基于遗传算法的船用雷达标绘功能优化仿真

1

作者 梁民仓 王胜正 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第21期138-142,共5页

为了解决雷达人工标绘耗时、难以数字化且非最优问题以及“试操船”功能依赖于操作人员主观调参以动态确定避碰方案的不确定性和非最优性且无法提供复航时机的问题,提出一种可行的多变量、单目标优化方法。基于雷达现有ARPA功能提供的... 为了解决雷达人工标绘耗时、难以数字化且非最优问题以及“试操船”功能依赖于操作人员主观调参以动态确定避碰方案的不确定性和非最优性且无法提供复航时机的问题,提出一种可行的多变量、单目标优化方法。基于雷达现有ARPA功能提供的目标运动要素及碰撞参数(DCPA和TCPA),以延迟时间、避让航向和时间、复航航向和时间为优化对象,以船舶绕航距离最短为优化目标,考虑避碰规则要求和基于标绘原理构建约束条件,建立雷达自动标绘功能优化模型,利用遗传算法完成模型求解并进行仿真实验验证。实验结果表明,建立的优化模型在对遇、交叉相遇和追越等局面下均可生成最优标绘避让方案。该方法建立了人工标绘原理的优化模型,实现自动试操船(即雷达全自动标绘)功能,可应用于雷达模拟器及真机,有效完善其依靠目标跟踪和试操船进行辅助避碰的功能,对使用雷达进行避碰操作具有一定的指导意义,同时可用于船舶避碰路径规划、辅助船舶自主避碰策略的制定。 展开更多

关键词 雷达自动标绘 避碰方案 遗传算法 模拟器

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浅谈直升机防撞雷达现状与技术发展 被引量：1

2

作者 王士龙 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2024年第5期9-12,共4页

直升机在低空执行运输、救援、森林防火等任务时,地形、烟囱和电力线等静止障碍物会对直升机的飞行安全带来威胁,而机载防撞雷达是一种有效探测这些障碍物的设备,它能够为处于复杂低空飞行环境的直升机快速提供障碍物的精确距离、方位... 直升机在低空执行运输、救援、森林防火等任务时,地形、烟囱和电力线等静止障碍物会对直升机的飞行安全带来威胁,而机载防撞雷达是一种有效探测这些障碍物的设备,它能够为处于复杂低空飞行环境的直升机快速提供障碍物的精确距离、方位等位置信息,支撑飞行员动态规划和调整飞行航线以在恶劣的低空环境中安全飞行,从而有效提高直升机的任务出勤率,在提升直升机低空生存能力中发挥着重要的作用。文中从讨论直升机低空安全飞行的迫切需求出发,提出直升机防撞雷达的主要能力要求,简述了我国直升机防撞雷达的应用情况,并根据工程经验,总结了防撞雷达的装机设计技术难点,探讨了直升机防撞探测技术的发展趋势。 展开更多

关键词 直升机防撞雷达 能力需求 应用现状 技术难点 防撞技术发展

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编码步进调频连续波信号在汽车防撞雷达中的应用 被引量：21

3

作者 张建辉 刘国岁 +1 位作者 顾红 苏卫民 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第7期943-946,共4页

本文提出了一种用于毫米波汽车防撞雷达的编码步进调频连续波信号 .这种新的发射信号具有距离高分辨率特性和良好的抗干扰能力 .本文还提出了一种用于多目标环境中的试凑逼近检测算法并通过计算机仿真证明了该算法可以有效地去除虚警 .... 本文提出了一种用于毫米波汽车防撞雷达的编码步进调频连续波信号 .这种新的发射信号具有距离高分辨率特性和良好的抗干扰能力 .本文还提出了一种用于多目标环境中的试凑逼近检测算法并通过计算机仿真证明了该算法可以有效地去除虚警 .最后 ,对信号波形的优化进行了研究并给出了仿真结果 . 展开更多

