【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业雷达成像应用，具体涉及一种基于多模组级联的工业检测雷达成像平台。
技术介绍
1、充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术与实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级，而作为工业产线的传感器是智能感知的重要载体。
2、工业实时成像检测技术是工业检测领域的新技术与新方向，各个工业领域对成像技术需求不同，一般都采用光波或者电磁波作为检测的介质，较为常见的探测技术有人工目检、视觉识别技术、声波、x射线技术、毫米波太赫兹技术。进入21世纪，高科技电子产品、全数字网络产品的大量涌现，极大促进了工业影像市场蓬勃的发展。
3、许多对光学频段无法穿透的物体在毫米波及太赫兹波段变得透明，这使得毫米波及太赫兹波段雷达成像在无损检测领域非常有吸引力。雷达成像技术在工业质检领域拥有极为广阔的前景，可应用于工业互联网，如流水线上的缺陷检测，金属等特殊物品的筛查检测，产品包装完整度检测，器件尺寸检测，产品空包检测等，从而助力工业自动化提升到新水平。另外，毫米波及太赫兹波段频段在满足“透视”检测要求下，具有高准确率和高分辨率的特点，在较为恶劣的环境条件下，如烟雾、多尘、黑暗等环境中，仍具备超高时空间分辨率，能够实现高精度实时探测；相较于传统的x射线，毫米波太赫兹具有绿色环保、维护便利等优点，对人体无电离辐射危害。
4、传统雷达制式发射机、天线、接收机、信号处理机及终端设备等各分系统组成复杂且体积较大，设计开发周期长、成本高，同时无法快速部署适应多种检测需求。工业检测成像雷达作为工业互联网智能感知的重要组
5、随着半导体工艺的提高和毫米波集成电路的发展，将会使毫米波太赫兹硬件电路更加可靠，价格上也更加便宜，性能也会更加优越，从而使得毫米波太赫兹成像雷达向整体结构简化发展。
6、针对以上痛点问题及发展需求，以毫米波太赫兹雷达成像在工业场景应用，探索工业产线智能感知为目标导向，构建一种基于mmic单片集成雷达成像模组级联的工业检测雷达成像平台，具备小型化、高分辨率、低成本、快速灵活部署等特点，满足工业应用场景落地的迫切需求。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，包括多个雷达成像模组、信号处理模块和终端控制模块；多个雷达成像模组分别与信号处理模块相连，信号处理模块与终端控制模块相连；
4、雷达成像模组，作为毫米波太赫兹雷达的核心部分，包括整个发射/接收组件，被配置为用于完成毫米波太赫兹雷达信号的发射和接收反射的信号，并完成高速模数转换以及按照收发切换时序整理及发送雷达原始数据；
5、信号处理模块，被配置为获取各雷达成像模组的原始点云数据，并实现三维成像；
6、终端控制模块，被配置为接收信号处理模块的成像图片，利用智能识别单元进行质量缺陷识别，根据接收的周围外设信号实现对检测流程的控制，并将识别结果发送给周围外设实现相关缺陷品的剔除处理，同时提供人机交互界面和数据交互接口，展示包括成像图片、数据查询统计分析、雷达成像模组参数配置与使能控制、运行日志在内的信息。
7、优选地，雷达成像模组，包括射频前端模块和配置转换模块，射频前端模块通过板间连接器和定位孔安装固定在配置转换模块的上方；
8、射频前端模块，被配置为用于负责毫米波太赫兹信号的发生、调制、发射、接收以及回波信号的解调；
9、配置转换模块，提供雷达参数配置、状态及数据获取接口，被配置为用于完成射频前端模块的雷达波形配置、采样率设置、按时序收发切换不同的收发通道以及数据获取，并通过高速数据接口发送按收发通道顺序整理后的雷达原始数据及状态。
10、优选地，配置转换模块与射频前端模块，采用包括高速spi、mipi、lvds在内的高速数据总线形式通信，配置转换模块与射频前端模块的对应关系是一对一或一对多。
11、优选地，射频前端模块包括mmic芯片和高频pcb天线；mmic芯片包括放大器、振荡器、电子开关、滤波器、倍频器、移相器、混频器和模数转换多个电子元器件。
12、优选地，mmic芯片采用通用芯片或者专用芯片。
13、优选地，高频pcb天线，采用异形设计的微带mimo天线，实现多个雷达成像模组拼接后形成等效均匀线阵。
14、优选地，配置转换模块，包括嵌入式硬件与高速数据接口，嵌入式硬件与高速数据接口通过线路连接；
15、嵌入式硬件，被配置为用于完成射频前端模块的雷达波形配置、采样率设置、按时序收发切换不同的收发通道以及数据获取，并通过高速数据接口发送按收发通道顺序整理后的雷达原始数据及状态。
16、优选地，信号处理模块，包括数据获取单元和成像处理单元；数据获取单元和成像处理单元通过线路连接；
17、数据获取单元，被配置为用于获取各雷达成像模组的原始点云数据；
18、成像处理单元，被配置为用于实现三维成像。
19、优选地，终端控制模块，包括智能识别单元和人机交互界面，智能识别和人机交互界面通过线路连接；
20、智能识别单元，被配置为用于进行质量缺陷识别；
21、人机交互界面，被配置为用于展示包括成像图片、数据查询统计分析、雷达成像模组参数配置与使能控制、运行日志在内的信息。
22、优选地，嵌入式硬件采用包括arm、dsp、arm组合fpga在内的任一种；高速数据接口采用包括usb、pci-e、ethernet在内的任一种；信号处理模块选用工控机，成像处理单元采用包括cpu、gpu、cpu组合gpu、fpga在内的任一种。
23、本专利技术所带来的有益技术效果：
