非接触式生命体征检测装置的设计

为解决临床医学、急救或居家养老等应用场景中无法直接使用传统穿戴式监测仪器实时监测人体生命体征的问题,设计了一种基于多普勒雷达的非接触式生命体征检测装置,该装置通过STM32F429IGT6控制器从多普勒雷达检测的信号中实时提取人体呼吸和心跳信号。其硬件主要由微控制器、多普勒雷达传感器信号放大电路、滤波器、电平抬升电路等部分组成,系统通过IIR带通滤波实现呼吸和心跳信号分离与提取,使用FFT对分离的呼吸和心跳信号进行实时频谱分析,计算并显示呼吸和心跳次数。实验测试结果表明,该装置能有效实时检测人体的呼吸和心跳次数,实现2 m范围内的非接触式人体生命体征检测,心跳次数最大均值误差为9.14%,呼吸次数最大均值误差为4.7%。

双雷达与轮轴传感器融合的列车高精度测速方法

为在列车运动过程非线性变化、噪声为非高斯的条件下,实现测速传感器的量测误差校准及融合后的速度高精度估计,提出列车测速系统配置双雷达与轮轴传感器,并根据联邦粒子滤波进行融合的测速方法。以CRH3型列车在两车站间从启动到停止的运行全过程为例,将不同速度估计方法在列车产生空转、打滑、振动以及测速传感器存在动态噪声情况下的测速误差进行分析并验证。仿真结果表明:双雷达与轮轴组合进行校准后粒子滤波相对未校准时在空转和打滑阶段均方根误差可分别降低31.52%、47.35%;对比双雷达分离振动速度校准法和双雷达角度偏差估计校准法,双雷达分离振动速度校准法在列车振动速度占比0~1和雷达安装角误差-1°~1°范围内,相对误差最大可降低39.66%。采用联邦粒子滤波融合后的测速结果较融合前双雷达和轮轴传感器滤波测速的结果MAE分别降低34.71%,14.03%,RMSE分别降低26.51%、10.98%。采用联邦粒子滤波融合的方式较联邦扩展卡尔曼滤波融合测速均方根误差降低26.97%,最大绝对误差可降低16.10%。

管道物流系统测速定位数据融合矫正算法研究

地下物流运输体系被视为新一代智慧城市物流配送系统的重要载体,管廊内的货运车辆测速定位方法是该体系的关键技术之一。针对一类永磁悬浮管道物流系统的测速定位难题,设计了一种多普勒雷达与惯性传感器相结合的测速方法;另外,针对多普勒雷达测速数据失常问题,设计一种采用麻雀算法(SSA)和优化极限学习机(ELM)的组合分类模型(SSA-ELM),使用该模型对失常数据进行分类,并对失常数据采用对应的惯性传感器数据进行补偿与矫正。结果表明,SSA-ELM组合分类模型对多普勒雷达测速失常数据的分类正确率达99.69%,且通过补偿后速度积分得到的位移误差降至2.6%,有效提高管廊内车辆测速定位精度,为管道物流系统的安全运行提供可靠保障。

基于SCADE的多传感器列车测速定位系统模型设计

目前的列车测速定位技术有多种,但每一种定位技术都无法在特定场景下完全满足列车定位要求。文章通过分析现有列车测速定位技术的优缺点,提出了一种基于多传感器信息融合的测速定位系统模型。该系统模型以光电传感器、多普勒雷达、加速度度计及应答器为基础,通过对多信息源进行优化融合,可以有效解决列车空转、轮滑时定位误差大的问题,具有高精度和高可靠性等优点。同时,采用安全性软件开发工具SCADE对系统模型进行建模,并利用SCADE的模型检测工具Design Verifier对模型进行形式化验证,结果表明,该系统模型的安全性满足标准IEEE 1474.1中列车定位误差不能超过10 m的要求;基于SCADE Test的仿真测试结果表明,在列车正常、空转及轮滑状态下测速定位精度明显优于车载LKJ系统的。

磁悬浮列车测速定位技术

分析了国内、外磁悬浮列车中采用的测速定位技术的基本原理和特点.结合我国高速磁悬浮列车的研究现状,讨论了制订列车测速定位方案的基本原则,并提出了现阶段测速定位的实施方案及其需要解决的关键技术.最后,展望了列车测速定位技术的发展趋势.

基于地磁和雷达检测的无线车位检测器设计

为了提高单一地磁车位检测器的检测准确率,介绍了一种同时集成地磁和雷达两种探测技术的无线车位检测器的设计。该设计将地磁静态检测和雷达动态检测相结合,可以准确捕捉车辆驶入或驶离停车位时的信号特征,大大减少了车辆持续停车过程中的跳变现象和降低邻近短时间通过车辆的影响,有效提高了产品的检测准确率。实装测试结果表明,该车位检测器可以准确感知车辆的存在,具有较高的检测准确性和可靠性。

基于LoRa的停车位状态信息采集系统设计

为了满足城市停车智慧服务系统的建设需求,设计了一套基于LoRa的停车位状态信息采集系统.详细介绍了前端采集设备和服务器端设备管理系统的设计,重点介绍了车辆检测传感器的设计.车辆检测传感器同时集成了地磁和雷达两种检测技术,结合检测算法的优化设计,有效降低了车辆检测传感器的误检率和漏检率.实装测试结果表明:该系统具有较高的检测准确性和可靠性.