关键词 汽车防撞雷达 编码步进调频连续波 多目标检测 波形优化

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二极管泵浦固体激光雷达技术及其应用 被引量：11

4

作者 赵远 蔡喜平 +1 位作者 刘剑波 陈锺贤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期47-50,共4页

二极管泵浦固体激光雷达是最近几年成像激光雷达发展的重点 ,它采用高重复频率、高峰值功率的二极管泵浦固体激光器、高灵敏度的雪崩二极管探测器 ,其主要优点是体积小、价格低 ,可用扫描成像或非扫描成像 ,探测大多采用直接探测体制 ,... 二极管泵浦固体激光雷达是最近几年成像激光雷达发展的重点 ,它采用高重复频率、高峰值功率的二极管泵浦固体激光器、高灵敏度的雪崩二极管探测器 ,其主要优点是体积小、价格低 ,可用扫描成像或非扫描成像 ,探测大多采用直接探测体制 ,在军事和国民经济中都有着广阔应用前景。文中简要介绍了二极管泵浦固体激光雷达的研究及其在军事中的应用 ,包括精确制导、风速测量和直升机防撞等。以几种典型激光雷达为例 。 展开更多

关键词 固体激光雷达 二极管泵浦 成像激光雷达

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基于DSP的汽车防撞雷达系统的实现 被引量：6

5

作者 陈海宁 陈照章 +1 位作者 梁品 姜子晴 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2009年第3期84-86,共3页

讨论了一种基于TMS320VC5402 DSP芯片的汽车防撞雷达系统,阐述了系统的工作原理、硬件结构和软件流程,该系统以毫米波雷达作为前端数据收发模块,定点DSP芯片为数据处理核心,采用混合语言编程及LMS算法,有效地提高了系统的运算速度与探... 讨论了一种基于TMS320VC5402 DSP芯片的汽车防撞雷达系统,阐述了系统的工作原理、硬件结构和软件流程,该系统以毫米波雷达作为前端数据收发模块,定点DSP芯片为数据处理核心,采用混合语言编程及LMS算法,有效地提高了系统的运算速度与探测精度,及时准确地发现道路前方潜在的危险目标并进行报警。实验数据表明:该系统工作稳定可靠,可以有效降低交通事故发生率,满足汽车防撞雷达系统的实时性准确性要求。 展开更多

关键词 DSP 汽车防撞 毫米波雷达

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FMCW雷达系统的双模方向判断模块研究 被引量：12

6

作者 戚昊琛 胡智文 张鉴 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2014年第5期486-492,共7页

方向判断模块是雷达防撞系统中的一个重要功能模块。为实现该模块,完成了对差频信号频率及相位与目标运动方向关系的理论推导,得到并验证了频率及相位与目标靠近或远离关系的2种判定法则。利用这2种法则,设计了基于频率和相位变化判断... 方向判断模块是雷达防撞系统中的一个重要功能模块。为实现该模块,完成了对差频信号频率及相位与目标运动方向关系的理论推导,得到并验证了频率及相位与目标靠近或远离关系的2种判定法则。利用这2种法则,设计了基于频率和相位变化判断目标运动方向的双模判断模块。该模块集成了2种模式的方向判断电路,连接计频器得到用于DSP计算的频率,并利用光电报警器直观显示目标的运动方向,可极大地提高方向判断的准确性。对电路的模拟结果验证了利用双模理论实现方向判断模块设计的可行性。 展开更多

