采用目标背景建模的毫米波弱小目标检测

基于被动毫米波成像特性,提出了改进的稀疏表示——圆周中心差(ISR-CSCD)算法来解决被动毫米波图像中弱小目标与背景区分度较弱,目标可提取特征较少的问题。该算法通过改进稀疏表示方法完成背景抑制与目标增强。依据目标与周围背景特征先验,提出了圆周中心差背景抑制算法对检测图像进行背景抑制。然后,融合改进稀疏表示方法和圆周中心差背景抑制算法的结果得到抑制了背景的目标增强图像。最后,基于恒虚警率的检测方法完成了弱小目标的检测。对不同场景下的毫米波图像进行了实验检测,结果表明,与主流算法图像稀疏表示(SR)法、鲁棒规则核回归牛顿算法(NRRKR),空时联合分类稀疏表示算法(STCSR)和累积中心与周边差异测量算法(ACSDM)相比,ISR-CSCD算法具有更低的虚警率、更高的检测精度、更强的鲁棒性。对各种虚警率、信噪比之下的毫米波弱小目标检测结果显示,ISR-CSCD检测率相对于其它算法平均提高了约15%。     

基于传感器数据融合的车辆目标匹配

利用毫米波雷达和相机数据融合检测前方障碍物的方法,可以为智能驾驶汽车提供准确可靠的感知信息。因而,基于多传感器数据融合的目标匹配的重要性逐渐凸显。为实现二者的目标匹配,首先构建了相机和毫米波雷达的时间融合模型和空间融合模型,实现二者数据的时间一致和空间对准,然后对毫米波雷达数据和图像数据进行处理,通过对毫米波雷达数据的预处理且引入有效目标决策算法,获取毫米波雷达的有效目标数据;利用基于深度学习的目标检测算法,实现对图像中车辆目标的检测。最后设计了二者的目标匹配算法,并通过实验验证了该方法的有效性。     

数据预处理对毫米波全息图像目标检测准确度的影响

毫米波图像被广泛应用于人体安检的违禁物品检测,但是现阶段不同的预处理方法对毫米波图像目标检测的准确度有着较大的影响。通过空间滤波、空间滤波加最大值聚类和空间滤波加最小值聚类的方法对数据进行预处理,比对不同方法目标检测的准确度。实验结果表明,以上3种方法均能有效提高目标检测的定位准确度,其中空间滤波为最佳预处理方法,准确率能达到92.3％,相较于未经预处理原始数据的准确度提高了约4％。因此基于空间位置的滤波方法比基于反射强度的聚类滤波方法能更有效地提高毫米波图像检测的准确度,为提升主动式毫米波全息图像目标检测准确度的任务提供了一种参考依据。     

面向动态目标的汽车毫米波雷达防撞系统设计

汽车毫米波雷达防撞(AMRV)系统是实现汽车主动安全驾驶的关键装置,针对行驶中汽车的运动特点,研究了面向动态目标的汽车毫米波雷达测距和测速原理,设计了汽车毫米波雷达防撞系统,并运用先进设计系统软件(ADS)对该系统进行了计算机仿真实验,实验表明所设计的系统符合防撞雷达的要求.     

毫米波阵列天线组件一体化精密成型设计

随着毫米波技术的发展,各种形式毫米波阵列天线得到广泛应用,高精度阵列天线组件的精密成型、加工是实现天线阵列性能的重要环节。文中介绍了用电铸一体化精密成型设计方法的典型毫米波阵列天线组件,毫米波裂缝天线组件和毫米波行馈组件,对其它毫米波波导器件的设计制造有参考意义。     

改进的交互式卡尔曼滤波对雷达数据处理技术研究

为了减少车载毫米波雷达数据中的噪声影响,本文采用了改进的交互式卡尔曼滤波算法对采集数据进行了处理,得到了目标运动状态的最优值。依据目标车辆的运行轨迹构建了运动状态方程,确定了不同状态下的状态矩阵和观测矩阵,同时设计了交互式多模型滤波器,借助于dSPACE场景仿真软件建立了虚拟交通场景,利用硬件在环技术实现了运动目标的数据采集,分析计算了雷达数据噪声,在滤波过程中,利用遗传算法对过程噪声和量测噪声进行在线优化,得到噪声的最优组合。通过激光雷达对目标的探测结果对算法的滤波性能进行了验证,滤波算法求得的数据平均误差小于0.1 m,对数据的噪声起到一定的抑制作用,提高了对目标车辆的定位与追踪能力。     

