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雷达终端显示器和录取设备
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2014年电子技术应用第9期
作者：曾晓辉1，2，文成玉2，陈
& & 摘 &要： 随着和互联网技术在智能电力巡检中的应用及发展，针对电力设备巡检的现状和任务需求，将智能手机终端引入到电力设备的监测中，设计并实现了基于的智能移动巡检新系统。该系统方案结合了二维码扫描识别技术，并融合3G移动通信技术和Web Service数据挖掘技术等，构建了一个新的智能移动巡检平台。该巡检方案已经在国内某水电站成功部署，现场试验证明可以大量节省成本，提高电力巡检自动化水平，在行业内具备实用性和推广性。& & 关键词： 物联网；；；二维码；通信技术平台 &&&&物联网的实现可分为标识、感知、处理和信息传送四大环节，其关键技术跨越无线通信、计算机技术、信息传感、识别等领域。物联网技术是通过射频识别(RFID)、无线传感器、全球定位系统等信息传感设备将任何物品与互联网相连，从而实现物与物、人与物之间的信息交互与通信[1]。电力设备智能巡检系统的实现，首先依赖于对电力设备各个环节运行参数的在线监测和实时信息掌控，而物联网作为“智能信息感知末梢”，可成为推动智能电网发展的重要技术手段[2-4]。只有实现多种网络的互联互通，才能提高电力系统信息化水平，实现电力设备巡检系统的全面智能化。 &&&&本文首先分析了电力设备的巡检现状，然后针对某水电站巡检的实际需求，设计了基于二维码扫描识别的智能移动巡检系统，并在智能手机平台上实现了该移动巡检服务系统的开发。该系统的设计不仅具备“智能终端”便捷通信的技术特征，且与传统的物联网巡检系统相比，具备诸多优势，因此对于行业内推动电力设备智能移动巡检的普及具有重大的现实意义。1 电力巡检系统现状分析 &&&&目前，电力企业巡检人员通常采用“看、闻、听、摸、问、测”六方法进行移动式巡回检查，以维持电力生产设备的正常性能；或者采用手持移动计算设备（PDA）获取设备信息，利用射频技术（RFID）技术来标识和辅助定位智能电网中的电力设备[5-6]。但要使巡检操作和统计管理更加智能化，普及率更高，目前国内电力设备的智能移动巡检软件仍然存在较大的提升空间，主要体现在以下几个方面： &&&&（1）物联网的核心和基础仍然是互联网，其本质是高度集成的开放式通信系统。因此，第四代智能移动巡检系统应该更多地融合3G移动技术、智能移动终端、二维码信息技术等前沿技术。 &&&&（2）普遍使用的RFID设备[7]标识，必须配备相应的手持机PDA，方可读取设备信息。而PDA配套设备等多数造价昂贵，导致电力系统内智能巡检的覆盖率和普及率低，巡检规模大大受限于设备数量和业务复杂度。 &&&&（3）巡检的移动性导致设备服务的位置和所处的环境不断变化。目前，手持PDA系统定位通常基于美国GPS系统或者我国的北斗卫星定位系统[8-9]，定位精度的改进还依赖于我国北斗卫星定位系统的完善和成熟；并且对于非户外的电力设备巡检并不理想。此外，巡检前的任务内容通常必须由RS232接口连接传输至PDA，实时更新性不好，个性化更改任务的功能也不具备。 &&&&（4）另外，RFID还有一个很大的缺点，它会不时地发出射频信号，从而可能泄露用户的地址，因此不利于用户或者专网的信息安全与隐私保护等。2 基于二维码的移动智能巡检系统设计2.1 二维码的技术特性 &&&&二维信息码是通过特定几何图形在二维平面上有规律地分布而形成的黑白相间的图像来记录信息，在代码编制上利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念[10-11]。在识别时，即采用智能手机的拍照功能对二维码进行扫描，通过其内置二维码阅读引擎识读该条码后，就能自动识别、处理、解读其中所隐含的信息。 &&&&由于前文所提到的RFID的种种局限性，本设计从可扩展性、资源有限性、安全实时性和环境的动态变化性几个方面进行分析，在智能手机平台上设计并开发了该智能移动巡检新系统。本系统的最大优势在于： &&&&（1）以前的巡检系统只是单向的数据采集，而安装了智能巡检系统客户端的手机终端以3G网络和无线通信网络为依托，能够实时地接收到系统推送的服务通知等，也可以实时、双向地对用户发布大量信息，快捷方便。 &&&&（2）二维码高密度编码，信息容量大，编码范围广，译码可靠性高，可引入加密措施，易制作，且成本低廉，易推广。 &&&&（3）系统服务器端可以针对企业的特殊要求，按需部署各项服务，更能针对后期数据处理和统计，建立QoS 评估模型，展开科学化的统计分析及预测，更加有利于后期的服务选择和服务组合。 &&&&（4）本系统真正结合了3G移动通信技术和智能手机终端技术，既能降低资源消耗，同时还保证网络传输的精确率，真正地实现了7×24小时的移动巡检。这都是之前所有传统的巡检系统所不能办到的。&2.2 基于二维码的移动巡检系统的设计与实现 &&&&由上面分析可知，基于智能终端的物联网相较于现有电力通信网，在环境动态变化性、安全实时性和资源可扩展性等方面都具有较大优势。因此，针对企业电力设备的巡检现状和具体任务需求，本文设计了基于二维码扫描识别的智能手机端新移动巡检系统，将带有摄像头的智能手机终端作为识读二维码的工具，通过客户端软件识读设备上的二维码，进行本地解析，执行业务，并与应用服务器发生在线交互，进而获取各项巡检任务和巡检设备信息，实现各种巡检功能。 &&&&该系统主要由客户端、网络和服务器端三部分构成，其中网络主要由Internet、3G、WLAN构成。下面就这三部分的软件设计及功能实现做详细阐述。2.2.1 系统客户端设计 &&&&本系统客户端软件界面采用了C++编程技术，在智能手机的Android操作系统平台上，基于Qt Quick（Qt User Interface Kit）来编写应用程序。同时，采用基于Java语言开发并搭建符合理念和框架的移动巡检服务平台。 &&&&图1为该移动巡检客户端平台的模块界面九宫格图。 &&&&由图1所示，在功能界面上共有9个模块，而智能移动巡检客户端的用户登录权限共有5个，分为系统管理、领导、维护组长、维护人员、运行人员。系统设计的5种权限将从以上9种模块中选择不同的功能模块组合在一起，进而完成其各自工作任务。 &&&&其中，二维码扫描模块的实现采用了ZXing开放源码库以及用Java实现的多种格式的1D/2D条码图像处理库。因此只要智能手机终端安装了本系统的客户端软件，并支持近拍功能，就可以通过扫描电力设备上的二维码，以移动终端和移动互联网作为巡检项目内容信息的存储、解读、处理和传播渠道而实现巡检客户端的各项操作业务。 &&&&巡检人员（5种权限均可）手持安装本系统软件的智能手机终端执行一般日常巡检任务的情况如图2所示。 &&&&首先，对巡检路线的所有设备按顺序生成加密二维码并存到中心服务器，同时将对应设备二维码条码粘贴在巡检设备上。巡检人员在执行日常任务时，用智能手机终端软件扫描设备二维码，再次从服务器获取该设备待检查的内容项。如发现故障，可以详细记录问题，同时拍摄照片，将图文发送到服务器；如果该设备没有问题，则标记通过，根据提示扫描下一个待检设备。当所有设备都检查完后，就可以通过手机客户端在线或者离线方式保存此次巡检的结果，上传至服务器。2.2.2 系统数据交互设计 &&&&本系统数据交互层设计包含手机智能终端[6]的数据上传、服务器端的数据展现等，采用Web Service技术及SOAP协议的方式实现智能终端和服务器端的实时高效交互，同时对交互接口进行优化设计，以减少在3G条件下的流量消耗。 &&&&Web Services体系结构[12]是面向对象分析与设计的一种合理发展，包括SOA中的3种角色和操作、UDDI和WSDL；而面向服务架构SOA（Service-Oriented Architecture）是一种组件模型。因此，基于SOA巡检网的核心价值在于，在实时数据和信息感知的基础上，通过对数据和信息的分析处理，更智能地实现动态感知、实时跟踪和定位、基于位置信息的服务发现和部署。服务器端与智能终端数据交互的详细设计如图3所示。 &&&&在整个巡检系统中，以数据交互网络为依托，巡检人员不断通过Android智能终端的Web Service交互模块向服务器端上传巡检任务内容、巡检位置轨迹和巡检设备数据；智能巡检系统Web Service服务器端的终端数据上传与下载模块接收之后，会立刻向客户端确认上传巡检点的数据；然后巡检数据会分别存储至服务器端的各模块中。2.2.3 系统服务器端设计 &&&&本系统即该智能移动巡检系统的服务器端，主要包括系统数据库管理系统。该管理服务器软件采用了B/S架构，从技术上引入分层的体系架构，分别是：用户应用层、业务逻辑层、数据访问层。 &&&&如图4所示，系统服务器利用Heritrix框架进行特定信息数据的收集，并结合基于Web Service的数据挖掘技术获取信息。它面向多客户端类型（包含智能终端和PC端）提供统一的用户访问接口，业务功能上采用模块化的思路进行设计，围绕对移动巡检设备的支撑、数据分析和信息挖掘等展开。 &&&&该数据库系统一共包括“基础资料管理”、“平台管理”、“巡检资料管理”、“设备数据管理”和“用户数据管理”五大类信息管理模块。同时，也可以通过不同的导出结果生成相应的图表或者保存数据内容。具体查询结果如图5所示。 &&&&该系统服务器端具有非常大的伸缩性和跨平台特性，能够根据访问量的大小对服务器端的部署进行灵活配置。在安全性方面使用加密的Https协议、数据加密，以满足企业对信息安全的要求。2.2.4 系统应用 &&&&通过模拟调试和现场测试，整个智能移动巡检系统运行良好，在信息安全实时性、智能化服务和部署灵活方面都充分达到了企业巡检的要求。该系统具体测试结果如下： &&&&（1）响应能力：当用户数小于 200 人时，登入系统和登出系统的响应时间维持在0.5 s之内；管理员信息修改、保存功能的响应时间小于1 s；显示界面的响应时间小于2 s。 &&&&（2）可靠性：经测试发现，服务器系统能连续不间断地运作30天，未出现任何程序崩溃、服务中断访问或者功能异常等情况。 &&&&（3）负载能力：受条件限制，在单位内进行了简单测试，同时用户在线的最大的负载量不超过200时，响应延迟都在系统正常的响应时间范围内。 &&&&本文设计并实现了基于二维码的智能手机移动终端的新型电力设备巡检系统，该系统支持包括Android系统的多类型智能手机终端，并具有“傻瓜”式的用户接口，对人员技术要求低，极大地方便了用户的维护和使用。与传统的PDA巡检方式相比，整个巡检系统的可扩展性、资源有限性、安全实时性和环境的动态变化性等方面都有所提升，对发电设备的透明化监测、高效化管理具有现实意义。同时，该巡检系统方案已经在某大型水电站进行了现场实施和运行，达到企业预期要求。相信未来在我国电力设备巡检行业中的应用前景良好。参考文献[1] KRANZ M，HOLLEIS P，SCHMIDT A．Embedded interaction：interacting with the internet of things[J]．IEEE Internet Computing，）：46-53．[2] 李娜，陈晰，吴帆，等．面向智能电网的物联网信息聚合技术[J]．信息通信技术，2010(2)：21-28.[3] 龚钢军，孙毅，蔡明明，等．面向智能电网的物联网构架与应用方案研究[J]．电力系统保护与控制，)：52-58.[4] 张军永，黄小庆，曹一家，等．输变电设备物联网的设备编码标识[J]．电力系统自动化，）：92-96.[5] 任润虎，徐振梅.手持式PDA配电智能视频巡检管理系统设计[J]．电气技术，2013(4)：72-74.[6] 位恒曦，刘卫玲，贺云凯，等，Android平台i-Jetty服务器在智能家居中的应用研究[J]．电子技术应用，)：6-8.[7] 杨海科，张建奇.基于S3C6410平台的RFID手持终端的设计与实现[J]．电子技术应用，)：20-22.[8] 谢江宏，李雪梅.物联网技术在变电站巡检中的应用[J]．电力学报，）：50-53.[9] 陈明，严洁云.基于物联网技术的变电设备智能巡检系统研究[J]．电力信息化，）：85-89.[10] 梁鹏.手机二维码业务研究[J].电信科学，2006(12)：36-39.[11] 陈荆花，王洁.浅析手机二维码在物联网中的应用及发展[J].电信科学，2010(4)：39-43.[12] 龚瑞琴，毕利.基于Web Service的Android技术应用研究[J]．电子技术应用，)：134-136.
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淘豆网网友近日为您收集整理了关于低分辨雷达目标识别系统中的检测、跟踪与数据压缩技术研究与实现的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：低分辨雷达目标识别系统中的检测、跟踪与数据压缩技术研究与实现 国防科学技术大学硕士学位论文低分辨雷达目标识别系统中的检测、跟踪与数据压缩技术研究与实现姓名:王书宏申请学位级别:硕士专业:电路与系统指导教师:陈曾平国防科技大学研究生院学位论文摘要本文以“十.五”武器装备预研项目“真实背景下东南沿海作战飞机电磁散射特征提取与目标识别样机研究”为背景,主要研究了基于低分辨雷达目标识别样机系统中的目标检测、跟踪、数据压缩等关键技术和实现途径,并在此基础上采用DSP技术研制了雷达目标检测与跟踪模块、基于目标宽带回波信号的统计特性实现了目标波形数据的无失真压缩。本文研究的成果已经在某低分辨雷达目标识别样机系统中得到了很好的应用。