关键词 FMCW 雷达防撞系统 方向判断 电路模块

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一种车载毫米波列车防撞雷达系统研究 被引量：10

7

作者 刘海波 盛蒙蒙 杨晓倩 《雷达学报（中英文）》 CSCD 2013年第2期234-238,共5页

列车防撞雷达是保障铁路行车安全的一种重要设备,该文针对列车防撞应用需求中的低成本实现目标方位角度高精度测量难题,采用了基于开关切换的数字阵列天线和频率步进高分辨波形设计方法,分析了收发天线的天线方向图和频率步进合成宽带... 列车防撞雷达是保障铁路行车安全的一种重要设备,该文针对列车防撞应用需求中的低成本实现目标方位角度高精度测量难题,采用了基于开关切换的数字阵列天线和频率步进高分辨波形设计方法,分析了收发天线的天线方向图和频率步进合成宽带信号幅相误差补偿问题,并构建了一种低成本车载毫米波防撞雷达系统,进行了原理样机外场实验。实验结果表明该样机系统达到了较高的距离分辨率和角度测量精度,可有效分辨铁轨内外目标。 展开更多

关键词 列车防撞雷达 数字阵列 频率步进信号

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基于ITS的行车安全辅助系统 被引量：8

8

作者 李克强 王跃建 高锋 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2005年第4期294-297,共4页

采用4阶Kalman滤波和χ2检验方法对雷达原始信号进行处理,开发车载扫描式激光雷达探测系统.基于40名驾驶员试验数据,建立驾驶员主观安全距离模型.在考虑驾驶员操作特性和车辆动力学特性基础上,采用分层控制的结构设计安全车距保持控制器... 采用4阶Kalman滤波和χ2检验方法对雷达原始信号进行处理,开发车载扫描式激光雷达探测系统.基于40名驾驶员试验数据,建立驾驶员主观安全距离模型.在考虑驾驶员操作特性和车辆动力学特性基础上,采用分层控制的结构设计安全车距保持控制器.在上述基础上开发行车安全辅助系统.该系统具有安全车距保持、自动起停和前向主动避撞的功能,其稳态距离误差小于1m,稳态速度误差小于1·5m/s. 展开更多

关键词 汽车 驾驶辅助系统 ITS 主动安全 安全车距保持系统

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基于LabVIEW的汽车防撞报警系统的设计 被引量：8

9

作者 张大彪 于化龙 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第21期54-56,63,共4页

针对交通安全问题,设计了一种基于虚拟仪器的汽车防碰撞报警系统。给出了系统硬件、软件的设计方法和主要实验数据。该系统采用LabVIEW7.0编程,配合FMCW雷达传感器和高性能数据采集卡,可实现对前方车辆距离、速度的动态监测,当预见到有... 针对交通安全问题,设计了一种基于虚拟仪器的汽车防碰撞报警系统。给出了系统硬件、软件的设计方法和主要实验数据。该系统采用LabVIEW7.0编程,配合FMCW雷达传感器和高性能数据采集卡,可实现对前方车辆距离、速度的动态监测,当预见到有碰撞危险时,自动发出警示信息,帮助驾驶员及时刹车,避免碰撞事故发生。实测结果证明了系统的有效性。 展开更多

关键词 汽车防撞 虚拟仪器 FMCW雷达 数据采集 报警

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基于毫米波雷达和机器视觉的夜间前方车辆检测 被引量：17

10

作者 金立生 程蕾 成波 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2016年第2期167-174,共8页

为研究夜间追尾事故中本车智能防撞预警方法,提出了一种基于毫米波雷达和机器视觉的前方车辆检测方法。利用多传感器融合数据,检测前方车辆的距离、速度等。建立传感器之间转换关系,转换雷达目标的世界坐标到图像坐标。在图像上形成感... 为研究夜间追尾事故中本车智能防撞预警方法,提出了一种基于毫米波雷达和机器视觉的前方车辆检测方法。利用多传感器融合数据,检测前方车辆的距离、速度等。建立传感器之间转换关系,转换雷达目标的世界坐标到图像坐标。在图像上形成感兴趣区域,利用图像处理方法减少干扰点,运用Dempster-Shafer(D-S)证据理论,融合特征信息,得到总的信任度值检验感兴趣区域内的车辆。实验采集多段夜间道路行车视频数据,统计实现尾灯识别的帧数,与主观判断进行比较。结果表明:该方法能够实现对夜间前方车辆的检测和定位。 展开更多

