毫米波雷达及基于该毫米波雷达的无人机多目标测高方法技术

本发明专利技术公开了一种毫米波雷达及基于该毫米波雷达的无人机多目标测高方法，该毫米波雷达包括毫米波雷达电路板及通过接插件与毫米波雷达电路板电连接的供电接口板，毫米波雷达电路板上设有天线及与天线电连接的毫米波雷达传感器，毫米波雷达传感器上集成有数字信号处理器，毫米波雷达电路板用于通过天线发射毫米波，及接收障碍物反射回来的讯号，来测量出与目标的相对速度、距离和角度；供电接口板用于为毫米波雷达电路板供电。本发明专利技术提供的毫米波雷达及基于该毫米波雷达的无人机多目标测高方法，毫米波雷达采用双层板结构，装配方便，体积小；散热快，性能满足测试需求。

Millimeter wave radar and multi-target height measurement method of UAV Based on the millimeter wave radar

【技术实现步骤摘要】
毫米波雷达及基于该毫米波雷达的无人机多目标测高方法
本专利技术涉及雷达领域，尤其公开了一种毫米波雷达及基于该毫米波雷达的无人机多目标测高方法。
技术介绍
在无人机行业，为了确保无人机能在特定高度平稳飞行，测高传感器成为标配品，陆续出现了气压计测高、超声波+光流测高、激光测高和毫米波雷达测距，但是，气压计测高误差较大。超声波+光流测高，测高距离为(0.1-10m)，要求地面有丰富纹理。超声波测高距离(0.1-3m)，容易穿透植被实时性差。激光测高，植被对激光反射效果差，误差大，成本高。而毫米波雷达测距高度0.1-200m，精度高，全天候，环境适应性强，多目标监测，成本可控。随着无人机在各行业应用越来越广泛，测高传感器同样被广泛应用，然而现有市场上毫米波雷达方案中，毫米波雷达电路采用集成DSP(DigitalSignalProcessing，数字信号处理器)的单芯片毫米波雷达传感器且供电电路与单芯片毫米波雷达传感器被整合在一块PCB(PrintedCircuitBoard，印刷电路板)上，从而导致毫米波雷达电路中的单芯片毫米波雷达传感器温度过高而造成雷达性能紊乱的情况出现。因此，现有印刷电路板设计中将供电电路与毫米波雷达电路中的单芯片毫米波雷达传感器整合在一块PCB板上，是一件亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种毫米波雷达，旨在解决现有印刷电路板设计中将供电电路与毫米波雷达电路中的单芯片毫米波雷达传感器整合在一块PCB板上的技术问题。本专利技术的技术方案如下：根据本专利技术的一个方面，提供了一种毫米波雷达，包括毫米波雷达电路板及通过接插件与毫米波雷达电路板电连接的供电接口板，毫米波雷达电路板上设有天线及与天线电连接的毫米波雷达传感器，毫米波雷达传感器上集成有数字信号处理器，毫米波雷达电路板用于通过天线发射毫米波，及接收障碍物反射回来的讯号，来测量出与目标的相对速度、距离和角度；供电接口板用于为毫米波雷达电路板供电。进一步地，接插件包括设于供电接口板上的插针座以及设于毫米波雷达电路板上用于与插针座相适配的插针。进一步地，插针座包括设于供电接口板上的第一插针座和第二插针座，插针包括设于毫米波雷达电路板上的第一插针和第二插针，第一插针与第一插针座相配合，第二插针与第二插针座相配合。进一步地，毫米波雷达还包括支撑座，支撑座位于毫米波雷达电路板与供电接口板之间。进一步地，位于毫米波雷达电路板与供电接口板两者之间的插针座和支撑座的高度相等。进一步地，天线采用板载微带阵列天线，天线包括两个发射天线和四个接收天线，发射天线采用双列天线。进一步地，毫米波雷达电路板还包括与毫米波雷达传感器相连的Flash存储器。根据本专利技术的另一方面，还提供一种基于上述的毫米波雷达的无人机多目标测高方法，毫米波雷达设于无人机上，基于毫米波雷达的无人机多目标测高方法包括以下步骤：获取无人机距离植被的高度H1和无人机距离地面的高度H2；根据获取的无人机距离植被的高度H1和无人机距离地面的高度H2，测量出植被的高度H3，植被的高度H3＝H2-H1。进一步地，获取无人机距离植被的高度H1和无人机距离地面的高度H2的步骤包括：获取一维距离像中雷达探测到的最近障碍物和最远障碍物，求出雷达距离最近障碍物的距离h1与雷达距离最远障碍物的距离h2，其中，雷达距离最近障碍物的距离h1为无人机距离植被的高度H1，雷达距离最远障碍物的距离h2为无人机距离地面的高度H2。进一步地，获取一维距离像中雷达探测到的最近障碍物和最远障碍物，求出雷达距离最近障碍物的距离h1和雷达距离最远障碍物的距离h2的步骤包括：通过傅里叶变换公式将雷达探测到的包含最近障碍物与最远障碍物的连续型信号转换成离散型信号，计算出离散型信号峰值的最强目标值；以最强目标值为基准，设定第一门限值，当离散型信号的峰值强度大于第一门限值时，计算出一维距离像上的最近目标值，最近目标值为雷达距离最近障碍物的距离h1；以最强目标值为基准，设定第二门限值，当离散型信号的峰值强度大于第二门限值时，计算出一维距离像上的最远目标值，最远目标值为雷达距离最远障碍物的距离h2。本专利技术所取得的技术效果如下：本专利技术提供的毫米波雷达及基于该毫米波雷达的无人机多目标测高方法，毫米波雷达通过接插件将毫米波雷达电路板和供电接口板连接在一起，从而防止了由于供电电源温度过高产生固定的虚目标和由于毫米波雷达电路板温度过高而造成雷达性能紊乱现象的出现。本专利技术提供的毫米波雷达及基于该毫米波雷达的无人机多目标测高方法，毫米波雷达采用双层板结构，装配方便，体积小；散热快，性能满足测试需求。附图说明图1为本专利技术提供的毫米波雷达一实施例的结构示意图；图2为图1中供电接口板一实施例的结构示意图；图3为图1中毫米波雷达电路板一实施例的结构示意图；图4为本专利技术提供的毫米波雷达一实施例的功能模块框图；图5为本专利技术提供的毫米波雷达一实施例的电路模块框图；图6为本专利技术提供的基于毫米波雷达的无人机多目标测高方法一实施例的流程示意图。附图标号说明：10、毫米波雷达电路板；20、供电接口板；30、接插件；11、天线；12、毫米波雷达传感器；31、插针座；32、插针；311、第一插针座；312、第二插针座；321、第一插针；322、第二插针；40、支撑座；13、Flash存储器；21、直流变换器；22、电源管理集成电路；23、CAN电路。具体实施方案为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。请参阅图1，图1为本专利技术提供的毫米波雷达一实施例的结构示意图。该毫米波雷达包括毫米波雷达电路板10及通过接插件30与毫米波雷达电路板10电连接的供电接口板20，毫米波雷达电路板10上设有天线11及与天线11电连接的毫米波雷达传感器12，毫米波雷达电路板10用于通过天线发射毫米波，及接收障碍物反射回来的讯号，来测量出与目标的相对速度、距离和角度；供电接口板20用于为毫米波雷达电路板10供电。上述结构中，作为一个实施例，可参见图4和图5，供电接口板20包括直流变换器21和电源管理集成电路22，其中，直流变换器21，用于变换直流电压；电源管理集成电路22分别与直流变换器21和毫米波雷达电路板10电连接，用于将直流变换器21变换后的直流电压转化为多路工作电压输出给毫米波雷达电路板10。供电接口板20还包括CAN电路23，CAN电路23分别与直流变换器21和毫米波雷达电路板10电连接，用于在直流变换器21提供的工作电压下，CAN电路23与毫米波雷达电路板10进行数据连接。在本实施例中，毫米波雷达传感器12采用IWR1642芯片。直流变换器21采用LM7805芯片U1。电源管理集成电路22包括依次相连接的第一降压转换器LM53635芯片U2、第二降压转换器LP87702芯片U3和第三降压转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫米波雷达，其特征在于，包括毫米波雷达电路板(10)及通过接插件(30)与所述毫米波雷达电路板(10)电连接的供电接口板(20)，所述毫米波雷达电路板(10)上设有天线(11)及与所述天线(11)电连接的毫米波雷达传感器(12)，所述毫米波雷达传感器(12)上集成有数字信号处理器，所述毫米波雷达电路板(10)用于通过所述天线发射毫米波，及接收障碍物反射回来的讯号，来测量出与目标的相对速度、距离和角度；所述供电接口板(20)用于为所述毫米波雷达电路板(10)供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种毫米波雷达，其特征在于，包括毫米波雷达电路板(10)及通过接插件(30)与所述毫米波雷达电路板(10)电连接的供电接口板(20)，所述毫米波雷达电路板(10)上设有天线(11)及与所述天线(11)电连接的毫米波雷达传感器(12)，所述毫米波雷达传感器(12)上集成有数字信号处理器，所述毫米波雷达电路板(10)用于通过所述天线发射毫米波，及接收障碍物反射回来的讯号，来测量出与目标的相对速度、距离和角度；所述供电接口板(20)用于为所述毫米波雷达电路板(10)供电。


