一种基于地面数字电视信号的夜视系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于地面数字电视信号的夜视系统及其实现方法，包括：信号接收模块，用于接收来自地面数字电视基站发射的第一射频信号以及从观测区域返回的第二射频信号，经放大、滤波、模数转换后输出第一信号和第二信号；通信模块，用于将信号接收模块输出的第一信号和第二信号传输至所述软件模块；坐标接收模块，用于获取夜视系统的实时坐标，并传输至软件模块；软件模块，包括第一至第八子模块，用于对第一信号和第二信号进行一系列处理，并结合坐标接收模块获取的系统实时坐标以及地面数字电视基站坐标进行二维时域滤波处理，获取观测区域的图像。本发明专利技术可以解决现有夜视系统图像分辨率低、系统价格高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地面数字电视信号的夜视系统及其实现方法
本专利技术涉及一种基于地面数字电视信号的夜视系统及其实现方法，具体涉及一种采用地面数字电视信号进行夜间目标成像的系统及其实现方法，属于安防

技术介绍
夜视系统是一类帮助用户在夜间获得视线的辅助系统，常用于汽车，使得驾驶者在夜间或光线微弱的情况下获得前方路况信息，能够给驾驶者对前方潜在威胁提供预警。现有的夜视相关的技术方案如《CN-201520869666-车载夜视系统》，《CN201720709058一种车载夜视系统》等皆采用红外成像技术，其缺点主要包括：(1)红外夜视成像系统属于主动式系统，包括红外信号发射机和接收机，成本较高。(2)如果物体的温度对比度低，红外夜视系统产生的图像分辨率较差。因此，如何降低系统价格以及如何提高物体温度对比度低时的图像分辨率是亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的是：提供一种基于地面数字电视信号的夜视系统及其使用方法，以解决图像分辨率低、系统价格高的问题。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于地面数字电视信号的夜视系统，其特征在于，包括：信号接收模块，用于接收来自地面数字电视基站发射的第一射频信号以及从观测区域返回的第二射频信号，经放大、滤波、模数转换后输出第一信号和第二信号；通信模块，用于将信号接收模块输出的第一信号和第二信号传输至所述软件模块；坐标接收模块，用于获取夜视系统的实时坐标，并传输至软件模块；软件模块，包括第一子模块，第二子模块，第三子模块，第四子模块，第五子模块，第六子模块，第七子模块，第八子模块，其中：所述第一子模块，用于将所述信号接收模块输出的第一信号和第二信号从射频信号转换到基带信号，产生第一基带信号和第二基带信号；所述第二子模块，用于对所述第一基带信号进行第一处理，进行前置信号同步，消除频率误差，完成信道特征重构，完成相位补偿，输出第一处理信号；所述第三子模块，用于对所述第一处理信号进行第二处理，消除电压偏移，消除正交失配，时隙重组，输出第二处理信号；所述第四子模块，用于对所述第二处理信号进行第三处理，完成信道频率响应补偿、解扰码，输出第三处理信号；所述第五子模块，用于对所述第三处理信号进行第四处理，完成资源反映射、星座反映射，输出第四处理信号；所述第六子模块，用于对所述第四处理信号进行第五处理，完成符号解交织、级联解码，输出第五处理信号；所述第七子模块，用于对所述第五处理信号进行调制编码处理并结合地面数字电视信号的时隙结构，输出参考信号；所述第八子模块，用于对第七子模块输出的参考信号、第一子模块输出的第二基带信号、坐标接收模块获取的系统实时坐标以及地面数字电视基站坐标进行成像处理，获取观测区域的图像。进一步地，所述信号接收模块包括天线组件，射频组件及模数转换组件；所述天线组件包括第一天线和第二天线，所述夜视系统搭载在车辆上，所述第一天线指向天空，用于接收所述第一射频信号，所述第二天线指向车辆前方，用于接收所述第二射频信号；所述射频组件包括低噪声放大电路和带通滤波器电路，所述模数转换组件用于将所述射频组件输出的信号进行模数转换，并输出第一信号和第二信号。