24、1、本专利技术采用的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台设计方案，相较于传统雷达成像检测方案，可根据实际应用场景实现多个雷达成像模组的灵活拼接成等效均匀线阵，同时利用快速成像算法及基于深度学习的目标检测和分类算法完成缺陷检测，从而实现毫米波太赫兹成像雷达在工业产线质检应用场景落地，有效满足了小型化、高分辨率、低成本、快速灵活部署等技术需求。
25、2、本专利技术采用的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台设计方案，单个雷达成像模组由射频前端模块和配置转换模块组成，将复杂的、开发周期较长的射频前端设计和后端控制配套设计相分离，针对需要高精度距离维分辨率特殊应用场景，可以采用外置宽带信号源模块与射频前端模块组合实现，有效提升了设计灵活度、缩短了开发周期，避免了射频前端的迭代升级带来后端控制配套的重新设计。
26、3、本专利技术采用的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台设计方案，射频本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，其特征在于：包括多个雷达成像模组、信号处理模块和终端控制模块；多个雷达成像模组分别与信号处理模块相连，信号处理模块与终端控制模块相连；
2.根据权利要求1所述的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，其特征在于：雷达成像模组，包括射频前端模块和配置转换模块，射频前端模块通过板间连接器和定位孔安装固定在配置转换模块的上方；
3.根据权利要求2所述的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，其特征在于：配置转换模块与射频前端模块，采用包括高速SPI、MIPI、LVDS在内的高速数据总线形式通信，配置转换模块与射频前端模块的对应关系是一对一或一对多。
4.根据权利要求2所述的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，其特征在于：射频前端模块包括MMIC芯片和高频PCB天线；MMIC芯片包括放大器、振荡器、电子开关、滤波器、倍频器、移相器、混频器和模数转换多个电子元器件。
5.根据权利要求4所述的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，其特征在于：MMIC芯片采用通用芯片或者专用芯片。
6.根据
7.根据权利要求2所述的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，其特征在于：配置转换模块，包括嵌入式硬件与高速数据接口，嵌入式硬件与高速数据接口通过线路连接；
8.根据权利要求1所述的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，其特征在于：信号处理模块，包括数据获取单元和成像处理单元；数据获取单元和成像处理单元通过线路连接；
9.根据权利要求1所述的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，其特征在于：终端控制模块，包括智能识别单元和人机交互界面，智能识别和人机交互界面通过线路连接；
10.根据权利要求1所述的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，其特征在于：嵌入式硬件采用包括ARM、DSP、ARM组合FPGA在内的任一种；高速数据接口采用包括USB、PCI-E、Ethernet在内的任一种；信号处理模块选用工控机，成像处理单元采用包括CPU、GPU、CPU组合GPU、FPGA在内的任一种。
...【技术特征摘要】
1.一种基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，其特征在于：包括多个雷达成像模组、信号处理模块和终端控制模块；多个雷达成像模组分别与信号处理模块相连，信号处理模块与终端控制模块相连；
2.根据权利要求1所述的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，其特征在于：雷达成像模组，包括射频前端模块和配置转换模块，射频前端模块通过板间连接器和定位孔安装固定在配置转换模块的上方；
3.根据权利要求2所述的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，其特征在于：配置转换模块与射频前端模块，采用包括高速spi、mipi、lvds在内的高速数据总线形式通信，配置转换模块与射频前端模块的对应关系是一对一或一对多。
4.根据权利要求2所述的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，其特征在于：射频前端模块包括mmic芯片和高频pcb天线；mmic芯片包括放大器、振荡器、电子开关、滤波器、倍频器、移相器、混频器和模数转换多个电子元器件。
5.根据权利要求4所述的基于多模组级联的工业检测雷达成像平台，其特征在于：mmic芯片采用通用芯片或者专用芯片。
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：林伟，闫文乐，徐洋，杨永席，王军，王俊生，吴仔贤，符涛涛，曹丙虎，岳翔，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十一研究所，
类型：发明
国别省市：
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