一种基于环境感知的雷达智能化处理系统

摘要

本发明公开了一种基于环境感知的雷达智能化处理系统，属于雷达技术领域，包括环境感知模块、分析控制模块、性能评估模块、雷达系统功能模块；所述环境感知模块，用于利用各种传感器和检测设备，连续或者定期检测雷达系统周边环境信息，并对接收到的检测信息进行过滤、格式转换；所述分析控制模块，用于接收所述环境感知模块的有效数据，对环境特征进行提取，并对雷达系统参数进行调整。本发明在传统的雷达的基础上，能够实时采集雷达所处环境的数据，并根据环境数据调整雷达的工作参数，调整完成之后对雷达的探测能力进行分析评估，保证雷达探测性能得到充分展现。

说明书

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，具体涉及一种基于环境感知的雷达智能化处理系统。

背景技术

目前的雷达系统都是按照固定的信号处理和数据处理模式完成设定的功能任务，但雷达所处的空间环境复杂多变，固定的处理方式难以有效且合理地利用雷达资源，雷达在特征多样的杂波、地理空间环境中探测效能无法得到稳定保障；部分雷达为了满足不同环境的工作需要，设计了参数可调整功能，能够根据不同的使用环境，调整雷达的工作参数，但人工调整速度慢、精度低，在电磁环境复杂多变的情况下，难以满足实际工作需求。

随着经济及科技的发展，雷达在人们交通生活中的地位越来越重要，雷达部署的自然环境越来越复杂，而且可能干扰雷达工作性能的电子设备种类、规模、功能及数量也越来越多，这都对雷达的处理方法带来了巨大的挑战。

可以预测，未来的雷达系统的处理将逐步走向自动化、智能化的道路，因此基于环境感知的智能化处理对于保障雷达在多种环境下的探测能力十分重要，为此，提出一种基于环境感知的雷达智能化处理系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何更好地满足复杂多变的环境中雷达系统的处理需求，解决在实际使用过程中雷达系统快速响应环境变化的问题，提供了一种基于环境感知的雷达智能化处理系统。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括环境感知模块、分析控制模块、性能评估模块、雷达系统功能模块；

所述环境感知模块，用于利用各种传感器和检测设备，连续或者定期检测雷达系统周边环境信息，并对接收到的检测信息进行过滤、格式转换；

所述分析控制模块，用于接收所述环境感知模块的有效数据，对环境特征进行提取，并对雷达系统参数进行调整；

所述性能评估模块，用于对雷达的探测性能进行评估，并将评估结果反馈给分析控制模块；

所述雷达系统功能模块，是雷达为完成雷达系统功能而设计的分机或系统；

所述雷达系统功能模块、所述环境感知模块、所述分析控制模块依次首尾通信连接，所述性能评估模块分别与所述雷达系统功能模块、所述分析控制模块通信连接。

更进一步地，所述环境感知模块包括依次连接的数据接口单元、数据过滤单元、格式转换单元、数据存储单元；所述数据接口单元利用各种环境感测传感器和检测电路连续或者定期采集雷达系统设备环境数据，并通过协议接口电路接收相应数据信息；所述数据过滤单元对接收到的数据信息进行过滤，提取有效的数据；所述格式转换单元将过滤后的数据转换为便于后续处理的数字格式；所述数据存储单元接收检测数据并将其储存到指定的数据库中。

更进一步地，所述环境数据包括电磁环境、温湿度、气压、风力风向等。

更进一步地，雷达系统包括天线分系统、收发分系统、信号处理分系统、跟踪显示分系统、监视控制分系统，所述天线分系统、所述收发分系统、所述信号处理分系统、所述跟踪显示分系统依次通信连接，并分别与监视控制分系统通信连接。

更进一步地，所述分析控制模块包括特征分析提取单元、参数调整控制单元与动态数据库；所述特征分析提取单元根据采集环境数据以及动态数据库储存的典型环境特征，获得最接近实际应用环境的典型环境参数数据；所述参数调整控制单元根据环境分析和结果，选择当前最优处理模式，调用动态知识库的处理设置参数，将参数调整命令发送给雷达监视控制系统，完成对雷达系统的处理方法优化；所述动态数据库是根据典型的环境特征及雷达应当采取的措施建立的一个动态的数据库。

更进一步地，所述特征分析提取单元与所述参数调整控制单元通信连接，所述动态数据库分别与所述特征分析提取单元、所述参数调整控制单元通信连接。

更进一步地，所述性能评估模块利用雷达探测目标的点航迹信息与标准信息进行比对，评价雷达对目标的探测距离和、探测精度以及杂波点数量。

更进一步地，标准信息由探测威力和精度性能比雷达系统更高的外接系统提供。

本发明相比现有技术具有以下优点：该基于环境感知的雷达智能化处理系统，通过整合雷达探测数据和环境感知数据，判断周边的电磁、地理空间环境，并根据数据进行知识学习和模型构建，将探测学习结果进行反馈、存储、更新，形成雷达处理方式优化的闭环架构，提高雷达系统处理的环境适应能力和探测效能，值得被推广使用。

