毫米波雷达数据无线采集与处理系统设计
2023-09-19曾倩科贾云飞张佳庆
电子设计工程 2023年18期
曾倩科,贾云飞,张 珊,张佳庆
(1.南京理工大学机械工程学院,江苏南京 210094;2.晋西工业集团有限责任公司,山西忻州 030000)
近些年,对于无人机障碍物检测的技术要求越来越高,传统的雷达检测手段已经无法胜任对高速运动物体的检测工作,所以开始研究与发展将性能更高的毫米波雷达作为无人机障碍物检测的前端[1]。在这种趋势的推动下,全世界的科研人员开始关注毫米波雷达这个新兴的技术。毫米波雷达是指发射毫米波的雷达[2],毫米波雷达同时具有微波制导和光电制导两大优点,一跃成为近些年来研究的热点[3]。2017 年,德州仪器Texas Instruments(TI)首次发布用于汽车和工业领域的毫米波雷达芯片,将毫米波雷达集成到一块芯片上。但由于新一代毫米波雷达出现时间短、技术复杂等,因此毫米波雷达采集板卡主要从国外进口[4],同时采集板卡造价过于昂贵,且作为单独设备使用时不利于携带,也无法满足无人机等小型化雷达系统的需求。毫米波雷达的数据量大、数据处理速度要求高,因此如何快速准确可靠地读取数据并解析是其难点[5]。
目前有基于单片机ARM 的数据采集系统[6]、基于DSP 的雷达采集系统[7],也有基于FPGA 的雷达采集系统[8],但是它们都是通过串口或者SPI 等其他的有线连接方式进行数据传输,使用十分不方便,且不能远距离传输。对于毫米波雷达系统在无人机等方向上的应用,无线数据采集是必不可少的。
基于上述一些问题,利用STM32F103C8T6、ESP-12F WiFi 芯片和Matlab App Designer,设计了一种可以进行无线快速采集雷达数据的采集系统,以实现毫米波雷达数据的快速准确可靠采集与解析。……
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