某毫米波功放组件液冷散热设计

随着雷达技术的提升,阵列化排布的毫米波功放组件逐渐应用于相控阵体制的雷达之中。体积小、散热量大、热流密度高是毫米波功放组件的典型特征。如何在极小的体积内实现功放组件的液冷散热集成成为毫米波相控阵体制雷达应用的瓶颈。文中通过对功放组件的结构进行优化设计,实现在5 mm组阵间距条件下功放组件的液冷散热集成,对毫米波功放组件的流量特性与温度特性进行数值求解,通过电气补偿电路消除核心芯片温度分布的影响。     

多路毫米波雷达数据回放装置的设计

毫米波雷达具有较高分辨率,能适应各种天气情况,擅长检测运动目标。毫米波雷达传感器在高级驾驶辅助系统（advanced driving assistance system,ADAS）中发挥着重要的作用。ADAS硬件在环(HIL)测试系统中环境感知模块的毫米波雷达数据注入方式尚不完善,且频繁地进行车载毫米波雷达的场外实际道路试验需要耗费很大的人力物力,并存在着安全风险。数据回放技术可以将一次成功的道路测试数据以信号的形式重新回放给车载控制器（electronic control unit,ECU）对其性能进行测试。针对现有车载多路毫米波雷达和ECU工作特点,设计一个能够配合ECU进行性能测试的车载多路毫米波雷达数据回放装置,采用基于LabVIEW编程语言设计的上位机和以STM32为核心的回放装置下位机,实现具有雷达数据文件选择、数据解析、播放控制功能的多路毫米波雷达数据回放装置。下位机采用USB2.0的高速接收上位机数据,设计了多路控制器局域网络（controller area network,CAN）报文通道映射、播放停止控制、发送时间精度控制功能。实验证明,该回放装置能够达到预期设计目...     

智能雷主动探测目标系统研究

智能雷是现代战争背景下提出的一种新概念弹药武器,而战场主动探测目标技术是智能雷设计的一个关键性技术.本文构建了毫米波和红外传感器技术在智能雷主动探测目标系统中的应用框架.根据智能雷攻击坦克时的运动特性,建立了智能雷扫描探测轨迹模型和扫描探测捕获准则,并应用蒙特卡洛方法计算分析了区域系数对智能雷扫描捕获概率的影响.结果表明设计的主动探测目标系统、建立的扫描探测轨迹模型和区域识别扫描探测捕获准则基本符合工程实际情况.     

基于BEMD与双树复小波-局部Wiener滤波的毫米波图像去噪

为了有效地去除毫米波图像中含有的噪声,提高目标识别的精度,提出一种将二维经验模式分解(BEMD,Bidimensional Empirical Mode Decomposition)与基于双树复小波变换(DTCWT)的加窗局部Wiener滤波相结合的图像去噪算法。首先,对毫米波图像进行BEMD分解,得到不同特征尺度的本征模函数(IMF,Intrinsic Mode Function)子图像集;其次,利用双树复小波变换对中高频IMF子图像进行多尺度、多方向分解,并结合带有椭圆方向窗的局部Wiener滤波算法对各个高频方向子带进行去噪;最后通过DTCWT逆变换重构得到去噪后的IMF,并与残差图像相加进行BEMD重构。实验结果表明,该融合算法与单独的BEMD,DTCWT-Wiener滤波及离散小波变换-Wiener滤波算法相比,去噪后图像的视觉效果更好,提取的目标的边缘及细节特征更清晰,因而峰值信噪比最高。     

毫米波段衰减量测试方法研究

本文通过对多种传统衰减测试方法的比较，重点介绍了低频替代法在一种毫米波衰减自动测试系统中的应用，以满足迅速发展的毫米波技术对衰减参数检定的要求。     

3 mm波便携式辐射计数据采集与测试系统

在室内和室外环境下,W波段的辐射计能够有效地检测隐匿在厚外衣下面的金属和非金属武器.针对隐匿武器检测问题,在毫米波辐射计的理论基础上,开发了一种基于USB2.0接口的3 mm波便携式辐射计数据采集与测试系统.并给出了详细的硬件设计方案,实现了所有数据的自动采集、传输、测试和显示.最后通过实验验证了该方案是可行的,实现了隐匿武器检测系统的小型化和便携化.     

