入课题。 Ⅳ、讲授新课(35+45分钟): §3-1 室内空间界面的定义和设计要求 【引例】 北京国家大剧院中庭的空间界面设计以大理石等天然石材为主要材料,利用石材的天然纹理和颜色,将空间分割成不同区域和 不同层次;利用建筑特有的空间形态,营造出庄重且时尚的空间环 境。沿通道行进,空间界面层次的丰富变化使人目不暇接,在欣赏 艺术表演的同时,体会到空间的氛围(如下图) 一、定义 室内界面处理,是指对室内空间的各个围合面——地面、墙面、隔断、顶面等各界面的使用功能和特点的分析,界面的形状、材质、 肌理构成等方面的设计。

通过附加材料来达到装 饰目的的,我们称之为 “加法”设计 一些建筑物的结构构件 ( 如网架屋盖、混凝土柱 身、清水砖墙等 ) ,也可 以不加装饰,也作为界面 处理的手法之一

二、室内空间各界面的要求 (1)耐久性 (2)耐燃及防火性能。现代室内空间,特别是人员大量集聚的公共空间,严禁使用易燃的装饰材料,并避免使用燃烧时释放大量浓烟和有毒气体的材料。具体规定见国家标准《建筑内部装修设计防火规范》(GB 50222—95)。 (3)无毒。即界面材料散发的有毒气体及触摸时的有害物质低于核定剂量。如用于板材胶结材料中的甲醛是室内有害气体的主要来源,因此应严格控制。 (4)无害的核定放射剂量。如有些天然石材,具有一定的氡元素放射剂量。 (5)易于制作、安装和施工,便于更新。如扣板式的木地板,就具有可拆卸、重安装的特点。 (6)在建筑物理方面,界面还应具有保温隔热、隔音、防火、防水的作用。主要是按照各类功能空间的具体需要及相应的经济条件来进行考虑和选择。 (7)装饰及美观要求。 (8)相应的经济要求。构造简单、方便施工、经济合理。 三、室内空间各界面的功能特点 (1)地面要满足防滑、防水、防潮、防静电、耐磨、耐腐蚀、隔声、吸声、易清洁的功能要求。 (2)墙面要具有挡视线,较高的隔声、吸声、保暖、隔热

