(本文由納雷科技供稿,電子發(fā)燒友予以發(fā)布。)
新聞和電視中常常聽說戰(zhàn)機被雷達(dá)鎖定,只要戰(zhàn)機被一部雷達(dá)鎖定,就會有更多的雷達(dá)根據(jù)已鎖定雷達(dá)提供的信息同樣鎖定戰(zhàn)機,所以說一旦被發(fā)現(xiàn)基本上是跑不掉的。如果把雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用到安防領(lǐng)域,去鎖定地面目標(biāo),那是什么樣的一種體驗?是否鎖定以后也會跑不掉了呢?這到底又是什么樣的一種技術(shù)?
雷達(dá)探測目標(biāo)原理
雷達(dá)測距原理
雷達(dá)發(fā)射天線發(fā)射的信號經(jīng)過空間傳播后到目標(biāo)點,再由目標(biāo)反射到雷達(dá)接收天線,其傳播時間延遲 , 為目標(biāo)的距離, 為電磁波在空間中的傳播速度。接收信號經(jīng)過混頻后可以得到單頻點信號,其頻率表達(dá)式為 , 為帶寬, 為調(diào)頻周期,通過對接收信號的頻率進(jìn)行估計,可以得到時間延遲 ,最終可以得到探測目標(biāo)的距離。
雷達(dá)測速原理
由于目標(biāo)具有一定的速度,就會引起多普勒頻率,其表達(dá)式為 ,其中 為目標(biāo)相對于雷達(dá)的徑向速度, 為電磁波波長。通常發(fā)射每個脈沖的持續(xù)時間 相對較小,相鄰多個脈沖之間可以認(rèn)為目標(biāo)的距離未發(fā)生變化,由于目標(biāo)多普勒頻率的存在,使得每次接收到的目標(biāo)回波頻率的相位具有一定變化,根據(jù)其變化規(guī)律可以測出目標(biāo)的多普勒頻率,從而得到目標(biāo)的速度,下圖給出相鄰4幀目標(biāo)回波的示意圖。
雷達(dá)測角原理
對于遠(yuǎn)處(遠(yuǎn)場)某一目標(biāo),陣列天線中陣元1接收到的目標(biāo)回波信號和陣元2接收到的目標(biāo)回波信號相比,陣元2的信號會多傳播一段距離,由于此距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于目標(biāo)的距離,故而只會引起兩個陣元接收信號的相位差。
陣元2中接收到的信號多傳播的路徑長度為 ,其中 為目標(biāo)角度。該長度需要的傳播時間 ,對于窄帶信號(發(fā)射信號帶寬遠(yuǎn)小于信號頻率)而言,同一個頻率的時間延遲對應(yīng)于相位的差別,求解出兩陣元的相位差即可以測量目標(biāo)的角度 。
納雷科技NSR300WVF產(chǎn)品介紹
納雷科技NSR300WVF:納雷科技雷球聯(lián)動是基于毫米波雷達(dá)+視覺融合的系統(tǒng),雷達(dá)掃描系統(tǒng)具有主動探測并對區(qū)域進(jìn)行實時掃描,其在探測的同時可將探測目標(biāo)的位置信息同步傳輸給球機,對鎖定目標(biāo)進(jìn)行導(dǎo)引,球機可以在第一時間捕捉被探測目標(biāo)并對其進(jìn)行軌跡跟蹤、預(yù)測等功能,實現(xiàn)雷球聯(lián)動。
NSR300WVF是如何同時鎖定多個目標(biāo)?