关键词 车辆主动安全 智能防撞预警 夜间前方车辆检测 毫米波雷达 机器视觉 数据融合 动态感兴趣区域

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一种人工神经网络算法在汽车防撞雷达中的应用 被引量：3

11

作者 杜小丹 羊裔高 杜雨洺 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2005年第11期154-156,共3页

将人工神经网络的方法用于汽车防撞雷达中的信号处理,该方法基于自相关矩阵分解,通过对Hopfield神经网络能量函数变换,将分解问题转化为一个简单的迭代问题来求解。该方法可用来替代传统的FFT方法,以实现对目标距离的超分辨提取。通过... 将人工神经网络的方法用于汽车防撞雷达中的信号处理,该方法基于自相关矩阵分解,通过对Hopfield神经网络能量函数变换,将分解问题转化为一个简单的迭代问题来求解。该方法可用来替代传统的FFT方法,以实现对目标距离的超分辨提取。通过计算机仿真和硬件系统的实际测试研究了它的性能,并与AR算法、MU-SIC算法进行了比较,结果表明该方法具有更好的信噪比和分辨性能。 展开更多

关键词 汽车防撞雷达 LFMCW HOPFIELD 人工神经网络

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LFMCW车载防撞雷达信号处理模块研究 被引量：8

12

作者 严鑫 黄永明 +1 位作者 王海明 张铖 《雷达科学与技术》 北大核心 2016年第5期498-504,共7页

针对LFMCW车载防撞雷达系统,设计了一种低复杂度的信号处理模块,该模块由预处理、恒虚警(CFAR)检测和多目标配对等子模块组成,能够实现目标检测与参数估计功能。由于系统硬件限制,多个天线不能同时发射信号,因此该系统通过时间分集发射... 针对LFMCW车载防撞雷达系统,设计了一种低复杂度的信号处理模块,该模块由预处理、恒虚警(CFAR)检测和多目标配对等子模块组成,能够实现目标检测与参数估计功能。由于系统硬件限制,多个天线不能同时发射信号,因此该系统通过时间分集发射信号。在预处理阶段,通过相位校准将接收的不同发射天线的目标回波信号合成一个具有更大孔径的等效虚拟接收阵列信号,获得更高的波束形成增益和测角精度,并对虚拟接收阵列信号采用数字波束形成技术形成窄波束接收以抑制杂波干扰信号。在CFAR检测中,提出了一种能够自适应改变噪声电平估计样本的改进CFAR算法以有效减小目标遮蔽效应并提高检测概率。针对多目标配对问题,提出了一种利用先验信息压缩匹配空间的多步配对算法,能够有效去除虚假目标,并降低配对复杂度。仿真结果表明,该模块目标检测成功率较高,且能够对速度、距离以及角度进行有效估计。 展开更多

关键词 车载防撞雷达 虚拟接收阵列 波束形成 恒虚警检测 多目标配对

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基于SSR和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统设计 被引量：3

13

作者 彭良福 林云松 黄勤珍 《电讯技术》 北大核心 2012年第5期609-614,共6页

由于设备性能的限制,民航飞机目前使用的机载防撞系统TCASⅡ不能适用于编队飞行防撞。为了解决飞机编队飞行防撞以及与民航飞机TCASⅡ兼容的问题,给出了一种基于二次雷达(SSR)和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统的设计方案。该方案采用... 由于设备性能的限制,民航飞机目前使用的机载防撞系统TCASⅡ不能适用于编队飞行防撞。为了解决飞机编队飞行防撞以及与民航飞机TCASⅡ兼容的问题,给出了一种基于二次雷达(SSR)和ADS-B混合监视的机载编队防撞系统的设计方案。该方案采用了TCAS主动监视和被动监视相结合的方法,利用唯一的24位S模式地址来识别和归类目标飞机,将TCAS的监视数据和ADS-B的监视数据进行数据融合来完成对目标飞机的监视和跟踪。通过将大型编队划分为多个编队单元的方法,由长机负责保持各个编队单元之间的安全间距。采用收发器将长机产生的位置保持和碰撞避免的操纵指令通过高频数据链路传送给各个编队单元,各个编队成员按照操纵指令调整自己飞机的位置,完成对整个编队的位置保持和碰撞避免的集中控制和分散执行。该方案可以为机载编队防撞系统的设计和实现提供参考和帮助。 展开更多

