[发明专利]基于组合波形的旋翼无人机复杂环境防碰撞系统信号处理方法

权利要求书

1.一种基于组合波形的旋翼无人机复杂环境防碰撞系统信号处理方法，其特征在于，所述组合波形是三角波调制的FMCW信号及恒频波调制的CW信号组合而成的波形，第一段为三角波，第二段为恒频波；

所述信号处理方法包括以下步骤：

S1.对各段波形，将A/D采集到的IQ数据，进行时频的FFT变换，将时域数据转换成频率数据；

S2.将各段波形FFT变换后的复数模值做门限检测CFAR，输出过门限点位置，根据过门限的点计算其对应的频率值，并由此得到对应点上的频率矩阵，同时计算出恒频段过门限点对应的相位值，并由此得到对应点上的相位矩阵；

S3.对于恒频波，计算得到速度矩阵；而对于三角波，其上扫频频率矩阵和下扫频对应的频率矩阵，两两进行配对计算距离和速度，并由此得到距离矩阵和速度矩阵。

2.如权利要求1所述的基于组合波形的旋翼无人机复杂环境防碰撞系统信号处理方法，其特征在于，具有步骤：S4.通过恒频波的速度矩阵和三角波获得速度矩阵进行多目标的真实速度匹配以及查找，同时获得多目标的真实距离。

3.如权利要求2所述的基于组合波形的旋翼无人机复杂环境防碰撞系统信号处理方法，其特征在于，具有步骤：S5.计算多目标的方位角。

4.如权利要求1所述的基于组合波形的旋翼无人机复杂环境防碰撞系统信号处理方法，步骤S1的特征方法是：对通道1中的第一段三角波FMCW上扫频段和第二段三角波FMCW下扫频段、第三段恒频波CW1段，通道2中的恒频波CW2段，去除前部分数据点，根据数据点数选择进行适当点数的FFT变换，进行时频变化，将时域数据转换成频域数据。

5.如权利要求1所述的基于组合波形的旋翼无人机复杂环境防碰撞系统信号处理方法，步骤S2的特征方法是：设通道1中，三角波上扫频过门限的点数有n1个，其对应的位置矩阵为N_{_up}＝[a₁,a₂,…a_n1]，计算频率值并由此得到对应点上的频率矩阵F_{_up}＝[f_a1,f_a2,…f_an1]，其中：f_s为采样率，M为FFT变换的点数，N为位置点；三角波下扫频过门限的点数有n2个，其对应的位置矩阵为N_{_down}＝[b₁,b₂,…b_n2]，计算得到的频率矩阵为F_{_down}＝[f_b1,f_b2,…f_bn2]；恒频段过门限的点数有n3个，其对应的位置矩阵为N_{_cw1}＝[c₁,c₂,…c_n3]，计算得到的频率矩阵为F_{_cw1}＝[f_c1,f_c2,…f_cn3]，同时假设峰值点对应的FFT变换后的复数据为a_cw1+1j*b_cw1，其相位根据公式计算得到，设其过门限的点对应的相位矩阵为ψ_CW1＝[ψ_c1,ψ_c2,…ψ_cn3]；通道2中恒频段过门限的点数与通道1中过门限点的点数相同也为n3个，其对应的位置矩阵为N_{_cw2}＝[c₁,c₂,…c_n3]，计算得到的频率矩阵为F_{_cw2}＝[f_c1,f_c2,…f_cn3]，其对应的相位矩阵为ψ_CW2＝[ψ′_c1,ψ′_c2,…ψ′_cn3]；其中：a表示I路的数据值，b表示Q路的数据值，即I+jQ的意思，a_cw1表示在a+j*b组成的数组中，过门限的峰值点对应的坐标为cw1，b_cw1表示在a+j*b组成的数组中，过门限的峰值点对应的坐标为cw1，若过门限的位置点等于1，直接剔除该位置点。