本文分为五个章节,第一章为绪论,主要介绍了课题的来源以及研制意义,并对目标检测与跟踪系统做了简要的描述。第二章主要研究了基于DSP的低分辨雷达目标检测与跟踪算法,为实现雷达目标检测与跟踪系统提供了理论上的依据。第三章主要介绍了基于TMS320VC33.150数字信号处理芯片的雷达目标的检测与跟踪系统的硬件实现。简要介绍了该系统的工作流程、DSP芯片的性能及(来源：淘豆网[/p-4239528.html])发展状况,以及该系统的整体结构以及各组成部分。第四章主要介绍了DSP软件的开发实现。在DSP上实现了基于采样率相关的目标检测算法和基于目标运动的连续性原理的多目标跟踪算法,实现了DSP与主机之间有效的通信。第五章主要介绍了用于解决雷达远程传输的有效性问题的雷达波形数据压缩所采用的算法和数据压缩的实现。本文所研究的成果解决了雷达目标识别中的检测与多目标跟踪等关键问题,为目标特征数据自动采集、特征提取和识别提供了应用平台,本文研究开发的数据压缩软件降低了系统对传输目标特征数据带宽的要求,提高了远程传输的效率和安全性。【关键词】:雷达、检测、跟踪、DSP、恒虚警、数据压缩第1页国防科技大学研究生院学位论文ABSTRACTThe background of this paper is one of the Tenth Five National Defense Technologymain pre。researching projects:the research of sample of ic ra(来源：淘豆网[/p-4239528.html])diationcharacteristic extracting of fighting planes of south-east inshore with real background.Itmainly researched the pivotal technology and realizing way about targets’detection,tracking,pressing in that targets’recognition sample system based on active low-resolutionradar.Then it researched the modules of radar targets’detection and tracking adopting DSPtechnology.What’S more,it realized the non—pressing of radar echo databased on the statistical(来源：淘豆网[/p-4239528.html]) characteristic of wide—band target’S echo signals.The result ofresearch referred in this paper has been used well in the targets’recognition sample systembased on active low-resolution radarThis paper is consist of five chapters.The Chapter one is the preface.In this chapter theorigin of this project and the meaning of developing is introduced.Then it described thesystem of targets’detection and tracking.In Chapter two the algorithm of low-resoluti(来源：淘豆网[/p-4239528.html])onradar target detection and tracking is researched.It provided the foundation for realizingradar detection and tracking system.In Chapter three the realization of hardware of radartargets’detection and tracking system based on the TMS320VC33·150 DSP chip is mainlyintroduced.The working flow,the performance and