多目標(biāo)出現(xiàn)在雷達(dá)監(jiān)視區(qū)域的情況示意圖如下:
在檢測端會探測到多個目標(biāo),并且目標(biāo)的分布可能隨機出現(xiàn),有不同的距離,有在同一一距離上不同速度的目標(biāo)(如圖中的T7和T8),也有在同一距離上不同角度的目標(biāo)(如T4和T5),當(dāng)然也有可能在檢測端出現(xiàn)虛假的目標(biāo)。并且由于是單幀檢測,目標(biāo)的距離、速度以及角度的真實值和檢測量存在一定的差異,所以不能直接以單次的檢測值作為目標(biāo)的真實信息。
對于單次檢測的目標(biāo)信息,需要從點跡到軌跡的匹配過程,將檢測的點‘歸屬’于真實的目標(biāo)。此過程需要利用檢測的當(dāng)前信息以及之前的軌跡信息。如下圖所示,藍(lán)色點為目標(biāo)之前移動的軌跡,假設(shè)當(dāng)前檢測到2點N1和N2,通過一定的匹配規(guī)則,可以確定N1為此條軌跡的當(dāng)前檢測點。
由于檢測存在一定的誤差,需要對檢測的目標(biāo)信息進(jìn)行平滑濾波,以反應(yīng)目標(biāo)的真實軌跡,并且檢測端檢測到的目標(biāo)并非一定為真實的目標(biāo),需要進(jìn)行一定的判斷。故而檢測的目標(biāo)個數(shù)會遠(yuǎn)大于真實輸出的目標(biāo)個數(shù)。
經(jīng)過檢測、匹配、濾波等信號處理后,可以將真實的目標(biāo)軌跡呈現(xiàn)在用戶界面上,在雷達(dá)的監(jiān)視區(qū)域內(nèi),若存在多個目標(biāo),由于目標(biāo)之間的距離、速度或角度信息存在一定的差異,所以可以達(dá)到分辨不同目標(biāo)的能力,理論上雷達(dá)可以監(jiān)視整個區(qū)域內(nèi)任何可分辨目標(biāo)。實際運用時受限于系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計以及硬件計算時間的問題,雷達(dá)的最大目標(biāo)跟蹤數(shù)目會有所降低。
納雷科技NSR300WVF系統(tǒng)構(gòu)成:
雷達(dá):每秒8次的速度主動發(fā)射電磁波束,接收目標(biāo)反射回波進(jìn)行探測,獲取目標(biāo)的方位、距離等信息。 支持最多32個目標(biāo)同時探測跟蹤的能力,同時雷達(dá)支持≥10個目標(biāo)同步輸出,在最短時間內(nèi)給出最精確的探測結(jié)果, 采用智能算法,能夠主動學(xué)習(xí),對目標(biāo)具有自主分辨能力和環(huán)境適應(yīng)能力。
球機: 通過視覺進(jìn)行實時跟蹤目標(biāo)觀察,確定最終可疑目標(biāo)主動報警
系統(tǒng)軟件:簡單易操作,防區(qū)設(shè)置,警區(qū)實時查看、記錄與回放功能;采用開放式結(jié)構(gòu),可靈活地擴展為多級聯(lián)網(wǎng)方式,提供友好的報警查詢統(tǒng)計、警情顯示、報警內(nèi)容、解決方法等功能
納雷科技NSR300WVF系統(tǒng)特征
全天候、全天時防護(hù):適應(yīng)雨雪、霧霾、沙塵、煙等各種惡劣天氣,滿足7x24h實時防護(hù);
主動、立體:雷達(dá)主動預(yù)警,聯(lián)動視頻報警,實時鎖定目標(biāo),錄制報警信息,接入控制中心。
智能、可靠、誤報低:采用智能算法,精確偵測,有效過濾晃動樹木、飛鳥等,降低虛警。
簡單易用、開放性、兼容性:系統(tǒng)開放式結(jié)構(gòu),可靈活擴展接入多種安防平臺。廣泛應(yīng)用于司法、機場、油田、港口等關(guān)鍵應(yīng)用場景。
關(guān)于納雷科技:
納雷科技成立2012年,專注于無人機、安防、汽車、工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域毫米波雷達(dá)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售,覆蓋24GHz、77GHz、79GHz等頻段,以MIMO體制毫米波雷、認(rèn)知雷達(dá)為主要技術(shù)方向,成功開發(fā)10款以上毫米波雷達(dá)產(chǎn)品,探測距離覆蓋30~450米,安防雷達(dá)識別行走人目標(biāo)85%以上,產(chǎn)品銷往美國、韓國、英國、法國等10多個國家,實現(xiàn)每年3倍的增長,是國內(nèi)領(lǐng)先的毫米波雷達(dá)廠商之一。
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