【摘要】：毫米波雷達分辨率高,具有全天時、全天候的工作能力,這些優(yōu)點很好地迎合了現(xiàn)代社會民用的需求。攝像頭作為一種低成本、高性能的傳感器,具有安裝便利、功能齊全且可以根據(jù)需求進行定制開發(fā)的優(yōu)勢。毫米波雷達和攝像頭作為兩種功能強大的傳感器,通過信息融合可以在數(shù)據(jù)相互驗證的基礎(chǔ)上實現(xiàn)信息互補,在增強數(shù)據(jù)可靠性的同時獲得對目標(biāo)更全面的描述。本文圍繞毫米波雷達與視頻的信息提取與融合問題,開展了以下幾個方面的研究工作:(1)利用雷達進行多目標(biāo)分辨與運動參數(shù)估計的研究。針對實際運用中場景的復(fù)雜多變和對多目標(biāo)分辨能力的需求,設(shè)計了一種基于快慢時間維聯(lián)合估計的多目標(biāo)測速測距方案,并通過仿真和實測數(shù)據(jù)驗證了該方案的可行性與在多目標(biāo)場景下的性能。提出了基于二維頻譜的目標(biāo)檢測算法,推導(dǎo)了基于二維頻譜的多目標(biāo)測角算法。(2)利用攝像頭進行運動目標(biāo)的檢測與分類研究。對現(xiàn)有的幾種視頻運動前景提取算法進行詳細介紹,主要包括幀間差分法和高斯混合模型法(Gaussian Mixture Model,GMM)。闡述了基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的前景圖像去噪方法。詳細介紹了利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Convolutional Neural Network,CNN)進行圖片分類的步驟和工作原理。(3)詳細推導(dǎo)了從雷達所在的三維球坐標(biāo)系向像素點所在的二維坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的關(guān)系。提出了一種在毫米波雷達和攝像頭之間進行時間和空間標(biāo)定的方法。在標(biāo)定準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上進行雷達和攝像頭的信息融合,剔除虛警數(shù)據(jù),劃定感興趣區(qū)域(Region of Interest,ROI)并進行目標(biāo)的分類與識別。(4)以典型的交通應(yīng)用為例,在真實場景下驗證該毫米波雷達與視頻融合系統(tǒng)的實測效果。
【學(xué)位授予單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN957.5
【圖文】：

雷達與視頻的信息提取與融合研究??２．１基于快慢時間維聯(lián)合估計的多目標(biāo)運動參數(shù)估計??基于快慢時間維聯(lián)合估計的二維信號處理方案提供了一種既能分開徑向距??離相近的目標(biāo)，又能通過脈沖積累提升雷達最大作用距離的方法。單個線性調(diào)頻??周期內(nèi)的時間稱為快時間；橫跨多個快時間，度量多個周期的時間稱為慢時間。??采用基于快慢時間維聯(lián)合估計的二維信號處理方案進行目標(biāo)分辨，經(jīng)過快時間維??分辨，目標(biāo)在距離維上進行區(qū)分；再經(jīng)過慢時間維分辨，對目標(biāo)在速度維進一步??區(qū)分。例如，和雷達的徑向距離相近的目標(biāo)，在快時間維上的譜峰相互重疊，無??法分辨；二維聯(lián)合估計在慢時間維上通過速度維上的差異，實現(xiàn)對徑向距離相近??的目標(biāo)的進一步分離�；诳炻龝r間維聯(lián)合估計的二維信號處理方案的大致流程??如圖２－１所示，??＂