进一步地，所述第二子模块，包括前置信号同步组件，频率补偿组件，信道特征重构组件，相位补偿组件，其中：所述前置信号同步组件用于获取第一基带信号中前置信号的位置，并进行补偿，获得第一同步信号；所述频率补偿组件用于获取第一同步信号频率偏移，并进行补偿，获得第二同步信号；所述信道特征重构组件用于获取第二同步信号中数字电视业务流数据所在位置的数据信号频率响应；所述相位补偿组件用于对所述第二同步信号和所述数据信号频率响应进行滤波，获得第一处理信号。进一步地，所述第三子模块，包括电压偏移补偿组件，正交失配补偿组件，时隙重组组件，其中：所述电压偏移补偿组件用于获取所述第一处理信号的采样时间偏移，并进行补偿；所述正交失配补偿组件用于获取所述电压偏移补偿组件输出信号正交分量和差分分量的失配，并进行补偿；所述时隙重组组件用于对所述正交失配补偿后的信号进行矩阵化处理，获得第二处理信号。进一步地，所述第四子模块包括多载波解调制组件，信道频率响应补偿组件，解扰码组件，其中：所述多载波解调制组件对所述第二处理信号进行多载波解调制，将多路多载波信号变换为单路基带信号，获得多载波解调制信号；所述信道频率响应补偿组件使用所述多载波解调制组件输出的多载波解调制信号进行频率补偿处理，获得频率响应补偿信号；所述解扰码组件对所述频率响应补偿信号进行解扰码处理，获得第三处理信号。进一步地，所述第五子模块包括资源反映射组件，星座反映射组件，其中：所述资源反映射组件用于获取第三处理信号中地面数字电视业务流数据；所述星座反映射组件对所述地面数字电视业务流数据进行符号码流匹配，获得第四处理信号。进一步地，所述第六子模块包括符号解交织组件和级联解码组件，其中：所述符号解交织组件对所述第四处理信号进行矩阵操作，获得解交织后的信号；所述级联解码组件将解交织后的信号进行级联解码，获得第五处理信号。进一步的，所述第七子模块包括时隙结构生成组件和资源映射组件，其中：所述时隙结构生成组件产生地面数字电视信号的时隙信号；所述资源映射组件将第五处理信号和所述时隙信号进行资源映射，获得参考信号。进一步，所述第八子模块包括距离向时域滤波组件，成像场景矩阵重构组件和方位向时域滤波组件，其中：所述距离向时域滤波组件对参考信号和第二基带信号进行距离向时域滤波，获得距离压缩信号；所述成像场景矩阵重构组件对成像场景中的目标像素点进行几何计算，获得成像场景矩阵；所述方位向时域滤波组件对系统坐标，地面数字电视基站坐标和成像场景矩阵进行几何计算，获得方位向参考信号；进而对所述距离压缩信号和方位向参考信号进行方位向时域滤波，获得观测区域的二维图像。一种基于地面数字电视信号的夜视系统的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)所述夜视系统搭载在车辆上，用于接收所述第一射频信号的第一天线指向天空，用于接收所述第二射频信号的第二天线指向车辆前方，车辆启动，所述夜视系统上电开始工作；(2)所述通信模块将第一信号和第二信号采集起来，并传输至所述软件模块；(3)所述坐标接收模块获取车辆所在实时位置，并传输至所述软件模块；(4)所述第一子模块对所述第一信号和所述第二信号进行频率转换，从射频信号转换到基带信号，获得第一基带信号和第二基带信号；(5)所述第二子模块对所述第一基带信号进行第一处理，进行前置信号同步，消除频率误差，完成信道特征重构，完成相位补偿，输出第一处理信号；(6)所述第三子模块对所述第一处理信号进行第二处理，进行消除电压偏移，消除正交失配，时隙重组，输出第二处理信号；(7)所述第四子模块对所述第二处理信号进行第三处理，完成信道频率响应补偿、解扰码，输出第三处理信号；(8)所述第五子模块对所述第三处理信号进行第四处理，完成资源反映射、星座反映射，输出第四处理信号；(9)所述第六子模块对所述第四处理信号进行第五处理，完成符号解交织、级联解码，输出第五处理信号；(10)所述第七子模块对所述第五处理信号进行调制编码处理并结合地面数字电视信号的时隙结构，输出参考信号；(11)所述第八子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于地面数字电视信号的夜视系统，其特征在于，包括：信号接收模块，用于接收来自地面数字电视基站发射的第一射频信号以及从观测