developing status of DSP chip,theunitary structure and all parts of the system are simply introduced.The design of DSPsoftware is discu(来源：淘豆网[/p-4239528.html])ssed in Chapter four.It includes the detecting algorithm based on samplingrelativity and tracking algorithm based on the essional theory of moving targets.It alsorealize munication of DSP and puter.In Chapter five the algorithm of pressing which is solution tO transmit radar data between long distance is introduced.The result of this paper resolve many pivotal problems of radar targets’detection andtracking.It provides allapplied premise for automat(来源：淘豆网[/p-4239528.html])ive sampling of data of targets’characteristic,extraction of characteristic and recognition.The pressing software inthis paper low the request of band to transmit data of targets’characteristic.It improve theefficiency and safety ofremote transmission.[KEYWORDSl radar,detecting,tracking,DSP,Constant False Alarm,press第1I页独创性声明Ys1986{本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果.尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表和撰写过的研究成果,也不包含为获得国防科学技术大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料(来源：淘豆网[/p-4239528.html]).与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献已在论文中作了明确的说明并表示谢意.学位论文题目:堑盆丛重醛笪堑驾型丕丛生的捡捌!堡跬生堑埕压缱挂苤班究生塞班学位论文作者签名: 熟日期:知啼)年,,月≥z,日学位论文版权使用授权书本人完全了解国防科学技术大学有关保留、使用学位论文的规定.本人授权国防科学技术大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档,允许论文被查阅和借阅;可以将学位论文的全部或部分内容编八有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文.(保密学位论文在解密后适用本授权书.)4学位沦文题目:堑金进重姿旦拯堡型丕统主鲍揸型:堡壁生熬堡压绫越苤鲤窒皇起坠学位论文作者签名作者指导教师签名日期:聊'年,,月二;日日期:々^d1年,f 月2￡日国防科技大学研究生院学位论文第一章绪论雷达目标识别技术是现代雷达发展的一个重要研究方向,它包括目标的数据获取、分析、处理、特征提取、模式识别等众多学科的研究成果。由于雷达目标识别具有重要的军事应用价值,自(来源：淘豆网[/p-4239528.html])60年代就已经得到学术界和应用部门的高度重视。特别是近十几年,随着各种复杂算法、微电子技术、电磁特性测量技术的不断完善和发展,自动目标识别系统的研究从过去的理论探索和实验室仿真逐步趋向实际应用。工程化的雷达目标识别系统川是一套独立的设备,要求能与多种不同体制雷达对接,并不依赖雷达终端提供的关于目标的空间和运动信息,因此,识别系统本身要能实现常规雷达终端的基本功能(如检测、跟踪、航迹生成与关联、实时显示等),并具有很强的目标训练和识别能力。