2.如权利要求1所述的毫米波雷达，其特征在于，
所述接插件(30)包括设于所述供电接口板(20)上的插针座(31)以及设于所述毫米波雷达电路板(10)上用于与所述插针座(31)相适配的插针(32)。


3.如权利要求2所述的毫米波雷达，其特征在于，
所述插针座(31)包括设于所述供电接口板(20)上的第一插针座(311)和第二插针座(312)，所述插针(32)包括设于所述毫米波雷达电路板(10)上的第一插针(321)和第二插针(322)，所述第一插针(321)与所述第一插针座(311)相配合，所述第二插针(322)与所述第二插针座(312)相配合。


4.如权利要求2或3所述的毫米波雷达，其特征在于，
所述毫米波雷达还包括支撑座(40)，所述支撑座(40)位于所述毫米波雷达电路板(10)与所述供电接口板(20)之间。


5.如权利要求4所述的毫米波雷达，其特征在于，
位于所述毫米波雷达电路板(10)与所述供电接口板(20)两者之间的插针座(31)和支撑座(40)的高度相等。


6.如权利要求1所述的毫米波雷达，其特征在于，
所述天线(11)采用板载微带阵列天线，所述天线(11)包括两个发射天线和四个接收天线，所述发射天线采用双列天线。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩文，周树培，文正林，
申请(专利权)人：长沙莫之比智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43