時(shí)0為正值，當(dāng)毫米波雷達(dá)1 位于β = 〇°的左側(cè)時(shí)β為負(fù)值；當(dāng)毫米波雷達(dá)1的自身掃描方向與毫米波雷達(dá)1所在平面垂直 時(shí)θ = 〇°，當(dāng)自身掃描方向位于θ = 〇°的上方時(shí)Θ為正值，當(dāng)自身掃描方向位于θ = 〇°的下方 時(shí)9為負(fù)值。由圖3可知第一旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角度郎Ρ為毫米波雷達(dá)1在水平方向的旋轉(zhuǎn)角度。
[0035] 優(yōu)選地，延時(shí)效應(yīng)是指，由于本裝置采用的是Ξ維度雙旋轉(zhuǎn)的技術(shù)方案，因此在雷 達(dá)檢測(cè)波從發(fā)出到返回的過(guò)程中，雷達(dá)的位置已經(jīng)發(fā)生了一定的偏移，雖然運(yùn)段時(shí)間很短， 但是當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度較高時(shí)，運(yùn)部分的誤差仍然不可忽視，運(yùn)是本裝置與其他固定雷達(dá)檢測(cè)裝 置不一樣的地方，因此必須引入專用的延時(shí)修正系數(shù)。延時(shí)修正子單元14包括距離測(cè)量修 正模塊、水平掃描修正模塊和垂直掃描修正模塊:距離測(cè)量修正模塊，用于對(duì)距離值Ρ的測(cè) 量值進(jìn)行針對(duì)雷達(dá)檢測(cè)波往返過(guò)程中延時(shí)效應(yīng)的修正，其輸出的修正因子為：
[0036]
[0037] 當(dāng)I αι+θι I > I曰2+目21且I βι I > I時(shí)時(shí)，說(shuō)明裝置的旋轉(zhuǎn)是朝著目標(biāo)點(diǎn)的方向運(yùn)動(dòng) 的，此時(shí)測(cè)得的實(shí)際值偏小，故上式采用正號(hào)，此時(shí)λρ>1，反之采用負(fù)號(hào)，此時(shí)λρ<1;同時(shí)， 由于tl-t2是一個(gè)很小的值，因此此修正模塊的具體修正值完全取決于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)周期Τ，旋 轉(zhuǎn)越快T越小，則修正系數(shù)與1的差的絕對(duì)值越大，反之則越小。
[0038] 垂直旋轉(zhuǎn)修正模塊，用于對(duì)垂直旋轉(zhuǎn)角α進(jìn)行針對(duì)雷達(dá)檢測(cè)波往返過(guò)程中延時(shí)效 應(yīng)的修正，其輸出的修正因子
；當(dāng)I αι I > 1021時(shí)，上式取正號(hào)，否則 取負(fù)號(hào)；
[0039] 水平旋轉(zhuǎn)修正模塊，用于對(duì)水平旋轉(zhuǎn)角β進(jìn)行針對(duì)雷達(dá)檢測(cè)波往返過(guò)程中延時(shí)效 應(yīng)的修正，其輸出的修正因3
當(dāng)I βι I > 1021時(shí)，上式取正號(hào)，否則 取負(fù)號(hào)；
[0040] 其中m為毫米波雷達(dá)1的最大可探測(cè)距離，且Ρ含用于反應(yīng)檢測(cè)目標(biāo)17和毫米 波雷達(dá)1之間距離對(duì)延時(shí)效應(yīng)的影響，目標(biāo)17越靠近毫米波雷達(dá)1則延時(shí)越小，反之延時(shí)越 大;ti為對(duì)該目標(biāo)17雷達(dá)檢測(cè)波發(fā)出的時(shí)間，t2為雷達(dá)檢測(cè)波返回的時(shí)間，則I ti-t21代表了 雷達(dá)檢測(cè)波往返于目標(biāo)17和毫米波雷達(dá)1之間所需的時(shí)間；ti為毫米波雷達(dá)1的水平旋轉(zhuǎn)周 期，t2為毫米波雷達(dá)1的豎直旋轉(zhuǎn)周期;αι為ti時(shí)的α值，〇2為t2時(shí)的α值;βι為ti時(shí)的β值，β2為 t2時(shí)的β值；Θ功ti時(shí)的Θ值，Θ勸t2時(shí)的Θ值;Ti = 2s，T2 = 2.4s，毫米波雷達(dá)的采樣間隔為2°/ So
[0041] 坐標(biāo)輸出子單元15:經(jīng)延時(shí)修正子單元修正后輸出的目標(biāo)空間坐標(biāo)為：