区域返回的第二射频信号，经放大、滤波、模数转换后输出第一信号和第二信号；通信模块，用于将信号接收模块输出的第一信号和第二信号传输至所述软件模块；坐标接收模块，用于获取夜视系统的实时坐标，并传输至软件模块；软件模块，包括第一子模块，第二子模块，第三子模块，第四子模块，第五子模块，第六子模块，第七子模块，第八子模块，其中：所述第一子模块，用于将所述信号接收模块输出的第一信号和第二信号从射频信号转换到基带信号，产生第一基带信号和第二基带信号；所述第二子模块，用于对所述第一基带信号进行第一处理，进行前置信号同步，消除频率误差，完成信道特征重构，完成相位补偿，输出第一处理信号；所述第三子模块，用于对所述第一处理信号进行第二处理，消除电压偏移，消除正交失配，时隙重组，输出第二处理信号；所述第四子模块，用于对所述第二处理信号进行第三处理，完成信道频率响应补偿、解扰码，输出第三处理信号；所述第五子模块，用于对所述第三处理信号进行第四处理，完成资源反映射、星座反映射，输出第四处理信号；所述第六子模块，用于对所述第四处理信号进行第五处理，完成符号解交织、级联解码，输出第五处理信号；所述第七子模块，用于对所述第五处理信号进行调制编码处理并结合地面数字电视信号的时隙结构，输出参考信号；所述第八子模块，用于对第七子模块输出的参考信号、第一子模块输出的第二基带信号、坐标接收模块获取的系统实时坐标以及地面数字电视基站坐标进行成像处理，获取观测区域的图像。...

【技术特征摘要】
1.一种基于地面数字电视信号的夜视系统，其特征在于，包括：信号接收模块，用于接收来自地面数字电视基站发射的第一射频信号以及从观测区域返回的第二射频信号，经放大、滤波、模数转换后输出第一信号和第二信号；通信模块，用于将信号接收模块输出的第一信号和第二信号传输至所述软件模块；坐标接收模块，用于获取夜视系统的实时坐标，并传输至软件模块；软件模块，包括第一子模块，第二子模块，第三子模块，第四子模块，第五子模块，第六子模块，第七子模块，第八子模块，其中：所述第一子模块，用于将所述信号接收模块输出的第一信号和第二信号从射频信号转换到基带信号，产生第一基带信号和第二基带信号；所述第二子模块，用于对所述第一基带信号进行第一处理，进行前置信号同步，消除频率误差，完成信道特征重构，完成相位补偿，输出第一处理信号；所述第三子模块，用于对所述第一处理信号进行第二处理，消除电压偏移，消除正交失配，时隙重组，输出第二处理信号；所述第四子模块，用于对所述第二处理信号进行第三处理，完成信道频率响应补偿、解扰码，输出第三处理信号；所述第五子模块，用于对所述第三处理信号进行第四处理，完成资源反映射、星座反映射，输出第四处理信号；所述第六子模块，用于对所述第四处理信号进行第五处理，完成符号解交织、级联解码，输出第五处理信号；所述第七子模块，用于对所述第五处理信号进行调制编码处理并结合地面数字电视信号的时隙结构，输出参考信号；所述第八子模块，用于对第七子模块输出的参考信号、第一子模块输出的第二基带信号、坐标接收模块获取的系统实时坐标以及地面数字电视基站坐标进行成像处理，获取观测区域的图像。2.根据权利要求1所述的基于地面数字电视信号的夜视系统，其特征在于：所述信号接收模块包括天线组件，射频组件及模数转换组件；所述天线组件包括第一天线和第二天线，所述夜视系统搭载在车辆上，所述第一天线指向天空，用于接收所述第一射频信号，所述第二天线指向车辆前方，用于接收所述第二射频信号；所述射频组件包括低噪声放大电路和带通滤波器电路，所述模数转换组件用于将所述射频组件输出的信号进行模数转换，并输出第一信号和第二信号。3.