[发明专利]旋翼无人机防撞毫米波雷达系统及信号处理方法

说明书

旋翼无人机防撞毫米波雷达系统及信号处理方法，属于信号处理领域，用于解决旋翼无人机低空飞行时易发生与障碍物之间的碰撞，导致旋翼无人机的损坏的问题，技术要点是：S1.对通道1和通道2中的A/D采集到的IQ数据去直流；S2.对去直流后的通道1和通道2中A/D采集到的IQ数据，进行FFT变换，将时域数据转换成频率数据；S3.将FFT变换后的复数模值做CFAR门限检测，输出过门限的第一个峰值点，得到通道1中上扫频频率值和下扫频对应的频率值，以及通道2中的上扫频频率值，并计算通道1和通道2中，根据各自上扫频分别计算得到相位。

技术领域

本发明属于信号处理领域，涉及一种雷达信号处理方法。

背景技术

近几年，随着技术的不断发展，民用小型旋翼无人机价格越来越低，被广泛用于航拍、电影拍摄、农药喷洒、现场救援、大地遥感测绘、高压线电网巡视等领域。但是因为旋翼无人机低空飞行时易发生与障碍物之间的碰撞，导致旋翼无人机的损坏。目前威胁旋翼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实施例、电线杆、建筑物等人造物体。

由于毫米波雷达工作波长介于1mm～10mm之间，与其他的探测方式相比，主要有探测性能稳定、环境适应良好、尺寸小、价格低，可以在相对恶劣的雨雪天气使用等优点。因此，本发明重点介绍基于毫米波雷达的无人机避障功能方法的实现。

发明内容

为了解决旋翼无人机低空飞行时易发生与障碍物之间的碰撞，导致旋翼无人机的损坏的问题，本发明提出了一种旋翼无人机防撞毫米波雷达信号处理方法，以解算得到障碍物的速度、距离和角度，从而可以进行障碍物规避。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种旋翼无人机防撞毫米波雷达系统，包括ARM处理系统、信号发生器、压控振荡器、发射器、接收器、混频器、信号调理电路、A/D转换器，ARM处理系统的一端连接于信号发生器，信号发生器连接于压控振荡器，压控振动器分别连接于发射器和混频器的第一端，混频器的第二端连接接收器，混频器的第三端连接信号调理电路，信号调理电路连接A/D转换器，A/D转换器连接ARM处理系统的另一端。

有益效果：

1、本发明首次给出了一种基于线性调频三角波实现旋翼无人机防撞毫米波雷达系统的波形设计；

2、本发明给出基于线性调频三角波实现的旋翼无人机防撞毫米波雷达信号处理分系统的处理过程，该分系统可以实现对前方障碍物的相对距离以及相对速度的检测，同时可以实现目标方向角的检测功能。

附图说明

图1线性调频三角波FMCW在一个扫频周期内的频率变化图；

图2实施例旋翼无人机短距离防撞系统信号处理流程图；

图3无人机防撞毫米波雷达系统工作框图；

图4无人机防撞雷达系统的ARM处理系统的硬件框图；

图5无人机防撞雷达系统测量过程示意图。

具体实施方式

实施例1：一种基于组合波形的旋翼无人机短距离防撞系统，包括ARM处理系统、信号发生器、压控振荡器、发射器、接收器、混频器、信号调理电路、A/D转换器，ARM芯片的一端连接于信号发生器，信号发生器连接于压控振荡器，压控振动器分别连接于发射器和混频器的第一端，混频器的第二端连接接收器，混频器的第三端连接信号调理电路，信号调理电路连接A/D转换器，A/D转换器连接ARM芯片的另一端。