[发明专利]毫米波雷达的固定翼无人机防撞系统及防撞方法

说明书

毫米波雷达的固定翼无人机防撞系统及防撞方法，属于信号处理领域，为了解决毫米波雷达的固定翼无人机防撞问题，包括天线分系统、射频分系统、信号调理分系统、信号处理分系统；所述天线分系统形成雷达探测所需的发射和接收波束，并将发射信号向指定区域辐射，并接收指定区域内的目标散射回波信号；所述信号处理分系统，使信号调理分系统输出的四路I/Q中频信号，采集到AD采集通道中，并进行信号处理且输出。效果是：各分系统的组合，使得该系统可以在采集数据的基础上，获得多目标障碍物的距离、速度等参数，从而检测出多目标障碍物与无人机的碰撞可能。

技术领域

本发明属于信号处理领域，涉及一种毫米波雷达的固定翼无人机防撞系统及防撞方法。

背景技术

无人机就是无人驾驶飞机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。按应用领域，可分为军用与民用。

无人机的民用领域还可以细分为两大类：一类是行政部门，如气象、警用、测绘、环境保护、科学研究和灾害预防和管理等；一类是商用，如影视航拍、农林植保、电力能源巡检等。目前，我国无人机在政府部门已得到了广泛的应用，在商用领域也在加快推广。

美国消费电子协会数据显示，2015年全球民用无人机有望售出40万架，市场规模预计会比去年增长55％，达到1.3亿美元。而到2018年，预计全球无人机市场规模将会攀升到至少10亿美元，市场需求将会很快爆发。

民用无人机虽然当前国内市场规模并不大，但用途广泛，未来发展空间巨大。2013年国内民用无人机需求规模为0.5亿美元，预计未来10年我国民用无人机将保持20％以上的速度增长，至2022年无人机市场规模有望接近3亿美元。

无人机主要分为旋翼无人机和固定翼无人机。这两种无人机的飞行原理不同，所以各有各的特点。多旋翼无人机是依靠多个旋翼产生的升力来平衡飞行器的重力，让飞行器可以飞起来，通过改变每个旋翼的转速来控制飞行器的平稳和姿态。所以多旋翼飞行器可以悬停，在一定速度范围内以任意的速度飞行，基本上就是一个空中飞行的平台，可以在平台上加装传感器，相机等，甚至机械手之类的仪器，操作简单，经过简单的培训人人都可以操作。目前无人机旋翼公司主要有大疆，parrot等公司。

固定翼无人机靠螺旋桨或者涡轮发动机产生的推力作为飞机向前飞行的动力，主要的升力来自机翼与空气的相对运动。所以，固定翼飞机必须要有一定的无空气的相对速度才会有升力来飞行。因为这个原理，固定翼飞行器具有飞行速度快，比较经济，运载能力大的特点。固定翼的无人机也是非常有用的，在有大航程，高度的需求时，一般选择固定翼无人机，比如电力巡线，公路的监控等等。

固定翼飞机与旋翼机比较时既有优势也有劣势。固定翼飞机由于它们在没有电源的时有天然的滑翔能力，在空中面对驾驶与技术错误时更为宽容。固定翼飞机也有能力在低电量时带着更大载重飞到更远的距离。但是当需要精确的任务时，固定翼飞机就处于劣势了。由于它们必须要有空气流过它们的机翼来产生升力。这意味着它们必须保持向前运动，就是说它们不能像飞行器一样在一个地点上盘旋，因此不能提供一个精确的相机位置水平。所以，用于更长时间与更大载重的任务，一架固定翼是最好的选择。

无人机发展多年，如何让无人机感知距离，回避障碍，一直都是个很大的难题。国外相关机构统计，每10000h飞行中，直升机平均会发生10次事故，各类事故中，因与低空飞行时的障碍物相撞而引起的事故比例约占35％，已经远远超过其他事故原因。威胁无人机室外低空飞行安全的物体主要有树木等自然物体以及电力线、电线杆、建筑物等人造物体，其中，由于电力线体积小，难以用肉眼发现，对无人机的飞行安全危害最大。