一种雷达数据采集和处理系统的制作方法

    专利查询2025-04-25  8


    本公开涉及雷达,特别地涉及一种雷达数据采集和处理系统。


    背景技术:

    1、现阶段无人飞行器的应用越来越广泛,这类飞行器大多具有机动性强、飞行高度低、飞行速度较慢的特点。针对低空、慢速的小型无人飞行器检测难的问题,需要雷达检测设备具有较高的距离分辨精度,而提高距离分辨精度的同时信号带宽也会相应的提高,这对于信号处理组件的处理性能是一个巨大的挑战。

    2、传统的低成本无人飞行器探测雷达中的信号处理组件主要架构为fpga(fieldprogrammable gate array,现场可编程逻辑门阵列)加dsp(digital signal processing,数字信号处理器)的架构,此架构在完成雷达信号检测后还需进行目标凝聚及航迹处理,由此加大了信号处理组件的负担。另外为了对fpga的状态和处理信号实时监控,需通过其他接口将这些信号发送到上位机,而面对多接口的数据,实时匹配不同数据也会成为一个不小的困难。


    技术实现思路

    1、本公开提供一种雷达数据采集和处理系统,以用于实时接收雷达检测数据、信号处理组件的fpga的芯片状态信息并完成雷达点迹数据处理。

    2、第一方面,本公开提供了一种雷达数据采集和处理系统,应用于雷达信号处理系统,所述雷达信号处理系统包括信号处理组件,所述信号处理组件包括fpga芯片和dsp芯片,所述雷达数据采集和处理系统包括zynq芯片,所述zynq芯片包括pl端和ps端,所述ps端与所述pl端通过axi总线连接;

    3、所述pl端用于并行接收来自所述信号处理组件中fpga芯片的芯片状态信息和dsp芯片的雷达检测数据,并将接收到的所述芯片状态信息和所述雷达检测数据写入axi总线;

    4、所述ps端用于读取所述ps端接收到的雷达检测数据和芯片状态信息,并将所述雷达检测数据进行雷达数据处理,将所述芯片状态信息和经过雷达数据处理后的数据上传至上位机。

    5、在一些实施例中,所述pl端包括:

    6、local bus总线,用于接收来自信号处理组件的fpga芯片的芯片状态信息,并对所述芯片状态信息进行时钟匹配;

    7、emif总线,用于接收来自所述信号处理组件的dsp芯片的雷达检测数据;

    8、数据传输模块,用于将接收到的所述芯片状态信息和所述雷达检测数据的数据位数补齐,再按地址写入ps端的brma存储器中。

    9、在一些实施例中,所述ps端包括:

    10、ddr3存储器,用于通过axi总线读取ps端的bram中被写入的所述芯片状态信息和所述雷达检测数据;

    11、数据处理模块,用于将所述雷达检测数据进行雷达数据处理;

    12、网口模块,用于将所述芯片状态信息和经过雷达数据处理后的数据上传至上位机。

    13、在一些实施例中,所述pl端还包括数据写入模块,所述数据写入模块包括:

    14、数据补齐模块,用于将所述数据传输模块写入ps端的brma存储器中的数据的高位进行补0,以使所述芯片状态信息和所述雷达检测数据的数据位对齐;