根据权利要求1所述的基于地面数字电视信号的夜视系统，其特征在于：所述第二子模块，包括前置信号同步组件，频率补偿组件，信道特征重构组件，相位补偿组件，其中：所述前置信号同步组件用于获取第一基带信号中前置信号的位置，并进行补偿，获得第一同步信号；所述频率补偿组件用于获取第一同步信号频率偏移，并进行补偿，获得第二同步信号；所述信道特征重构组件用于获取第二同步信号中数字电视业务流数据所在位置的数据信号频率响应；所述相位补偿组件用于对所述第二同步信号和所述数据信号频率响应进行滤波，获得第一处理信号；所述第三子模块，包括电压偏移补偿组件，正交失配补偿组件，时隙重组组件，其中：所述电压偏移补偿组件用于获取所述第一处理信号的采样时间偏移，并进行补偿；所述正交失配补偿组件用于获取所述电压偏移补偿组件输出信号正交分量和差分分量的失配，并进行补偿；所述时隙重组组件用于对所述正交失配补偿后的信号进行矩阵化处理，获得第二处理信号；所述第四子模块包括多载波解调制组件，信道频率响应补偿组件，解扰码组件，其中：所述多载波解调制组件对所述第二处理信号进行多载波解调制，将多路多载波信号变换为单路基带信号，获得多载波解调制信号；所述信道频率响应补偿组件使用所述多载波解调制组件输出的多载波解调制信号进行频率补偿处理，获得频率响应补偿信号；所述解扰码组件对所述频率响应补偿信号进行解扰码处理，获得第三处理信号。4.根据权利要求1所述的基于地面数字电视信号的夜视系统，其特征在于：所述第五子模块包括资源反映射组件，星座反映射组件，其中：所述资源反映射组件用于获取第三处理信号中地面数字电视业务流数据；所述星座反映射组件对所述地面数字电视业务流数据进行符号码流匹配，获得第四处理信号；所述第六子模块包括符号解交织组件和级联解码组件，其中：所述符号解交织组件对所述第四处理信号进行矩阵操作，获得解交织后的信号；所述级联解码组件将解交织后的信号进行级联解码，获得第五处理信号；所述第七子模块包括时隙结构生成组件和资源映射组件，其中：所述时隙结构生成组件产生地面数字电视信号的时隙信号；所述资源映射组件将第五处理信号和所述时隙信号进行资源映射，获得参考信号。5.根据权利要求1所述的基于地面数字电视信号的夜视系统，其特征在于：所述第八子模块包括距离向时域滤波组件，成像场景矩阵重构组件和方位向时域滤波组件，其中：所述距离向时域滤波组件对参考信号和第二基带信号进行距离向时域滤波，获得距离压缩信号；所述成像场景矩阵重构组件对成像场景中的目标像素点进行几何计算，获得成像场景矩阵；所述方位向时域滤波组件对系统坐标，地面数字电视基站坐标和成像场景矩阵进行几何计算，获得方位向参考信号；进而对所述距离压缩信号和方位向参考信号进行方位向时域滤波，获得观测区域的二维图像。6.一种基于地面数字电视信号的夜视系统的实现方法，采用如权利要求1-5所述的基于地面数字电视信号的夜视系统，其特征在于，包括如下步骤：(1)所述夜视系统搭载在车辆上，用于接收所述第一射频信号的第一天线指向天空，用于接收所述第二射频信号的第二天线指向车辆前方，车辆启动，所述夜视系统上电开始工作；(2)所述通信模块将第一信号和第二信号采集起来，并传输至所述软件模块；(3)所述坐标接收模块获取车辆所在实时位置，并传输至所述软件模块；(4)所述第一子模块对所述第一信号和所述第二信号进行频率转换，从射频信号转换到基带信号，获得第一基带信号和第二基带信号；(5)所述第二子模块对所述第一基带信号进行第一处理，进行前置信号同步，消除频率误差，完成信道特征重构，完成相位补偿，输出第一处理信号；(6)所述第三子模块对所述第一处理信号进行第二处理，进行消除电压偏移，消除正交失配，时隙重组，输出第二处理信号；(7)所述第四子模块对所述第二处理信号进行第三处理，完成信道频率响应补偿、解扰码，输出第三处理信号；(8)所述第五子模块对所述第三处理信号进行第四处理，完成资源反映射、星座反映射，输出第四处理信号；(9)所述第六子模块对所述第四处理信号进行第五处理，完成符号解交织、级联解码，输出第五处理信号；(10)所述第七子模块对所述第五处理信号进行调制编码处理并结合地面数字电视信号的时隙结构，输出参考信号；(11)所述第八子模块将地面数字电视基站坐标，系统实时坐标，第七子模块输出的参考信号和第一子模块输出的第二基带信号进行成像处理，获得观测区域的图像。7.根据权利要求6所述的基于地面数字电视信号的夜视系统的实现方法，其特征在于：所述第二子模块的实现方法包括：S200，构造本地地面数字电视信号前置信号，具体包括：根据地面数字电...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢赛楠，曾张帆，刘文超，周艳玲，潘永才，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42