[0044] 數(shù)據(jù)處理單元還包括目標(biāo)RCS起伏特性測(cè)量子單元，用于對(duì)目標(biāo)的RCS序列變異系 數(shù)進(jìn)行測(cè)量，雷達(dá)截面積(RCS)值表征接收天線方向目標(biāo)反射信號(hào)的能力，通過(guò)測(cè)量目標(biāo) RCS起伏特性即可對(duì)比判別出不同的目標(biāo)類型。
[0045] 對(duì)于處在光學(xué)區(qū)域的復(fù)雜目標(biāo)，假設(shè)由N個(gè)散射中屯、構(gòu)成，根據(jù)雷達(dá)散射理論可 知，雷達(dá)回波可W看做是多散射中屯、的回波矢量合成，由于各個(gè)散射中屯、相對(duì)雷達(dá)的視線 角度不同，使得在矢量合成時(shí)，各自相對(duì)相位隨機(jī)變化導(dǎo)致回波信號(hào)幅度的起伏變化，RCS 值跟隨也出現(xiàn)起伏變化。因此雷達(dá)目標(biāo)RCS對(duì)目標(biāo)的姿態(tài)角變化非常敏感，目標(biāo)RCS時(shí)間序 列本質(zhì)上是RCS隨目標(biāo)方位角的變化量，是一個(gè)起伏量，則多散射中屯、目標(biāo)的RCS表示為目 標(biāo)方位角的函數(shù)：
[0046]
[0047] 其中，〇1表示第i個(gè)散射中屯、RCS，a+0表示目標(biāo)相對(duì)毫米波雷達(dá)的方位角，Ri表示第 i個(gè)散射中屯、相對(duì)雷達(dá)中屯、距離;λ為人為設(shè)定的參數(shù)；
[004引貝化CS序列變異系數(shù)表示為
庚中0化)表示第k次探測(cè) 目標(biāo)的RCS值，RCS序列均值
。將序列變異系數(shù)和方位角作為特征參數(shù)輸入 目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)即完成對(duì)目標(biāo)的識(shí)別。
[0049]在此實(shí)施例中，為報(bào)警裝置設(shè)計(jì)了新的毫米波雷達(dá)Ξ維環(huán)境感知系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn) 前方水平180°和豎直方向180°的無(wú)死角掃描覆蓋，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)耐用，抗干擾能力強(qiáng);利 用步進(jìn)式電動(dòng)機(jī)配合其它部件實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制功能，控制方便精確;針對(duì)新式旋轉(zhuǎn)雷達(dá)系 統(tǒng)的特點(diǎn)W及延時(shí)效應(yīng)設(shè)計(jì)了距離測(cè)量修正模塊、水平掃描修正模塊、垂直掃描修正模塊 等修正模塊，使得雷達(dá)的坐標(biāo)定位功能更精確，設(shè)置Τι = 2s，T2 = 2.4s，毫米波雷達(dá)的采樣間 隔為2°/s，在實(shí)現(xiàn)無(wú)死角檢測(cè)的同時(shí)，測(cè)量誤差小于1%，測(cè)量延時(shí)率小于0.5%，且實(shí)時(shí)性 更強(qiáng);給出了精確的坐標(biāo)計(jì)算方法，為自動(dòng)控制和誤差控制提供了基礎(chǔ);針對(duì)該新型旋轉(zhuǎn)機(jī) 械裝置，采用了新的RCS起伏特性測(cè)量裝置，使得RCS變異系數(shù)的測(cè)量更加精準(zhǔn)，對(duì)目標(biāo)識(shí)別 更有利;旋轉(zhuǎn)盤、旋轉(zhuǎn)軸等部件的尺寸可根據(jù)具體情況靈活選取，為各種不同大小的報(bào)警裝 置的適用性提供了條件；用毫米波雷達(dá)取代傳統(tǒng)的光波雷達(dá)，利用大氣窗口傳播時(shí)的衰減 小，受自然光和熱福射源影響小，能夠在惡劣的天氣狀況下對(duì)目標(biāo)進(jìn)行有效識(shí)別并發(fā)出警 報(bào)，為安全行駛提供可靠保障，具有高分辨力、高精度、小天線口徑等優(yōu)越性，取得了意想不 到的效果。
[(K)加]實(shí)施例2:
[0051] 如圖1-4所示的一種具有識(shí)別功能的智能防撞報(bào)警裝置，包括報(bào)警裝置和安裝在 報(bào)警裝置上的毫米波雷達(dá)Ξ維環(huán)境感知系統(tǒng);毫米波雷達(dá)Ξ維環(huán)境感知系統(tǒng)包括毫米波雷 達(dá)1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置10、控制單元11和數(shù)據(jù)處理單元12;旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置包10括第一旋轉(zhuǎn)軸3、 旋轉(zhuǎn)盤2和第二旋轉(zhuǎn)軸4,第一旋轉(zhuǎn)軸3豎直布置且與旋轉(zhuǎn)盤2的中屯、固接，所述第一旋轉(zhuǎn)軸3 通過(guò)第一步進(jìn)電機(jī)8驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)；由第二步進(jìn)電機(jī)9驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)軸4水平套裝在軸承 座5內(nèi)，所述軸承座5通過(guò)2個(gè)豎直布置的支撐軸6固接在旋轉(zhuǎn)盤2上;所述第二旋轉(zhuǎn)軸4的中 點(diǎn)處設(shè)置有連接部7,所述連接部7垂直于第二旋轉(zhuǎn)軸4且與第二旋轉(zhuǎn)軸4 一體成型，毫米波 雷達(dá)1與連接部7垂直固接;所述毫米波雷達(dá)1的自身固有掃描平面垂直于旋轉(zhuǎn)盤2所在平 面，且掃描范圍角為±30%所述旋轉(zhuǎn)盤2在布置支撐軸6的一側(cè)有切口 16,切口 16所在的直 線平行于第二旋轉(zhuǎn)軸4所在的直線，且任一支撐軸6與切口 16所在直線的距離小于50mm;所 述第一步進(jìn)電機(jī)8和第二步進(jìn)電機(jī)9均通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制，單片機(jī)用于接收控制命令，并將 控制命令轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)發(fā)送給電機(jī)，同時(shí)根據(jù)裝置的初始位置和兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角 度計(jì)算出旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置的當(dāng)前位置，并將旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置10的當(dāng)前位置狀態(tài)反饋給數(shù)據(jù)處理 單元12;所述旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置10整體在第一步進(jìn)電機(jī)8的帶動(dòng)下面向報(bào)警裝置前方18做水平 180°的周期往返運(yùn)動(dòng)，同時(shí)毫米波雷達(dá)1在第二步進(jìn)電機(jī)9的帶動(dòng)下面向報(bào)警裝置前方20做 豎直180°的周期往返運(yùn)動(dòng)；
[0052] 如圖5所示，數(shù)據(jù)處理單元12包括數(shù)據(jù)采集子單元13、延時(shí)修正子單元14和坐標(biāo)輸 出子單元15,數(shù)據(jù)采集子單元13接收毫米波雷達(dá)1測(cè)量得到的其與目標(biāo)的距離值P，同時(shí)接 收單片機(jī)發(fā)送的垂直旋轉(zhuǎn)角α和水平旋轉(zhuǎn)角e，W及毫米波雷達(dá)1自身的掃描角Θ，從而獲得 完整的毫米波雷達(dá)數(shù)據(jù)和掃描平面的位置;如圖5所示，設(shè)毫米波雷達(dá)1測(cè)得的某一目標(biāo)17 的讀數(shù)為(0，〇，0，9)，并定義：當(dāng)毫米波雷達(dá)1處于水平位置時(shí)〇 = 〇°，當(dāng)毫米波雷達(dá)1處于水 平位置上方時(shí)α值為正，毫米波雷達(dá)1處于水平位置下方時(shí)α值為負(fù)；當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)軸4與報(bào)警 裝置正前方方向垂直時(shí)0=0%當(dāng)毫米波雷達(dá)1位于0=0°的右側(cè)時(shí)e為正值，當(dāng)毫米波雷達(dá)1 位于β = 〇°的左側(cè)時(shí)β為負(fù)值；當(dāng)毫米波雷達(dá)1的自身掃描方向與毫米波雷達(dá)1所在平面垂直 時(shí)θ=〇°，當(dāng)自身掃描方向位于θ=〇°的上方時(shí)Θ為正值，當(dāng)自身掃描方向位于θ=〇°的下方 時(shí)9為負(fù)值。由圖3可知第一旋轉(zhuǎn)軸3的旋轉(zhuǎn)角度郎Ρ為毫米波雷達(dá)1在水平方向的旋轉(zhuǎn)角度。
