一种目标雷达波散射热点全自动测量诊断装置及方法
阅读说明：本技术 一种目标雷达波散射热点全自动测量诊断装置及方法 (Full-automatic measurement and diagnosis device and method for target radar wave scattering hot spot ) 是由 彭刚 田进军 于 2020-07-06 设计创作，主要内容包括：本申请提供了一种目标雷达波散射热点全自动测量诊断装置及方法,包括智能行走小车、目标雷达散射热点测量系统、激光雷达以及多个全向激光靶标；其中,智能行走小车配有嵌入式计算机,能够按照指定路径在平面内自由行走、停止；所述目标雷达散射热点测量系统和所述激光雷达安装在智能行走小车上,识别并精确测量与各个所述全向激光靶标的距离；所述全向激光靶标的上端反射面覆盖有激光高反射率材料,并具备垂直向测距功能。本申请提高了目标雷达散射热点测量系统定位精度和效率,降低测量成本,避免了人员在测试场地内活动引入的人为干扰,改善目标雷达波散射热点测量结果精度。该装置适用于室内、室外目标雷达波散射热点测量环境。(The application provides a full-automatic measurement and diagnosis device and method for a target radar wave scattering hot spot, which comprises an intelligent walking trolley, a target radar scattering hot spot measurement system, a laser radar and a plurality of omnidirectional laser targets; the intelligent walking trolley is provided with an embedded computer and can freely walk and stop in a plane according to a specified path; the target radar scattering hot spot measuring system and the laser radar are installed on the intelligent walking trolley, and the distance between the target radar scattering hot spot measuring system and each omnidirectional laser target is identified and accurately measured; the upper end reflecting surface of the omnidirectional laser target is covered with a laser high-reflectivity material and has a vertical ranging function. The method and the device improve the positioning accuracy and efficiency of the target radar scattering hot spot measuring system, reduce the measuring cost, avoid the artificial interference caused by the movement of personnel in a test field, and improve the accuracy of the target radar wave scattering hot spot measuring result. The device is suitable for indoor and outdoor target radar wave scattering hot spot measuring environments.)
技术领域
本申请涉及目标雷达波散射热点测量技术领域，更具体的说，涉及一种目标雷达波散射热点全自动测量诊断装置及方法。
背景技术
在采用SAR成像技术获取目标整体散射热点像的过程中，首先通过移动目标雷达散射热点测量系统获得目标各个姿态、方位的局部散射热点像，然后将所有的局部散射热点像组合起来获得被测目标所有散射点的集合，最后将这些散射热点的散射特性进行矢量叠加，就可获得待测目标整体的散射热点像。要想获得待测目标整体散射热点像，必须对待测目标的各个姿态、方位进行局部测量，获取待测目标的各个姿态、方位的局部散射热点像。测量过程中，需由人工按照规划好的路径移动目标雷达散射热点测量系统，到达第一个测量点后，人工调整目标雷达散射热点测量系统天线指向，目标雷达散射热点测量系统对待测目标局部进行SAR成像测量，该测量点完成测量后，人工移动目标雷达散射热点测量系统到达第二个测量点，重复测量过程，以此类推，直至完成所有测量点的测量。
上述测量方法主要存在以下问题：一是测量周期长、效率低。由于待测目标往往为大型全尺寸复杂目标，为获取目标整体散射热点像，测量点往往多达十多个甚至数十个，通过人工移动目标雷达散射热点测量系统、调整系统天线波束指向、目标局部SAR成像测量等操作，完成整个操作过程至少需花十几小时～数十小时。二是时间跨度大、精度低。测量时间跨度长，导致背景测量和目标测量之间的时间间隔较长，因此目标雷达散射热点测量系统发生幅度与相位漂移和测试场环境因素将发生较大变化，不能很好地完成背景对消，从而导致目标雷达波散射热点测试置信度降低，降低测量结果精度。三是人员入场活动、干扰大，由于在整个测量过程中，需要人员进入场地完成移动、调整、测量等操作，人为地加入了干扰，包括人员自身的干扰和人员与目标、系统等之间的互耦干扰，由于人员在场地内是活动的，无法通过背景对消消除，从而加大目标雷达波散射热点测试误差。四是人工定位随意性大、精度低。由于移动目标雷达散射热点测量系统、调整系统天线波束指向等操作都是通过人工来完成，每个测量点都需要重复操作，人工定位随意性大，致使得到的目标雷达散射热点测量系统与待测目标间的距离误差大，进而影响待测目标雷达波散射热点测量结果精度。
发明内容
