【摘要】：電力線是直升機低空安全飛行的重要因素,以往直升機對電力線探測的手段通常采用傳統(tǒng)極化毫米波雷達。然而,由于電力線的獨特的Bragg散射特性,當雷達波束指向與電力線法線夾角超過o?20時電力線回波強度很小,從而會有墜機危險。利用MIMO極化毫米波雷達對電力線進行全方位探測,并用寬范圍光學相機來輔助探測,對直升機的安全飛行具有重要意義。首先,本文描述了電力線探測系統(tǒng),即采用MIMO極化毫米波雷達對電力線進行全方位探測,并用寬范圍光學相機來輔助探測,同時給出兩個重要定義,即雷達回波的全方位信噪比和光學圖像中寬范圍電力線特征,然后設計了MIMO雷達發(fā)射的PFBS-LFMCW信號,以及介紹了電力線結(jié)構(gòu)模型和極化散射特性。其次,根據(jù)雷達回波和寬范圍拍攝的圖像中電力線所呈現(xiàn)特征,分別采用不同的檢測與識別方法。對于雷達回波,首先使用期望似然檢測方法,可在低信噪比下對電力線進行檢測,然后對電力線的Bragg散射特性,利用分形盒維數(shù)算法來進行識別,并與支持向量機分類識別結(jié)果進行對比;在寬范圍光學圖像中,采用基于K均值聚類和基于LSD的兩種電力線檢測算法,然后提取出寬范圍電力線特征,使用深度置信網(wǎng)絡和支持向量機進行對比分類識別。最后,利用小波變換對雷達圖像和光學圖像進行分解,將得到高頻和低頻分量分別采用的不同的融合規(guī)則來進行融合,以提高電力線檢測的可靠性。
【圖文】：

在極化毫米波雷達對電力線探測中，當雷達波束指向與電力線法線夾角不超過o 20時，電力線回波具有較強的 Bragg 散射。為了提高實際中對電力線的探測能力，本文提出一種基于機載MIMO極化毫米波雷達的電力線探測方法，并采用寬范圍光學相機作為輔助探測手段，以提高對電力線的全方位探測能力。因此，，本章先簡要介紹直升機對電力線探測的系統(tǒng)，將光學相機用以輔助MIMO 極化毫米波雷達進行探測；然后描述了電力線的結(jié)構(gòu)模型和散射模型，便于后續(xù)對雷達回波的分析；最后對 MIMO 毫米波雷達的信號收發(fā)模型和波形進行了分析和設計。2.2 電力線探測系統(tǒng)描述基于光學傳感器的電力線檢測系統(tǒng)因低能耗、體積小和輕重量也受到廣泛的關(guān)注，同時這些優(yōu)點也能很好的解決直升機裝載能力有限的問題。另外在低信噪比條件下，電力線會淹沒于強噪聲回波中而難以探測，可懫用光學相機來輔助 MIMO 毫米波雷達的探測，以提高直升機對電力線的探測能力。

表 3-1 EL 電力線檢測仿真參數(shù)線距離/m 信噪比/dB 發(fā)射/接收陣元數(shù)100.5，101 -10，0，5，10 8/16 EL 統(tǒng)計量 (b) 圖(a)中局部
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN958

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號：2692191