脉冲多普勒雷达作为导航传感器的应用研究

分析了采用脉冲多普勒雷达作为导航传感器的可能性，并说明了将这种雷达用作多普勒导航传感器的两种方法。

基于雷达和加速度传感器的动车测速系统

在动车运行过程中,速度和位置是保障其安全的重要数据。文章根据动车测速的要求,设计了一种雷达测速和加速度传感器测速协同工作的系统,雷达测速依据多普勒原理直接计算得到动车相对于地面的速度,加速度传感器可以监测雷达是否正常,在雷达测速的盲区,利用加速度传感器测得动车的加速度数据,通过加速度的积分得到速度值,雷达测速和加速度传感器测速相互补充。利用数字信号处理(digital signal processing,DSP)对测量数据进行处理,通过通用异步收发传输器(universal asynchronous reciver/transmitter,UART)将更可靠的速度值发往上位机。实验证明,该测速方式在复杂的铁路环境中能长期稳定地运行,满足全天候、实时性要求,在保障动车安全运行方面发挥重要作用。

一种基于低精度光纤陀螺的组合导航系统

针对实际工程要求,设计适用于低精度光纤陀螺的组合导航系统的试飞方法。构建一种基于低精度光纤陀螺的组合导航系统,包括磁传感器、多普勒雷达和卫星导航子系统,设计Kalman滤波器,给出其状态方程和量测方程,并进行飞行试验。试验结果表明:该组合导航系统满足中等精度导航需求,设计成本较低,算法科学可行,具有较强的实用性,可广泛应用于各种民用航空导航领域。

城轨交通列车速度检测静态测试信号源设计与实现

在城轨列车车载ATP速度检测模块静态测试过程中,设备输入信号的精确度直接关系到车载ATP速度检测模块的测试效果,为此提出了一种利用FPGA实现高精度静态测试信号源的设计方法,首先分析了信号源结构与接口需求,然后以FPGA为核心进行了软硬件模块化设计和实现。试验测试结果表明,该静态测试信号源输出的信号具有较高的精确度。

一款基于凌阳61单片机的汽车弯道会车雷达设计

介绍了一款3 cm微波汽车弯道会车雷达的设计方案。该雷达以凌阳61单片机为核心,充分利用凌阳61单片机的DSP处理功能和语音处理功能。该装置安装在行驶的汽车上,使行驶的汽车在弯道处能自动探测出前方行驶车辆,有效避免汽车出现会车险情。该装置结构简单,灵敏度高,适用于行驶在山区公路的各种汽车。

敏感头T/R组件

敏感头T／R组件利用一套发射机和四套接收机（简称1×4结构）在靶标上作面阵配置，通过对运动物体产生的多普勒频率测试处理，可及时获得运动物体相对靶标系统的空中轨迹。从而得到脱靶参数（距离和方向）即脱靶量的矢量位置。已研制成功的这套T／R组件是矢量脱靶参数测试系统中的核心部件──遥测敏感头。组件采用调频连续波多普勒雷达体制。工作在L波段的调频发射机输出1W功率。接收机采用相干接收、选颁中放、同步检波、有源滤波等电路，灵敏度为-120dBm。全套组件（1×4结构）重量3kg，功耗12W，探测距离50m，模拟试验已获成功。

TEP技术在多普勒气象雷达中的应用

战术环境处理器(TEP)是一种全传感器技术,可以将环境测量的回波数据转换成谱分量。TEP能够进行气候评估,与其他的环境感知技术的不同是它能够在执行雷达日常任务的同时完成测量工作。文中介绍了TEP在多普勒气象雷达中的应用,通过改善传感器和策略的环境感知、优化,提高气象雷达的准确测量和大气的连续变化。

微波多普勒雷达海浪参数提取算法

根据海浪混合表面散射理论和线性波理论,利用3种规模波对微波多普勒谱的不同贡献,推导出海浪谱与径向速度转换函数,得到了一种适用于多普勒雷达的海浪谱以及海浪参数提取算法.该算法从海洋回波的多普勒谱中获取径向速度序列,根据海浪速度谱与海浪谱之间的转换关系推导海浪谱,再用谱矩法计算相应的海浪参数.运用该算法分别对微波多普勒谱雷达的模拟与实测数据进行处理,实现了有效浪高和平均海浪周期的高精度提取,证实了该算法在微波段多普勒雷达的海浪参数反演中的准确性.