Ｆｉｌｔｅｒ，ＫＦ）進行目標(biāo)跟蹤，并將結(jié)果顯示在相應(yīng)的上位機軟件界面中。??２．１．１?波形設(shè)計??基于快慢時間維聯(lián)合的多目標(biāo)運動參數(shù)估計波形設(shè)計方案如圖２－２所示，波??形由周期上調(diào)頻鋸齒波構(gòu)成，每個鋸齒波的帶寬為５，周期為７；ＲＩ，信號載頻為??／ａ。單個鋸齒波周期內(nèi)的時間稱為快時間；橫跨多個鋸齒波周期的時間稱為慢時??間。一次觀測的數(shù)據(jù)包括Ｍ個線性上調(diào)頻信號，觀測時長為ＴＰＲＩ‘Ｍ。接收信號??通過混頻器降頻后，通過ＡＤＣ進行采樣，采樣頻率為乂。??／（ｔ）ｔ??慢時間??■???；?－？／??２Ｔｐｒｉ?Ｈｒｊ??圖２－２雷達發(fā)射波形設(shè)計??發(fā)射信號由周期上調(diào)頻鋸齒波構(gòu)成，每個掃頻的回波信號經(jīng)過混頻和采樣后，??通過快時間維轉(zhuǎn)化到頻域。??在波束內(nèi)的每個目標(biāo)會在快時間維的傅立葉頻譜上產(chǎn)生一個差頻／Ａ，差頻??９??

其中Ｊ表示信號幅度，《（？；）為窗函數(shù)，Ａ：為上調(diào)頻信號的調(diào)頻斜率，７；表示采??樣間隔。在式（２－６）的基礎(chǔ)上，進行快慢時間維聯(lián)合估計原理的推導(dǎo)。??基于快慢時間維聯(lián)合的多目標(biāo)運動參數(shù)估計方案的操作步驟如圖２－３所示。??／（ｔ）ｔ??ｆ〇?＋?Ｂ?４／！?７／１??Ｊ丨?Ｖｈ＇?＇＇??ＴＪｔＲ］?２７＂ｍ?＾Ｔ］ｔＲＪ?（Ｍ—ｌ）ｒ；＞／ｙ?ＭＴｐｒｉ??＼?＼?＼?ｊｋ?＼?ｊ?＼?ｊ??快一間ｊ?Ｉ快“閭ｊ?ｐｉｉｌｉＷ?｜快ｉｌｌ間??淮?ＦＦＴ?維?ＦＦＴ?港?ＦＦＴ??維?ＦＦＴ??＾￣￣?ｉｘｉ：娜間ｉ?－??一?Ｈ?維ｍ????１?｜慢時間?????ｌｉ?ｍ＼－ｒ?￣????．ｎ?Ｉｆｉｓｍｉ．??ｍ???：雄ＦＦＴ廠???被??靼＂：一一：一一；?７?￣＂■一；一一；?＾?＾????］ｒｗｆｓｉｉ????｜｜｜｜?｜?｜?Ｈ?維ＦＦＴ?￣?｜????時間?＾??圖２－３基于快慢時間維聯(lián)合估計的多目標(biāo)運動參數(shù)估計算法示意圖??不失一般性，假設(shè)目標(biāo)數(shù)為／，每個周期的采樣點數(shù)為７Ｖ，?—次聯(lián)合估計所??用的鋸齒波數(shù)為從，經(jīng)過／個目標(biāo)反射的回波信號混頻、加窗后，由式（２－６）可以??得到中頻信號的表達式為??ｒ（／）＝?＾＇＾Ａ，＾（Ｎ）ｅｘｐ｜／２＾?＾＾?＋?（ｌｌ＾?＋?＾ＭＬ）ｎＴｓ?１??ｍ＝０?ｎ＝０?Ｌ?＿?Ｃ?＼?＾?＾?Ｊ?＿?Ｊ??＋ＸＺＡ２６，（＾）ｅｘｐ｜＞２；ｒ?＾＾＋［＾＾?＋?＝＾＼ｔｓ?｝?＋?．．．?（２－７）??ｍ＝０?ｎ＝０?［?＿?Ｃ
【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 羅逍;姚遠;張金換;;一種毫米波雷達和攝像頭聯(lián)合標(biāo)定方法[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年03期

2 潘泉,于昕,程詠梅,張洪才;信息融合理論的基本方法與進展[J];自動化學(xué)報;2003年04期

本文編號：2875027