[0053]優(yōu)選地，延時(shí)效應(yīng)是指，由于本裝置采用的是Ξ維度雙旋轉(zhuǎn)的技術(shù)方案，因此在雷 達(dá)檢測(cè)波從發(fā)出到返回的過(guò)程中，雷達(dá)的位置已經(jīng)發(fā)生了一定的偏移，雖然運(yùn)段時(shí)間很短， 但是當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度較高時(shí)，運(yùn)部分的誤差仍然不可忽視，運(yùn)是本裝置與其他固定雷達(dá)檢測(cè)裝 置不一樣的地方，因此必須引入專用的延時(shí)修正系數(shù)。延時(shí)修正子單元14包括距離測(cè)量修 正模塊、水平掃描修正模塊和垂直掃描修正模塊:距離測(cè)量修正模塊，用于對(duì)距離值Ρ的測(cè) 量值進(jìn)行針對(duì)雷達(dá)檢測(cè)波往返過(guò)程中延時(shí)效應(yīng)的修正，其輸出的修正因子為：
[0化4]
[005引當(dāng)I αι+θι I > I曰2+目21且I βι I > I時(shí)時(shí)，說(shuō)明裝置的旋轉(zhuǎn)是朝著目標(biāo)點(diǎn)的方向運(yùn)動(dòng) 的，此時(shí)測(cè)得的實(shí)際值偏小，故上式采用正號(hào)，此時(shí)λρ>1，反之采用負(fù)號(hào)，此時(shí)λρ<1;同時(shí)， 由于ti-t2是一個(gè)很小的值，因此此修正模塊的具體修正值完全取決于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)周期Τ，旋 轉(zhuǎn)越快T越小，則修正系數(shù)與1的差的絕對(duì)值越大，反之則越小。
[0056] 垂直旋轉(zhuǎn)修正模塊，用于對(duì)垂直旋轉(zhuǎn)角α進(jìn)行針對(duì)雷達(dá)檢測(cè)波往返過(guò)程中延時(shí)效 應(yīng)的修正，其輸出的修正因子；當(dāng)I αι I > I 021時(shí)，上式取正號(hào)，否則 取負(fù)號(hào)；
[0057] 水平旋轉(zhuǎn)修正模塊，用于對(duì)水平旋轉(zhuǎn)角β進(jìn)行針對(duì)雷達(dá)檢測(cè)波往返過(guò)程中延時(shí)效 應(yīng)的修正，其輸出的修正因3
自I βι I > I 021時(shí)，上式取正號(hào)，否則 取負(fù)號(hào)；
[0化引其中m為毫米波雷達(dá)1的最大可探測(cè)距離，且Ρ含用于反應(yīng)檢測(cè)目標(biāo)17和毫米 波雷達(dá)1之間距離對(duì)延時(shí)效應(yīng)的影響，目標(biāo)17越靠近毫米波雷達(dá)1則延時(shí)越小，反之延時(shí)越 大;ti為對(duì)該目標(biāo)17雷達(dá)檢測(cè)波發(fā)出的時(shí)間，t2為雷達(dá)檢測(cè)波返回的時(shí)間，則I ti-t21代表了 雷達(dá)檢測(cè)波往返于目標(biāo)17和毫米波雷達(dá)1之間所需的時(shí)間；ti為毫米波雷達(dá)1的水平旋轉(zhuǎn)周 期，t2為毫米波雷達(dá)1的豎直旋轉(zhuǎn)周期;αι為ti時(shí)的α值，02為t2時(shí)的α值;βι為ti時(shí)的β值，β2為 t2時(shí)的β值；Θ功ti時(shí)的Θ值，Θ勸t2時(shí)的Θ值;Ti = 2s，T2 = 2.4s，毫米波雷達(dá)的采樣間隔為2°/ So
[0059] 坐標(biāo)輸出子單元15:經(jīng)延時(shí)修正子單元修正后輸出的目標(biāo)空