一种毫米波雷达高压线检测的关联方法与流程

本发明属于毫米波雷达防撞，具体涉及一种毫米波雷达高压线检测的关联方法。

背景技术：

1、高压线等低空障碍物因其体积小、特征不明显等特性，是造成直升机飞行事故的重要原因之一，也是直升机防撞规避领域实时检测和告警的重点对象。实现对高压线等低空障碍物的实时监测和提前告警是直升机防撞系统不可或缺的功能。目前，基于毫米波雷达进行低空障碍物检测和告警技术已经较为成熟，并广泛应用于各种型号的直升机。

2、毫米波雷达的防撞模式大多采用多俯仰层扫描的方式，按每个扫描天线行的回波数据处理得到高压线目标的信息。在俯仰层较多、俯仰扫描角度范围较大的情况下，相邻天线行对应的实际场景有较大的差异，容易出现检测结果差别较大的情况，如果此时按照原始处理结果直接输出，将造成已检测高压线信息丢失的问题，影响防撞告警性能。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种毫米波雷达高压线检测的关联方法，以地理坐标的形式保留已检测高压线的信息，并持续更新最新检测得到的高压线结果，有效防止了高压线漏警的情况，直升机低空飞行和安全避障能力得到提升。

2、为了实现上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：

3、一种毫米波雷达高压线检测的关联方法，其特征在于，包括以下步骤：

4、步骤1：当前天线行处理结束，更新已知高压线的生存周期，删除生命周期变为0的高压线；

5、步骤2：对当前天线行处理得到的高压线信息进行坐标转换，以地理坐标的形式暂时存储为待定高压线；

6、步骤3：计算待定高压线的属性值，包括中心点坐标、方向及长度；

7、步骤4：若待定高压线长度过短，则执行步骤8，否则执行步骤5；

8、步骤5：计算待定高压线与已知高压线的距离和夹角，若小于某个指定的阈值，则将相应的已知高压线生存周期设为最大，执行步骤8，否则执行步骤6；

9、步骤6：判断已知高压线数量是否达到上限，如果没有，将待定高压线的信息输入到已知高压线，并将生命周期设为最大，否则执行步骤7；

10、步骤7：寻找当前最小生命周期的已知高压线，用满足条件的待定高压线的信息替换，并将生命周期设为最大。

11、进一步的，在所述步骤1中，当前天线行处理结束，所有已知高压线的生存周期t减1，若生存周期变为0，则删除相应的已知高压线信息。

12、进一步的，所述步骤2具体为：获取载机起始位置的经纬度，记为和λ0，以载机起始位置为坐标原点建立地理坐标系，采用北-西-天坐标轴指向；当前天线行参考点的纬度和经度分别记为和λref，当前天线行检测得到的高压线称为待定高压线，待定高压线的线点相对于参考点的北向和西向距离分别记为δx和δy；利用如下公式计算得到待定高压线线点在地理坐标系的坐标x和y：

13、

14、进一步的，所述步骤3具体为：

15、计算待定高压线的属性值，包括中心点坐标、方向以及长度。

16、待定高压线的起始点地理坐标记为x1，y1，结束点地理坐标记为x2，y2。中心点坐标x0，y0利用如下公式计算：

17、

18、

19、待定高压线方向利用起始点和结束点连线与x轴的夹角θ表示，计算公式如下：

20、

21、待定高压线的长度l利用两点间距离公式得到：

22、

23、进一步的，所述步骤4具体为：判断待定高压线长度，如果小于阈值φ1，则执行步骤8，否则执行步骤5。

24、进一步的，所述步骤5具体为：

25、从步骤3得到待定高压线的中心点坐标为x0，y0，已知高压线的中心点坐标记为x0’，y0’，计算两者中心点的距离l’，并作为待定高压线与已知高压线距离的参考值，公式如下：

26、

27、从步骤3得到待定高压线的方向为θ，已知高压线的方向记为θ0，待定高压线与已知高压线的夹角θ’用如下公式计算：

28、

29、判断l’和θ’是否分别小于阈值φ2和φ3，如果是，执行步骤8，否则执行步骤6。

30、进一步的，所述步骤6具体为：判断已知高压线的数量是否达到上限，如果没有达到，将待定高压线的信息输入到已知高压线中，并赋予最大的生命周期tmax，否则执行步骤7。

31、进一步的，所述步骤7具体为：寻找已知高压线中生存周期最小的一条，用待定高压线的信息进行替换，并将生命周期设为最大值tmax。

32、进一步的，所述毫米波雷达高压线检测的关联方法还包括：

33、步骤8：处理下一天线行的结果，返回步骤1。

34、采用上述技术方案，本发明能够带来以下有益效果：

35、针对毫米波雷达防撞模式下出现的相邻天线行高压线检测结果变化较大的问题，本发明通过设置生存周期、转换为地理坐标的方式避免高压线信息丢失的问题，并进行相邻天线行高压线检测结果的关联，防止了同一条高压线被反复记录的情况。该方法能有效解决毫米波雷达已检测高压线信息丢失的问题，提高了高压线告警的可靠性，保障直升机飞行安全。

技术特征：

1.一种毫米波雷达高压线检测的关联方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的毫米波雷达高压线检测的关联方法，其特征在于，在所述步骤1中，当前天线行处理结束，所有已知高压线的生存周期t减1，若生存周期变为0，则删除相应的已知高压线信息。

3.根据权利要求2所述的毫米波雷达高压线检测的关联方法，其特征在于，所述步骤2具体为：获取载机起始位置的经纬度，记为和λ0，以载机起始位置为坐标原点建立地理坐标系，采用北-西-天坐标轴指向；当前天线行参考点的纬度和经度分别记为和λref，当前天线行检测得到的高压线称为待定高压线，待定高压线的线点相对于参考点的北向和西向距离分别记为δx和δy；利用如下公式计算得到待定高压线线点在地理坐标系的坐标x和y：

4.根据权利要求3所述的毫米波雷达高压线检测的关联方法，其特征在于，所述步骤3具体为：

5.根据权利要求4所述的毫米波雷达高压线检测的关联方法，其特征在于，所述步骤4具体为：判断待定高压线长度，如果小于阈值φ1，则执行步骤8，否则执行步骤5。

6.根据权利要求5所述的毫米波雷达高压线检测的关联方法，其特征在于，所述步骤5具体为：

7.根据权利要求6所述的毫米波雷达高压线检测的关联方法，其特征在于，所述步骤6具体为：判断已知高压线的数量是否达到上限，如果没有达到，将待定高压线的信息输入到已知高压线中，并赋予最大的生命周期tmax，否则执行步骤7。

8.根据权利要求7所述的毫米波雷达高压线检测的关联方法，其特征在于，所述步骤7具体为：寻找已知高压线中生存周期最小的一条，用待定高压线的信息进行替换，并将生命周期设为最大值tmax。

9.根据权利要求1所述的毫米波雷达高压线检测的关联方法，其特征在于，所述毫米波雷达高压线检测的关联方法还包括：

技术总结
本发明属于毫米波雷达防撞技术领域，具体涉及一种毫米波雷达高压线检测的关联方法，针对毫米波雷达防撞模式下出现的相邻天线行高压线检测结果变化较大的问题，本发明通过设置生存周期、转换为地理坐标的方式避免高压线信息丢失的问题，并进行相邻天线行高压线检测结果的关联，防止了同一条高压线被反复记录的情况。该方法能有效解决毫米波雷达已检测高压线信息丢失的问题，提高了高压线告警的可靠性，保障直升机飞行安全。

技术研发人员：倪涛,史达亮,黄蒙蒙
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16