附图说明

图1是本发明实施例二中雷达智能化处理系统框图；

图2是本发明实施例二中雷达系统功能模块框图；

图3是本发明实施例二中环境感知模块框图；

图4是本发明实施例二中分析控制模块框图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例一

本实施例提供一种技术方案：一种基于环境感知的雷达智能化处理系统，包括环境感知模块、分析控制模块、性能评估模块、雷达系统功能模块等；

环境感知模块利用各种传感器采集雷达周边区域的环境数据，包括电磁环境、温湿度、气压、风力风向等，环境感知模块通过通信接口或人机交互设备接收相应的各个检测信息，对接收到的检测信息进行过滤、格式转换，同时将数据传输给分析控制模块。

分析控制模块主要完成雷达所处环境的分析等功能。分析控制模块建立了动态知识库，由各种传感器获得的环境感知信息将被送入分析控制模块与动态数据库进行特征比对，选择最优的处理模式对雷达系统获得的回波信号进行处理。

性能评估模块主要完成雷达探测性能的评估等功能，主要包括探测距离、探测精度、杂波点数量等。

实施例二

如图1所示，本发明实施例的雷达智能化处理系统，具体包括环境感知模块、分析控制模块、性能评估模块、雷达系统功能模块；其中，雷达系统功能模块是雷达为了完成某一功能而设计的分机或系统；环境感知模块主要采集环境数据信息，通过协议接口与雷达系统功能模块、分析控制模块通讯，实现环境数据接收和存储；分析控制模块根据存储的环境数据，分析提取环境特征，并控制雷达系统调整参数；性能评估模块对雷达的探测性能进行评估，并将评估结果反馈给分析控制模块。

如图2所示，雷达系统是为了完成雷达的探测功能而设计的电子系统，一般包括天线、收发、信号处理、跟踪显示、监视控制等分系统。

如图3所示，环境感知模块具体包括环境感测传感器、数据接口单元、数据过滤单元、格式转换单元、数据存储单元等。环境感知模块运行时，采集雷达周边的环境参数信息，并对数据进行过滤、格式转换和存储。

数据接口单元利用各种传感器和检测电路连续或者定期采集雷达系统设备环境数据，并通过协议接口电路接收相应数据信息；

数据过滤单元对接收到的数据信息进行过滤，提取有效的数据，具体操作方法是将检测数据与平均值比较，剔除超出预设限值范围的检测数据，排除由于外界干扰等偶然因素导致部分检测数据明显超出正常范围的现象；

格式转换单元将过滤后的数据转换为便于后续处理的数字格式，各个检测数据根据预设要求选用不同的量值单位和小数部分保留位数，如电磁干扰强度定义为保留1位小数的分贝值等；

数据存储单元接收检测数据并将其储存到数据库中，便于后续处理的调用。

如图4所示的分析控制模块具体包括特征分析提取单元、参数调整控制单元和动态数据库等部分，分析控制模块运行时，本雷达智能化处理系统根据环境检测数据提取其特征，并与动态数据库比较，控制调整雷达系统参数。

特征分析提取单元根据采集环境数据，分析控制模块主要完成雷达所处的环境的分析等功能。分析控制模块建立了动态知识库，数据库设置多种典型环境特征及雷达应采取的对应措施，其中典型环境特征包括电磁干扰的类型、频率、幅度等及外界环境温湿度、风力等；雷达采取的对应措施包括门限调整、频率改变、滤波方式更换、副瓣对消及匿影等；由传感器获得的环境感知信号将被送入分析控制模块与动态数据库储存的典型环境特征进行特征比对，选择当前最优的处理模式，对雷达系统接收的回波信号进行处理；

动态数据库是根据典型的环境特征及雷达应当采取的措施建立的一个动态的数据库，并可以根据实际应用中的环境特征知识的提取，以及雷达系统参数调整和性能评估结果，不断地学习与扩充。

参数调整控制单元主要完成雷达系统处理参数的调整等功能。参数调整控制单元根据环境分析和结果，调用动态知识库的处理设置参数，将参数调整命令发送给雷达监视控制系统，完成对雷达系统的处理方法的优化。

性能评估模块利用雷达探测目标的点航迹信息与标准信息进行比对，评价雷达对目标的探测距离和探测精度；其中标准信息由探测威力和精度性能比本雷达系统更高的外接系统提供。

综上所述，上述实施例的基于环境感知的雷达智能化处理系统，通过整合雷达探测数据和环境感知数据，判断周边的电磁、地理空间环境，并根据数据进行知识学习和模型构建，将探测学习结果进行反馈、存储、更新，形成雷达处理方式优化的闭环架构，提高雷达系统处理的环境适应能力和探测效能，值得被推广使用。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。