一种大测距动态范围高重频相干测距测速激光雷达(Ⅰ):体制及性能

分析了简单"对称三角线性调频(STLFM)"连续波测距测速激光雷达体制及其局限性,提出了"双本振"、"双调制双本振"、"双频双调制双本振"相干激光雷达体制,不同程度提升了简单STLFM体制激光雷达的测距动态范围及探测重复频率等性能.对三种体制中涉及到的关键理论进行了仿真分析,对探测精度进行了分析并提出了进一步提高测距精度的措施,仿真分析了采用脉冲积累降低对发射功率需求的能力.几种体制对比表明"双频双调制双本振"对称三角线性调频连续波测距测速激光雷达体制具有大测距动态范围、高探测重频、能有效降低对发射功率的需求等优点.

无源北斗一号接收机测距测速精度分析

针对气压高度辅助的北斗一号接收机,给出了定位测速模型,并提出了带有模糊逻辑控制器的跟踪测量环路、伪距和积分载波相位测量方法。最后定义了气压高度辅助的北斗导航下的几何误差因子,并分析了其对定位精度的影响。研究结果为国内北斗一号接收机的研制提供了理论依据和参考价值。

单车测距测速综合性实验项目开发

基于自主研发的便携式电子实验系统,开发了可同时实现单车测距和测速的综合性实验项目。通过传感器把车轮转动信号转换成脉冲电信号,由FPGA实现测量和显示控制,测量结果由液晶显示器显示。误差≤5%,响应时间≤5 S。该项目可用于电子技术课程设计,为后继科技创新活动提供思路。

基于单基元几何交汇法的被动目标测距测速研究

从理论上分析和推导了单传感器测距测速的几何交汇模型,该模型结合二维栅格搜索策略对具有稳定线谱的匀速直线运动目标进行距离和速度的估计。为满足交汇模型的测频精度要求,介绍了对短样本信号进行测频的谱估计法、过零法和Hilbert方法。把多组对应一定特征频率、正横距离、目标速度和信噪比的目标通过信号代入交汇模型进行计算机仿真,相应得出一系列测量误差曲线,分析结果表明,对于一定参数的通过信号该模型可以较精确的估计出目标的正横距离及速度。

具有实时语音播报的超声波测距测速仪设计

超声波凭借自身指向性强、能量消耗缓慢,以及在介质中传播距离远等优势,进而广泛应用于距离测量。与其它检测方式相比,超声波作为一种非接触式的检测方式,在检测过程中不受光线、被测对象颜色等因素的影响和制约。本文介绍了超声波测距测速的原理和方法。以STC89C52RC单片机作为主控制器,用定时器实现超声波驱动信号的发射,用动态扫描法实现测量结果的12864液晶显示和ISD4004语音播报。

基于OFDM导频信号的测距测速方法

实现车辆的距离和速度估计是车载通信与网络领域的重要方向,针对导频信号具有功率大、良好的无源探测性能等优点,本文在OFDM信号的基础上,提出了一种利用OFDM导频信号进行测距测速的方法。首先推导得到了OFDM导频信号接收信号频域矩阵,对其行、列向量频谱进行搜索,经过处理得到目标的距离和速度,然后通过仿真实验及性能分析,验证了OFDM导频信号能够满足车载通信网络中车辆测距测速要求。

基于测速测距激光雷达的飞行器地形匹配导航方法

针对中低空飞行器地形匹配与惯导组合中惯导误差累积导致高程图变形限制地形匹配精度、二维地形匹配运算量大和地形匹配失效时定位可用性差的问题,提出一种基于测速测距激光雷达的地形匹配导航方法。利用激光测速信息辅助构建高程图,减小高程图变形从而提高匹配精度,同时降低匹配结果与惯导的相关性;设计集成尺度不变特征变换(SIFT)特征与分步核验的地形匹配算法,提高匹配的实时性;采用激光测速信息辅助校正惯导,提高地形匹配失效时定位的可用性。典型场景地形数据的测试结果表明,基于激光测速辅助构建的高程图较基于惯导构建的高程图的地形匹配定位精度提高了36.6%,所提的卡方初始化随机抽样一致性地形特征误匹配检测算法(TCI-RANSAC)相比于RANSAC算法缩短了55.6%的核验时间,且测速信息的引入将组合定位精度提高了65.9%,具备较高的工程应用价值。

基于首尾冗余的列控车载设备测速测距系统

测速测距系统主要任务是向列车控制系统提供实时的速度和位移信息,常见的测速测距系统主要采用多传感器(如速度传感器、雷达传感器、加速度计、卫星等)融合的方式。从系统的角度提出一种基于多种传感器融合的首尾冗余测速测距系统设计方案,既能有效地降低因单点故障导致的测速测距系统故障,又能避免因测速测距系统故障而导致的信号系统故障,从而实现了车头、车尾测速测距系统的安全冗余。

相控阵测控技术(四):相控阵测控中角误差对测速/测距误差的耦合效应

相控阵中,控制各阵元移相值实现角度跟踪的同时也会对合成载波的相位产生影响,而测控中的测速/测距又是通过测量该相位来实现的,这就使得角度跟踪对测速/测距精度产生了影响,这是相控阵应用于测控系统的主要技术问题。研究了这种效应及其产生的机理,分析了各种影响因素,阐述了它的物理意义,推导出了相应的公式,指出了它对测速/测距误差的影响。

