[发明专利]车载超宽带雷达前视成像系统

说明书

一种车载超宽带雷达前视成像系统，包括：雷达射频前端，包括天线、频综和开关电路，天线用于完成超宽带连续波信号的收发，频综包含发射机和接收机，开关电路用来完成多发多收分时操作；信息处理单元，包括信号处理机和数据处理机，信号处理机用来产生系统定时控制以及大带宽步进频信号并对雷达步进频回波信号进行采样，最终实现近场前视成像处理并将结果传输到数据处理机；数据处理机在图像域进行信号处理和检测算法检测，最终完成对正负障碍物和隐藏在叶簇等隐蔽物后的障碍物的检测和鉴别。本发明具有易实现、环境感测效果好、分辨力强等优点。

技术领域

本发明主要涉及到无人平台的环境感知技术领域，特指一种车载超宽带雷达前视成像系统。

背景技术

障碍探测是地面无人平台环境感知的基本要求，也是制约无人平台在各个领域应用时的主要应用瓶颈。传统的环境感知手段如光学、红外传感器以及激光雷达等，基本上获取的都是场景中材料的光反射率。与光电手段不同的是，雷达图像反映了前方场景的介电常数不连续性，障碍物与背景存在材料或表面上的不连续，在图像中表现为高亮。但是实际越野环境中障碍物的材料组成、尺寸大小、位置姿态等方面没有固定形式，且地面的丛生植被、粗糙土壤等也会形成较强和较大的反射，增大了障碍检测和识别的难度。即，在无人车辆行进过程中，特别是处于越野环境中，即路面状况比较复杂时，存在凹障碍和叶簇条件下，常规传感器如立体视觉、红外相机和激光雷达，都无法取得好的效果，野外环境下的凹障碍探测以及隐藏在叶簇下的凸障碍检测一直是无人行走平台面临的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种易实现、环境感测效果好、分辨力强的车载超宽带雷达前视成像系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种车载超宽带雷达前视成像系统，其包括：

雷达射频前端，包括天线、频综和开关电路，天线用于完成超宽带连续波信号的收发，频综包含发射机和接收机，开关电路用来完成多发多收分时操作；

信息处理单元，包括信号处理机和数据处理机，信号处理机用来产生系统定时控制以及大带宽步进频信号并对雷达步进频回波信号进行采样，最终实现近场前视成像处理并将结果传输到数据处理机；数据处理机在图像域进行信号处理和检测算法检测，最终完成对正负障碍物和隐藏在叶簇等隐蔽物后的障碍物的检测和鉴别。

作为本发明的进一步改进：所述信号处理机采用基带信号处理器，包括成像处理器和目标检测器，所述成像处理器包括信号采样单元及成像处理单元，所述采样单元完成对雷达去步进频回波信号进行采样并产生系统定时控制以及大带宽步进频信号；所述成像处理单元完成近场前视成像处理并将结果传输到数据处理机；所述目标检测器根据工作模式完成相应的信号处理流程。

作为本发明的进一步改进：所述天线为天线阵列，采用S波段无源天线，用于完成超宽带连续波信号的收发。

作为本发明的进一步改进：所述天线阵列根据前视成像的需要采用分裂孔径构型，接收天线等间距水平排列成接收线阵，发射天线位于接收天线两端侧。

作为本发明的进一步改进：所述开关电路包括发射开关和接收开关，用来实现多发多收分时操作。

作为本发明的进一步改进：所述频综中的发射机用来实现相参信号的输出，包括产生超宽带步进频本振信号，混频、放大功能；接收机用来实现下变频、AGC以及数字采样功能。

作为本发明的进一步改进：所述数据处理机采用图像数据处理模块，用来完成回波一次点迹凝聚并跟踪，完成对障碍物的鉴别；通过以太网与平台信息系统进行数据传输。

作为本发明的进一步改进：还包括中心控制模块，作为全系统的控制中枢，负责系统工作模式的工作参数解算，根据操控单元的命令，控制系统在相应的工作模式下工作，通过接口控制各个系统组成单元的同步，控制数据流的通道。