雷达数据处理

雷达数据处理-雷达数据处理 雷达数据处理-正文 *从一系列雷达测量值中,利用参数估值理论估计目标的位置、速度、加速度等运动参数;进行目标航迹处理;选择、跟踪目标;形成各种变换、校正、显示、报告或控制等数据;估计某些与目标形体、表面物理特性有关的参数等。早期的一些雷达,采用模拟式解算装置进行数据处理。现代雷达已采用数字计算机完成这些任务。 数据格式化雷达数据的原始形式是一些电的和非电的模拟量,经接收系统处理后在计算机的输入端已变成数字量。数字化的雷达数据以一定格式组成雷达数据字。雷达数据字可编成若干个字段,每一个字段指定接纳某个时刻测量到的雷达数据。雷达数据字是各种数据处理作业的原始量,编好后即送入计算机存储器内的指定位置。 校正雷达系统的失调会造成设备的非线性和不一致性,使雷达数据产生系统误差,影响目标参数的无偏估计。为保证高质量的雷达数据,预先把一批校正补偿数据存储于计算机中。雷达工作时,根据测量值或系统的状态用某种查表公式确定校正量的存储地址,再用插值法对测量值进行校正和补偿,以清除或减少雷达数据的系统误差。 坐标变换雷达数据是在以雷达天线为原点的球坐标系中测出的,如距离、方位角、仰角等。为了综合比较由不同雷达或测量设备得到的目标数据,往往需要先把这些球坐标数据变换到某个参考坐标系中。常用直角坐标系作为参考坐标系。另外,在球坐标系中观察到的目标速度、加速度等状态参数是一些视在几何分量的合成,不能代表目标在惯性空间的运动特征。若数据处理也在雷达球坐标系中进行,会由于视在角加速度和更高阶导数的存在使数据处理复杂化,或者产生较大的误差。适当选择坐标系,可以简化目标运动方程,提高处理效率或数据质量。 跟踪滤波器跟踪滤波器是雷达数据处理系统的核心。它根据雷达测量值实时估计当前的目标位置、速度等运动参数并推算出下一次观察时目标位置的预报值。这种预报值在跟踪雷达中用来检验下一次观测值的合理性;在搜索雷达中用于航迹相关处理。常用的跟踪滤波器有α-β滤波器、卡尔曼滤波器和维纳滤波器,可根据拥有的计算资源、被处理的目标数、目标的动态特性、雷达参数和处理系统的精度要求等条件选用。α-β滤波器的优点是算法简单,容易实现,对于非机动飞行的等速运动目标,位置估值和速度估值的平方误差最小,故可对等速运动目标进行最佳滤波。对于机动飞行的目标,由于α-β滤波器描述的目标运动模型与实际情况存在差异,会产生较大的误差。为此,广泛采用一种称为机动检测器的检测装置,以便在发现目标作机动飞行时能自动调整测量周期或修改α值和β值,使跟踪误差保持在允许的范围内。同α-β滤波器不同,卡尔曼滤波器中除装有稳态的目标轨迹模型外,还设有测量误差模型和目标轨迹的随机抖动模型。因此,它对时变和非时变的目标动态系统能作出最佳线性、最小方差的无偏估计。除目标状态的估计外,卡尔曼滤波器还能估计状态估值的误差协方差矩阵。利用误差协方差矩阵可以检测目标机动,调整滤波系数,实现对机动目标的自适应滤波。 目标航迹处理早期的搜索雷达由操作员从显示器上判定目标的存在,并逐次报出目标的位置。标图员根据报告的目标数据进行标图,并把图上的点顺序连接,形成目标航迹。这个过程称为目标航迹处理。现代雷达系统的航迹处理已无需人工处理,而主要由计算机来完成。利用计算机进行数据处理的搜索雷达,称为边跟踪边扫描雷达系统。雷达测量到的离散

雷达伺服电气控制系统建模与仿真文献综述

雷达伺服电气控制系统建模与仿真 1.前言 1.1雷达的概念 雷达的基本概念形成于20世纪初。但是直到第二次世界大战前后,雷达才得到迅速发展。早在20世纪初,欧洲和美国的一些科学家已知道电磁波被物体反射的现象。1922年,意大利G.马可尼发表了无线电波可能检测物体的论文。美国海军实验室发现用双基地连续波雷达能发觉在其间通过的船只。1925年,美国开始研制能测距的脉冲调制雷达,并首先用它来测量电离层的高度。30年代初,欧美一些国家开始研制探测飞机的脉冲调制雷达。1936年,美国研制出作用距离达40公里、分辨力为457米的探测飞机的脉冲雷达。1938年,英国已在邻近法国的本土海岸线上布设了一条观测敌方飞机的早期报警雷达链 1.2雷达伺服系统的提出 雷达伺服系统是雷达最重要的组成部分之一,对雷达伺服系统的研制是整个雷达系统中科技含量较高,技术难度较大,并具有很强技术创新的重点课题,本文从某着陆雷达伺服系统的工作原理出发,再结合现代机械原理中关于执行系统运动方案设计的一些特点和这些特点在对雷达伺服系统运动方案设计方面的应用,进行尝试性的探讨.旨在通过探讨能够达到并揭示在设计雷达伺服系统运动方案过程中,所遵循的次序和设计构思方面的规律性以高压液体作为驱动源的伺服系统。液压伺服系统是由液压动力机构和反馈机构组成的闭环控制系统?分为机械液压伺服系统和电气液 2.雷达伺服电气控制系统建模与仿真 2.1雷达赐福电气系统的环路设计介绍 雷达天线伺服机构是伺服系统的重要组成部分,在系统中,它既是一个被控对象又是一个反馈系统,是天线或者光学、电视及红外线跟踪装置的支撑和指向装置。当天线工作时,伺服机械机构中的驱动装置接受伺服系统执行元件的力矩传递,使天线和其他跟踪装置能够按照给定角速度及角加速度运动,准确指向目标。根据天线伺服系统反应快、运动迅速、精确度高的特点,对伺服机构结构形式和性能都有较高要求。

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