基于正负分频信号的测速与测距方法

本文针对LFM信号时频耦合、无法准确测速和测距的问题,提出一种基于正负分频信号的高精度测速测距方法。首先,根据信号的频域分割性把它分成正、负LFM信号并分别脉压和检测;其次,计算检测点的特征向量并作目标匹配,精确算出配准目标的速度和距离;最后,用Clean算法实现多目标匹配和参数测量。仿真结果验证了本文方法的有效性和精确性。

基于单个宽带脉冲的空间目标测距和测速方法

根据运动目标在宽带线性调频脉冲照射下的回波特点,提出了一种采用宽带单个脉冲对运动目标测速和测距的方法。该方法首先对回波信号进行STRETCH处理,然后对处理后的回波进行快速解线性调频,并用ESPRIT方法取代传统的FFT方法,从而大大提高了参数估计精度,实现了采用宽带单个脉冲对运动目标的同时测距与测速。仿真试验表明该方法具有良好的测量精度。

基于MSP430的车载雷达测速测距系统

为解决大雾沙尘暴等恶劣天气条件下交通事故频发以及汽车无法上高速公路的难题,提出一种基于MSP430单片机的车载雷达测速测距系统。该系统以16位超低功耗微处理器MSP430F436为核心,通过检测微波雷达传感器输出混频信号的频率和幅值,获取与前方目标车辆的相对速度和距离值并对其进行实时显示。当检测值超过阈值时该系统发出光声报警,在反应时间内警示驾驶员采取安全措施,从而避免与前方的目标车辆相撞。实验测试结果表明,该系统具有测量精度高、量程宽、功耗低等优点。

基于轮轴速度传感器和加速度传感器的混合测速测距算法研究

为避免单一轮轴速度传感器在测速测距中存在的问题,设计了一种基于轮轴速度传感器和加速度传感器的混合测速测距算法。经过实验室仿真环境测试,证明该算法能有效地检测出列车是否出现空转或滑行,并保证在列车发生空转或滑行后的测速测距误差能够满足车载控制器对测速测距精度的需求。

车轮测距和测速实验开发

针对浙江大学电子技术课程的实验教学需要,开发了车轮测距和测速实验项目。该实验要求能测量特定自行车的行驶速度和行驶距离值;速度(km/h)采用两位数码管显示,距离采用三位数码管显示,测距测速误差≤5%,响应时间≤5s。

基于LSTM的列车测速测距设备故障诊断

列车测速测距设备是列车运行控制系统的重要组成部分,也是故障率较高的设备之一.针对测速测距设备故障诊断自动化程度低的问题,提出一种基于LSTM(Long Short-Term Memory)神经网络的列车测速测距设备故障诊断方法,利用自适应最小支持度的加权Apriori算法从测速测距设备的时间序列中提取与故障分类关联度高的时间序列,构建故障数据集;利用LSTM神经网络对故障进行分类对比,测试结果表明:在以时间序列为故障特征的条件下,LSTM分类效果优于全卷积神经网络(Fully Convolutional Neural Networks,FCNN)与循环神经网络(Recurrent Neural Network,RNN).

基于轮轴和雷达传感器的列车测速测距系统设计与仿真

设计了一种轮轴速度传感器和雷达速度传感器相结合的列车测速测距系统。该系统针对测速轮对空转/滑行造成的轮轴速度传感器测速测距误差问题,建立了空转/滑行检测判断模型和空转/滑行过程中的列车速度和走行距离误差校正模型。在实验室环境下搭建了该测速测距仿真系统,通过仿真试验验证了模型的有效性。该系统提高了列车测速测距的精度和可靠性。

高速列车测速测距系统滤波模型与融合策略研究

高速列车的测速测距系统是保障列车运行安全的关键要素。滤波算法的建模和分析是构建测速测距系统的一个重要前提。通过对列车测速传感器的工作原理以及观测方法进行分析,分别建立了基于卡尔曼滤波的等速模型和等加速模型,并在Matlab中对两种模型的滤波特点进行了仿真分析。同时初步探讨了适用于高速列车的多传感器融合策略。对实验室数据和现场采集数据的分析验证了两种滤波模型的有效性及各自特点。滤波模型的仿真分析与多传感器融合策略的研究为测速测距系统的开发提供了依据。

基于混沌检测理论的车载微波测速测距安全预警系统的研究

文章介绍了混沌振子微弱信号检测原理和多普勒测速原理,进而将混沌检测理论引入到测速系统中,构建了一个车载测速测距系统,分析了系统核心模块的组成和基本原理并对核心模块进行了仿真。仿真试验证明,本系统具有较高的检测精度,能精确监测前方车辆并在相对车速达到安全阈值时给出警示信号,避免碰撞事故的发生。

CRH2列控车载测速测距设备EMC实验及防护方法

CRH2型动车组具有特殊的电气接地方式,为车载电子设备带来了复杂的电磁兼容环境。在动车组运行过程中,围绕车载ATP测速测距设备发生了一些电磁兼容问题。通过对车载ATP测速测距电磁兼容问题的分析及实验研究,对相应的防护改进方法进行了介绍与探讨。