无人机避障雷达目标探测与跟踪算法研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wangbp20021225
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随着无人机技术的发展,其应用环境也变的越来越复杂,无人机的安全性已经成为了人们关注的话题,避障技术也逐渐成为无人机研究领域的一个重点,因此可靠的避障传感器的研究也逐渐受到重视。雷达具有抗干扰能力强、可以全天候应用的特点,无人机在飞行过程中可以利用雷达传感器获取环境信息,通过信号处理算法及目标跟踪技术目标信息进行处理,为无人机提供了可靠的环境信息,对有威胁的目标作出相应策略,从而确保无人机自身的安全。本文结合无人机的特点与应用环境,选用小体积低功耗的线性调频连续波雷达作为研究对象。从雷达的基本原理与组成结构入手,研究了连续波雷达的天线、射频电路以及信号处理电路,给出了雷达中频信号频域提取目标距离、速度与角度信息的处理算法流程,采用了有序统计恒虚警检测算法有效避免了雷达目标的检测漏警、虚警现象,采用了时域信号信号加窗技术、Rife频谱估计算法、CZT算法提高了雷达的测距精度,并设计了频域相位法测角算法;研究了雷达目标跟踪技术,对目标的点迹数据进行航迹起始,建立起目标的起始航迹,对新采集的目标数据进行波门判断与数据关联,在波门内利用建立好的目标运动方程与跟踪滤波算法对目标航迹进行更新,有效的解决了无人机飞行过程中目标数据干扰问题;最后通过实际场景对雷达信号处理算法与跟踪算法进行了测试,验证了无人机避障雷达目标探测与跟踪的性能,达到了无人机避障的基本要求。
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