关键词 机载防撞系统(TCAS) 编队飞行防撞 广播式自动相关监视(ADS-B) 二次雷达 混合监视

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基于交互多模型的飞机地形规避策略研究 被引量：2

14

作者 耿建中 武虎子 段卓毅 《控制工程》 CSCD 北大核心 2013年第5期923-928,共6页

为了解决飞机前视地形防撞问题,针对机载防撞雷达系统的缺点及局限性,提出了一种以虚拟雷达替代机载防撞雷达系统的基于交互多模型的飞机地形规避策略。该方法根据飞机机动运动特点,建立适于准确快速预测的匀速运动模型、匀加速运动模... 为了解决飞机前视地形防撞问题,针对机载防撞雷达系统的缺点及局限性,提出了一种以虚拟雷达替代机载防撞雷达系统的基于交互多模型的飞机地形规避策略。该方法根据飞机机动运动特点,建立适于准确快速预测的匀速运动模型、匀加速运动模型以及当前统计模型,采用交互多模型原理结合成熟的卡尔曼滤波估计技术,对飞机未来飞行状态进行实时预测,根据飞机飞行状态预测结果与机载地形库进行匹配以进行地形规避。通过仿真的方法,以F16飞机为例,对飞机飞行状态预测算法进行了验证,结果表明,对于较长时间预测,预测时间对预测精度有很大影响,可根据预测时间确定告警等级。研究还表明基于交互多模型的飞机地形规避方法,相比于机载雷达防撞系统具有无可比拟的优势,可以替代机载雷达防撞系统。 展开更多

关键词 飞机 地形规避 交互多模型 雷达防撞

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多物标雷达标绘评估系统的研究 被引量：3

15

作者 杨晓 尹勇 廉静静 《中国航海》 CSCD 北大核心 2010年第4期1-5,共5页

在利用航海模拟器进行雷达标绘训练中,能否实现多物标雷达标绘的自动评估并保证评估结果的客观性和准确性已成为一个亟待解决的问题。通过对多物标雷达标绘进行深入研究,构建了多物标雷达标绘评估系统的整体框架和流程图,确定各评估要... 在利用航海模拟器进行雷达标绘训练中,能否实现多物标雷达标绘的自动评估并保证评估结果的客观性和准确性已成为一个亟待解决的问题。通过对多物标雷达标绘进行深入研究,构建了多物标雷达标绘评估系统的整体框架和流程图,确定各评估要素及其权重,建立了各评估要素的误差分布函数,利用Visual C++面向对象的语言完成评估系统的整体开发工作。 展开更多

关键词 船舶、舰船工程 多物标雷达标绘 评估系统 避碰决策 非参数假设检验

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基于相位测距原理的汽车防撞雷达 被引量：2

16

作者 张长会 牛忠荣 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1509-1511,共3页

文章将相位测距法用于解决汽车安全领域里的物体距离测量,对基于相位测距原理的雷达进行了理论分析。在样机研制过程中,较好地解决了雷达波单边带连续波双频发射和接收问题。基于雷达数据处理的实时性,对雷达信号采用DSP进行采集并作FF... 文章将相位测距法用于解决汽车安全领域里的物体距离测量,对基于相位测距原理的雷达进行了理论分析。在样机研制过程中,较好地解决了雷达波单边带连续波双频发射和接收问题。基于雷达数据处理的实时性,对雷达信号采用DSP进行采集并作FFT运算,由FFT结果获得信号的相位差和物体的运动速度。实验证明,该雷达理论是可行的,具有一定的实用性。 展开更多