动基座下的运动目标检测

由于动基座下运动目标的检测存在的背景干扰较大,影响运动目标检测精度的问题,本文提出了一种基于傅里叶变换和核函数-灰度统计图的动基座动目标检测算法,以便较大限度地克服光照变化、背景噪声对运动目标检测精度造成的影响。该算法首先将评价函数引入特征匹配块的选取中完成视频图像背景的分块匹配。然后,采用傅里叶变换的相位相关算法估计全局运动补偿参量;逐一计算各图像子块的高斯核函数值,建立核函数-灰度统计图并通过相邻帧高斯核函数值的变化情况判断运动目标的区域。最后,对包含运动目标的图像子块进行图像分割处理,完成动目标检测。实验仿真表明,与传统的运动目标检测算法相比,该算法中评价函数的评价系数α取0.7,帧间图像块相似度阈值T取0.3时,能有效地抑制光照变化和噪声带来的背景干扰,检测出动基座下的运动目标。该算法具有较快的计算效率,能满足工程上的实时性要求。     

毫米波雷达微弱行人轨迹跟踪-预测一体化方法

针对城市道路场景微弱行人目标雷达回波信号极易被强背景杂波淹没,导致目标轨迹跟踪及预测失效难题,提出了一 种基于调频连续波-多输入多输出毫米波雷达的微弱行人轨迹跟踪-预测一体化方法。 首先,利用递归贝叶斯检测前跟踪算 法,直接从未经阈值处理的雷达三维原始频谱数据中提取目标运动轨迹,解决了传统阈值决策信息丢失带来的跟踪性能下降问 题,并在此基础上提出了一种基于 Transformer 的端到端轨迹预测模型,进一步挖掘隐藏在跟踪轨迹中的时空相关性,完成了微 弱行人目标轨迹的精准预测。 实验结果表明,方法在信噪比大于-20 dB 时,预测轨迹的平均位移误差和最终位移误差分别小 于 0. 706、1. 215 m,均优于高斯过程、长短期记忆网络等传统方法。     

基于达芬奇的运动目标检测系统

针对视频监控领域,利用达芬奇双核(ARM+DSP)处理芯片DM6446的高处理性能,设计了运动目标检测系统。在系统硬件上围绕DM6446进行了设计和实现;在用户软件上实现了视频的录制、存储、回放和运动目标检测等功能。ARM核应用程序采用多线程设计,DSP核运行目标检测算法。算法采用改进的颜色直方图方法,利用高斯模型计算颜色的背景概率,通过比较背景和前景的概率,达到了运动目标检测的目的。测试结果表明,算法简单可行,具有实时性,且软硬件工作良好,能够满足实时采集与图像处理的要求。     

基于毫米波雷达的桥梁索杆振动检测及自动控制

在多因素耦合作用下桥梁结构会产生振动,以毫米波雷达技术为测量手段,提出桥梁索杆振动检测及自动控制方法。分析在恒载作用下桥梁索杆静止状态与振动状态的应变能,结合动能、势能和恒载做功等建立索杆平面内与平面外的振动特征描述方程。通过发送多周期连续毫米波雷达探测信号,取得同周期回波信号。根据回波信号与对应瞬时相位得到单频差拍信号及瞬时相位,检测出索杆振动幅值。利用半正定矩阵和正定矩阵等函数,建立令振动幅值达到最小值的桥梁索杆振动自动控制模型。实验结果表明,所提方法检测精准度较高,自动控制效果较好,并有效抑制了振动幅度,具备良好的应用性能。