雷达目标的检测与跟踪是雷达目标识别系统的前端部分,也是整个雷达目标识别系统中的关键部分之一。高性能检测算法的应用可在信噪比较低的条件下有效的检测到目标,DSP芯片在检测与跟踪系统中的运用大大提高了检测与跟踪系统的检测跟踪的能力和实时性能。§1.1 课题的背景及意义低分辨雷达目标识别样机研究是一项包括理论研究、建模建库方法研究、软硬件实现研究等方面的综合技术,该样机系统以东南沿海作战飞机为研究背景,针对多种雷达体制,研究了目标电磁散射特征数据的采集与建(来源：淘豆网[/p-4239528.html])库、特征信号的获取与分析、目标分类与识别等技术,探索和解决了雷达目标自动特征数据获取、目标属类识别、架次判别等方面的一系列技术难题,对研制新型武器系统、提高和改善警戒引导雷达的作战性能和快速反应能力,具有重要的实用价值。本文所研究的课题是以“十·五”武器装备预研项目“真实背景下东南沿海作战飞机电磁散射特征提取与目标识别样机研究”为背景,它的研究内容是雷达目标识别样机系统的重要组成部分。低分辨雷达的目标识别系统的组成框图如图l所示,它主要包括数据采集、数据预处理、目标特征分析与识别、数据传输、特征库以及人机交互接口和识别结果指示等内容。第1页国防科技大学研究生院学位论文图1目标识别样机系统构成框图随着信息论的基础理论的建立和雷达技术发展需要的推动,二十世纪四十年代初期,在研究如何提高雷达检测能力时,提出了一种最佳线性维纳滤波理论【2l,在输出最大信噪比的准则下,提出了匹配滤波器的检测方法和相关接收的方法。相关接收方法在检测周期性雷达信号时显得特别有效,随着观测时间增加n倍,相关器输出功(来源：淘豆网[/p-4239528.html])率信噪比也可提高”倍。因此,在实际中,可以利用相关接收方法来检测强噪声干扰下的周期脉冲信号并测量其未知参量。到了五十年代初期,为了能够从信号与噪声混合波形中提取最多的有用信息,从而提出了一系列最佳雷达系统的新概念【3】。从统计学的观点看,可以把从噪声干扰中接收信号的过程看作是~个统计判断过程,即用统计判断方法,根据接收到的混合波形来作出信号存在与否的判断,以及关于信号参量值的估计。于是,可以把信号检测看成是两个方面的问题: (一)检测信号存在与否——属于统计假设检验问题; (二)测量信号的未知参量——属于参量估计问题。从1953年起,人们开始将统计假设检验、参量估计、统计判断以及序列分析等统计数学工具用于信号检测问题,建立了一整套信号检测的统计理论[4】【”。由信号检测的各种最佳准则出发,可以导出最佳信号检测系统的结构。可以看到,最佳信号准则下第2页国防科技大学研究生院学位论文的信号检测系统在原理上都是由两部分组成的: (一)对接收到的混合波形计算其似然比; (二)将计算出来的似然比与由相应的准则所确定的某~门限值进行比较,作出判断。早期的雷达系统把所有接收到的信息直接送给视频显示器,杂波、噪声和目标回波的幅度变化被同时显示出来,目标的检测能力由操作手决定。为了从背景杂波和噪声中区分目标回波,操作手要定时监视显示器回波图象上的密度变化。而目前有些现代雷达系统已经能够完成自动检测和跟踪,自动检测处理的目的是在感兴趣的辨识单元(特别是距离一角度一多普勒频率)中自动检测目标回波,没有操作手参与而自动地提供目标报告。自动检测手段给雷达系统提供了强大的数据处理能力,因此,具有自动检测和跟踪能力的智能化的雷达系统是现代雷达的发展趋势。在自动检测的过程中的一个重要的部分就是恒定虚警率(CFAR,constantfalse alarm rate)处理。在自动检测雷达系统中,恒虚警处理是一个提供检测阈值的数字信号处理算法。CFAR设计的目的是提供相对来说可以避免噪声背景杂波和干扰变化影响的检测阈值,并且当与到达的样本进行比较时,使目标检测具有恒定的虚警概率。在目标识别样机系统中,我们运用了恒虚警的思想,研究了基于高速DSP的雷达目标检测系统的硬件平台以及它的软件实现,有效地解决了雷达目标的自动检测与跟踪问题f6J[”。研制高速信号处理模块,构建目标检测、跟踪的高速信号处理硬件平台,是进行目标识别样机系统的研究工作中的重要部分之一。目标检测是雷达目标数据精确采集的前提,是雷达目标识别技术中重要的组成部分,目标检测能力直接影响到目标识别系统的性能。传统的目标检测通常采用纯硬件实现,如采用模拟电路、数字电路或可编程逻辑电路等,它算法固定,一旦系统确定,它只能适用于某种雷达,算法对背景的适应性以及系统的灵活性都较差,不能满足本雷达目标识别系统适应多种类型雷达的要求。