关键词 信号采集 数字信号处理 模数转换 汽车防撞雷达 快速傅里叶变换

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机载激光防撞雷达中激光器的参数设计 被引量：2

17

作者 杨春平 吴健 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期245-247,280,共4页

在 6 0m～ 2 0 0m超低空环境中 ,对直升飞机构成巨大威胁的主要障碍物是圆柱形高压电缆。利用随机面元模型 ,建立了激光光源的照射模型和柱形表面的散射模型 ,分析了柱形目标的激光散射功率计算方法。然后在此基础上提出了机载激光防撞... 在 6 0m～ 2 0 0m超低空环境中 ,对直升飞机构成巨大威胁的主要障碍物是圆柱形高压电缆。利用随机面元模型 ,建立了激光光源的照射模型和柱形表面的散射模型 ,分析了柱形目标的激光散射功率计算方法。然后在此基础上提出了机载激光防撞雷达中激光器参数的设计方法 ,为超低空飞行的直升飞机激光防撞雷达系统中激光器参数的设计提供了理论依据。 展开更多

关键词 激光防撞雷达 激光器 散射 圆柱形粗糙表面 高压电缆

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W频段机载防撞雷达收发分机 被引量：1

18

作者 邹涌泉 甘体国 《电讯技术》 北大核心 2004年第1期48-51,共4页

介绍最近研制成功的W频段机载防撞雷达收发分机的设计。该收发分机采用了雪崩管稳频振荡、注锁放大技术、低噪声接收技术和自动频率跟踪技术,具有指标高、体积小、重量轻、可靠性高等优点。

关键词 W频段雷达 机载防撞雷达 收发分机 雪崩管稳频振荡 注锁放大技术 低噪声接收技术 自动频率跟踪技术

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用于车辆防撞控制的行车环境传感研究 被引量：6

19

作者 屠大维 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第6期701-703,共3页

介绍未来世纪先进安全车辆基本概念，着重阐述了应用激光雷达技术进行主动障碍探测的防撞控制系统。它采用近红外激光雷达对车辆前方进行扫描探测，建立行车环境动态辨识模型，引进安全／危险系数及事故预测确信度系数，必要时对驾驶员... 介绍未来世纪先进安全车辆基本概念，着重阐述了应用激光雷达技术进行主动障碍探测的防撞控制系统。它采用近红外激光雷达对车辆前方进行扫描探测，建立行车环境动态辨识模型，引进安全／危险系数及事故预测确信度系数，必要时对驾驶员发出警告或启动车辆自动控制系统工作。 展开更多

关键词 防撞控制 激光雷达 汽车 行车研究 传感器

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基于DDS的毫米波汽车防撞雷达扫频源设计 被引量：3

20

作者 刘旭东 《电讯技术》 北大核心 2010年第4期61-64,共4页

利用直接数字频率合成(DDS)分辨率高、转换速度快的特点,设计了一种基于DDS芯片AD9910的毫米波汽车防撞雷达扫频信号源。通过DDS芯片产生调频、调幅、调相等各种调制信号,实现了在短距离内快速捕捉目标、处理信息、发出告警的功能。所... 利用直接数字频率合成(DDS)分辨率高、转换速度快的特点,设计了一种基于DDS芯片AD9910的毫米波汽车防撞雷达扫频信号源。通过DDS芯片产生调频、调幅、调相等各种调制信号,实现了在短距离内快速捕捉目标、处理信息、发出告警的功能。所设计的扫频源输出信号中心频率为8.6 GHz,幅度为-16 dBm,相噪为-70 dBc/Hz@1 kHz,满足了在多目标检测时对信号源的幅度、稳定度和相噪的要求,从而使DDS技术得以在微波检测领域获得应用。 展开更多

关键词 毫米波 汽车防撞雷达 直接数字频率合成 数字信号处理 串行外围接口 扫频源

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