为了克服上述问题，本申请基于平面内坐标高精度激光定位技术，通过引入具备自动避障和在平面内自由行走、停止功能的智能行走小车，将目标雷达散射热点测量系统设置于智能行走小车上，利用激光雷达、多个(≥3)全向激光靶标和智能行走小车，实现智能行走小车的自主定位、行走和停止，进而实现目标雷达散射热点测量系统对目标整体散射热点的全自动测量。
本申请提供一种目标雷达波散射热点全自动测量诊断装置及方法，包括智能行走小车、目标雷达散射热点测量系统、激光雷达以及多个全向激光靶标；其中，智能行走小车配有嵌入式计算机，能够自动避障和水平360度全向运动以及精确停止，能够按照指定路径在平面内自由行走、停止；所述目标雷达散射热点测量系统和所述激光雷达安装在智能行走小车上，识别并精确测量与各个所述全向激光靶标的距离；所述全向激光靶标的上端反射面覆盖有激光高反射率材料，布置于待测目标预先设定的特征点的正下方，并具备垂直向测距功能；所述激光雷达的垂直波束中心点与所有全向激光靶标覆盖高反射率材料的反射面中心点处于同一平面。
作为优选，所述智能行走小车上装有具有升降功能的支撑系统。
作为优选，所述激光雷达的高度、俯仰角均可调，能够在安装平面上对360度范围进行2D扫描。
作为优选，所述全向激光靶标的底部设有水平调整机构。
本申请带来的有益效果：整个测量过程中，无需人工干预，实现目标雷达波散射热点的全自动测量，提高了目标雷达散射热点测量系统定位精度和效率，降低了测量成本，避免人员在测试场地内活动引入的人为干扰，显著改善目标雷达波散射热点测量结果精度。该装置适用于室内、室外平面内全尺寸目标雷达波散射热点测量环境。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种目标雷达波散射热点全自动测量诊断装置。
图2是本申请实施例提供的一种目标雷达波散射热点全自动测量诊断装置及方法的规划路径、测量点示意图。
其中，1.智能行走小车，2.目标雷达散射热点测量系统，3.激光雷达，4.全向激光靶标(≥3)。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本申请的技术方案作进一步具体的说明。
本实施例的一种目标雷达波散射热点全自动测量诊断装置，如图1所示，包括：智能行走小车1、目标雷达散射热点测量系统2、激光雷达3以及多个(≥3)全向激光靶标4。其中，智能行走小车1能够自动避障和水平360度全向运动以及精确停止，能够按照指定路径在平面内自由行走、停止，智能行走小车上装有具有升降功能的支撑系统。目标雷达散射热点测量系统2安装在智能行走小车1的支撑系统上，能够进行数据采集、分析和处理能力；激光雷达3安装在智能行走小车1上，通过对360度范围进行2D扫描，发现、识别并精确测量各个全向激光靶标4的距离，利用平面内坐标高精度激光定位方法，实时获取目标雷达散射热点测量系统2的精确坐标信息；多个(≥3)全向激光靶标4上端反射面覆盖有激光高反射率材料，全向激光靶标4底部设有水平调整机构，布置于待测目标预先设定的特征点的正下方，全向激光靶标4具备垂直向测距功能，能够精确获取目标上特征点的高度信息；激光雷达3激光器(接收器)垂直波束中心点与所有全向激光靶标4覆盖高反射率材料的反射面中心点(垂直向)处于同一平面。
测量开始前，根据测量方案，综合考虑测试环境、目标雷达散射热点测量系统2技术指标和待测目标尺寸等因素，规划测量路径和测量点(包括测量点数量、坐标等)。开启智能行走小车1电源，将规划好的测量路径和测量点存入智能行走小车1的嵌入式计算机中；对全向激光靶标4进行编号，将全向激光靶标4连线图和表存入智能行走小车1的嵌入式计算机中，表中包含全向激光靶标4连线的长度、端点编号和相邻两条边之间的夹角信息；逐个调整全向激光靶标4的位置和高度，使得每个全向激光靶标4位于相对应的待测目标特征点的正下方，所有全向激光靶标4覆盖高反射率材料的反射面中心点(垂直向)处于同一平面内；调整激光雷达3高度和俯仰角，使得激光雷达3垂直波束中心点与全向激光靶标4覆盖高反射率材料的反射面中心点(垂直向)处于同一平面内；调整目标雷达散射热点测量系统2姿态，使得目标雷达散射热点测量系统2天线和激光雷达3激光器(接收器)在平面内投影的坐标一致；调整目标雷达散射热点测量系统2天线和激光雷达激光器(接收器)波束指向，使得目标雷达散射热点测量系统2天线波束指向与激光雷达3激光器(接收器)初始0度方位的扫描方向一致。
图2为本申请实施例提供的一种目标雷达波散射热点全自动测量诊断装置及方法和规划路径、测量点示意图。开始测量时，先启动目标雷达散射热点测量系统2和激光雷达3，激光雷达3水平360度范围进行2D扫描，获取反射点的距离、角度及反射信号强度等信息，利用平面内坐标定位的方法，智能行走小车1的嵌入式计算机对激光雷达3扫描得到的信息进行甄别、匹配和坐标定位，解算激光雷达3的精确二维坐标(平面内)。智能行走小车1的嵌入式计算机将解算得到的激光雷达3的精确二维坐标(平面内)与预先存入的测量路径和测量点进行比对，驱动智能行走小车1到达第一个测量点，同时完成目标雷达散射热点测量系统2天线波束指向调整任务，使其对准目标待测量部位。目标雷达散射热点测量系统2开始工作，按预先设定的测量流程、步骤，完成目标局部雷达波散射热点数据的采集、存储，由于目标雷达散射热点测量系统2具备本控/遥控功能，目标局部雷达波散射热点数据的采集、存储过程既可以由目标雷达散射热点测量系统2自动完成，也可以通过远程异地由人工操控完成。目标雷达散射热点测量系统2在第一个测量点测量任务完成后，驱动智能行走小车1到达第二个测量点，重复第一个测量点的测量过程，以此类推，直至完成所有测量点的测量任务。智能行走小车1回到规划路线的终点，整个测量任务结束。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本申请精神作举例说明。本申请所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本申请的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了智能行走小车、目标雷达散射热点测量系统、激光雷达、全向激光靶标等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本申请的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本申请精神相违背的。