    15、bram写入模块,用于将数据位对齐的数据按照地址低位到地址高位的顺序分别写入axi总线的不同地址空间。

    16、在一些实施例中,所述雷达数据处理包括点迹凝聚处理、航迹关联处理和目标跟踪处理。

    17、在一些实施例中,点迹凝聚处理包括距离凝聚处理和方位凝聚处理。

    18、在一些实施例中,所述距离凝聚处理包括:采用幅度加权平均方法求取凝聚点质心,将求取得到的凝聚点质心的数值作为相应目标点迹的距离估计值。

    19、在一些实施例中,所述方位凝聚处理包括:根据雷达同一目标点迹信息的特征,采用求均值或者幅度加权平均法求取目标点迹的方位估计值。

    20、在一些实施例中,所述航迹关联处理包括:采用扩展卡尔曼滤波算法进行航迹关联处理。

    21、第二方面,本公开提供了一种雷达信号处理系统,包括信号处理组件和上述方面所述雷达数据采集和处理系统,所述信号处理组件包括fpga芯片和dsp芯片。

    22、本公开提供的一种雷达数据采集和处理系统,通过zynq芯片的pl端的实现并行接收来自fpga芯片的实时处理信号和来自dsp的雷达检测数据,并将数据写入axi总线,然后通过zynq芯片的ps端通过axi总线读取pl端的数据,并对雷达检测数据进行处理,最后通过ps端的网口将所有数据处理结果、芯片状态信息传输至上位机,从而相比于传统的数据处理组件成本更低,其具备fpga并行处理的特点,能并行接收来自fpga的芯片状态信息以及来自dsp的雷达检测数据,并处理雷达数据处理的部分步骤,降低了传统信号处理组件的信号处理压力,提高了整个雷达信号处理分析图的信号处理能力。



    技术特征:

    1.一种雷达数据采集和处理系统,其特征在于,应用于雷达信号处理系统,所述雷达信号处理系统包括信号处理组件,所述信号处理组件包括fpga芯片和dsp芯片,所述雷达数据采集和处理系统包括zynq芯片,所述zynq芯片包括pl端和ps端,所述ps端与所述pl端通过axi总线连接;

    2.根据权利要求1所述的雷达数据采集和处理系统,其特征在于,所述pl端包括:

    3.根据权利要求1所述的雷达数据采集和处理系统,其特征在于,所述ps端包括:

    4.根据权利要求2所述的雷达数据采集和处理系统,其特征在于,所述pl端还包括数据写入模块,所述数据写入模块包括:

    5.根据权利要求1所述的雷达数据采集和处理系统,其特征在于,所述雷达数据处理包括点迹凝聚处理、航迹关联处理和目标跟踪处理。

    6.根据权利要求5所述的雷达数据采集和处理系统,其特征在于,点迹凝聚处理包括距离凝聚处理和方位凝聚处理。

    7.根据权利要求6所述的雷达数据采集和处理系统,其特征在于,所述距离凝聚处理包括:采用幅度加权平均方法求取凝聚点质心,将求取得到的凝聚点质心的数值作为相应目标点迹的距离估计值。

    8.根据权利要求6所述的雷达数据采集和处理系统,其特征在于,所述方位凝聚处理包括:根据雷达同一目标点迹信息的特征,采用求均值或者幅度加权平均法求取目标点迹的方位估计值。

    9.根据权利要求5所述的雷达数据采集和处理系统,其特征在于,所述航迹关联处理包括:采用扩展卡尔曼滤波算法进行航迹关联处理。

    10.一种雷达信号处理系统,其特征在于,包括信号处理组件和如权利要求1至9任一项所述的雷达数据采集和处理系统,所述信号处理组件包括fpga芯片和dsp芯片。


    技术总结
    本公开涉及雷达技术领域,特别地涉及一种雷达数据采集和处理系统,应用于雷达信号处理系统,雷达信号处理系统包括信号处理组件,信号处理组件包括FPGA芯片和DSP芯片,雷达数据采集和处理系统包括ZYNQ芯片,ZYNQ芯片包括PL端和PS端,PS端与PL端通过AXI总线连接;PL端用于并行接收来自信号处理组件中FPGA芯片的芯片状态信息和DSP芯片的雷达检测数据,并将接收到的芯片状态信息和雷达检测数据写入AXI总线;PS端用于读取PS端接收到的雷达检测数据和芯片状态信息,并将雷达检测数据进行雷达数据处理,将芯片状态信息和经过雷达数据处理后的数据上传至上位机。该系统可以降低传统信号处理组件的信号处理压力。

    技术研发人员:李杰,刘泉鑫,毛谨,柏明法,徐韬淇,夏秋磊,雍爱林
    受保护的技术使用者:四川九洲防控科技有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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