本文中研究的通用DSP目标检测平台和目标检测算法,最终实现针对不同类型雷达具有广泛适应性和灵活性的目标检测模块(即对不同类型的雷达或同种雷达不同区域选择不同的检测算法),实现目标检测的优化。这种方法具有纯硬件检测不可比拟的灵活性,它的优点在于通用的硬件结构和灵活的算法软件相结合,能够适应多种类、多体制的雷达系统以及不同的工作环境。由于硬件上采用高速的DSP器件,算法采用纯软件来实现,因此,它的运算速度快且开发周期短。对采集数据实现有效传输是目标识别样机系统研究的另~重要部分,而对信息传输系统的要求主要集中在两个方面。一个方面是要求系统高效率地传输信息,这就是第3页国防科技大学研究生院学位论文系统有效性;另一个方面是要求系统可靠地传输信息,这就是系统的抗干扰性(或信息传输的可靠性)。雷达目标进行精确采集后的数据量很大,又由于传输带宽的限制,因此,为了有效地对采集后的数据进行远程传输,在本文中还研究了自适应Huffman编码的数据压缩技术,并将其运用到目标识别样机系统的前端。§1.2 本文的主要工作本文是以“雷达目标识别样机系统的研究”为背景,针对于低分辨雷达进行了前端目标检测与跟踪系统的研究。具体完成了以下的工作:1、研究了基于DSP的低分辨雷达的目标检测算法,提出了采样率相关的目标检测思想,详细讨论了基于单元平均CA—CFAR的第一门限和与位置相关的第二门限的双门限的检测方法;2、研究了目标运动的连续性原理下的多目标跟踪算法,分析了其对目标进行跟踪的全过程:3、研究了雷达目标检测与跟踪算法在通用DSP上的实现,并将其运用到雷达目标识别样机系统当中;4、研究了自适应Huffman编码的雷达目标数据压缩算法,较好地解决了精确采集后的雷达目标数据的有效传输问题,为目标识别提供了有力的前端支持。4第页国防科技大学研究生院学位论文第二章基于DSP的低分辨雷达目标检测与跟踪算法§2.1引言㈣在许多场合,我们要根据观测信号对几种可能存在的情况作出选择。如在雷达信号检测中,要观测雷达回波,根据观测的波形要作出判断是否存在雷达回波:在数字通信中,往往有多种信号波形传送给接收机,也要根据观测波形作出判断,几种可能产生的信号波形中到底传输的是哪一个信号波形,如图2.1-l所示。b;n1鳟蚪躯I刘仉l‘o鼢录咝翟卧噻H舞l航翅寝始E二J I图2.1—2雷达数据处理基本框图第5页国防科技大学研究生院学位论文雷达探测到目标后,点迹录取器提取目标的位置信息形成点迹数据,经预处理后,新的点迹与已存在的航迹进行数据关联,关联上的点迹用来更新航迹信息(跟踪滤波),并形成对目标下一位置的预测波门,没有关联上的点迹进行新航迹起始。如果已有的目标航迹连续多次没有点迹与之关联,则航迹终止。雷达数据处理的关键技术是航迹起始与终止、跟踪滤波、数据关联。航迹起始是进入雷达监视区域的新目标建立航迹的过程。在获得一组观测点迹后,这些点迹首先与已经存在的航迹(可靠航迹)进行关联,关联成功的点迹用来更新航迹文件,剩余的点迹存入暂时航迹文件,暂时航迹可能是由进入监视区域的“新目标”引起的虚假目标,因此暂时航迹必须经过确认才能转为可靠航迹。跟踪滤波的目的是根据已获得的目标观测数据对目标的状态进行精确估计,跟踪滤波的关键在于对机动目标的跟踪能力,机动目标跟踪的主要困难在于跟踪设定的目标模型与实际动力学模型的匹配问题。在多目标及杂波环境中,雷达接收到的量测可能不全是来自感兴趣的目标,因此要准确地判断量测(也称为点迹)与目标的一一对应关系是一件很困难的事情。数据关联的过程就是将雷达录取的点迹与已经存在的航迹进行比较并确定正确的点迹——航迹对的过程。当目标的波门内只有一个点迹时,关联的过程是比较简单的,但当目标比较多且相互靠近时,关联的过程就变得十分复杂,此时要么单个点迹位于多个波门内,要么多个点迹位于单个波门内,目前对此类问题的解决有两种方法:第一种方法是所谓的最近邻域法,即当目标的波门内有多个点迹时,选择统计距离最小(或所有互联的统计距离和最小)的点迹进行配对。这种方法的计算相对比较简单,但当目标靠得较近或作交叉飞行时,存在较多的误跟和丢失目标的现象。另一种方法称为全邻域法,这种方法考虑跟踪波门内的所有点迹,并对所有点迹计算概率权值,形成~个等效的量测点,用这个等效的量测来更新目标的状态。在本文当中,我们采用了目标运动的连续性原理下的多目标跟踪算法㈣,来实现对多目标进行有效地跟踪。§2.2 采样率相关的目标检测算法§2.2.1检测系统采样率的选择恰当采样率的选择对与雷达系统检测的实现是有意义的,过低的采样率不能保证雷第6页播放器加载中，请稍候...
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