中船重工(武漢)凌久電子有限責任公司殷前斌獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中船重工(武漢)凌久電子有限責任公司申請的專利一種基于厘米波掃描雷達的蟲群密度估算算法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN115308738B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202211010813.X,技術領域涉及:G01S13/88;該發明授權一種基于厘米波掃描雷達的蟲群密度估算算法是由殷前斌;錢增鋒;徐雷;周柱;張智博設計研發完成,并于2022-08-23向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于厘米波掃描雷達的蟲群密度估算算法在說明書摘要公布了:本發明提供一種基于厘米波掃描雷達的蟲群密度估算算法,通過將三維空間劃分為一個個獨立的分辨單元,對檢測出目標的檢測單元再進行統計,更好的獲取蟲群的空間分布和三維形狀;利用雷達威力公式中回波強度與目標反射有效截面積的關系,推導出檢測單元中蟲群個體數量;結合多普勒效應產生的距離、速度分布圖,對不同檢測單元中的個體數量進行校驗,使得空域內蟲群整體數量的統計更加合理,保證了最終密度值估算的準確性。
本發明授權一種基于厘米波掃描雷達的蟲群密度估算算法在權利要求書中公布了:1.一種基于厘米波掃描雷達的蟲群密度估算算法,其特征在于,包括以下步驟: S1、利用雷達的高距離分辨率和高角度分辨率,對三維空間進行劃分,將空域劃分為一個個獨立空間單元; S2、利用掃描雷達旋轉特性,按照二維掃描的方式,獲取同一俯仰角在不同方位下的雷達回波數據; S3、采集雷達在各個俯仰工作角度,方位旋轉一周后,所有角度上的回波數據; S4、對采集到的所述回波數據,按照脈沖多普勒雷達的信號處理方式,進行數字信號處理,以得到各波位的原始視頻、背景視頻和檢測視頻; S5、設定目標檢測門限,對所述獨立空間單元進行目標判別,以得到檢測單元; S6、根據所述檢測單元對應的回波強度,利用雷達威力方程中,回波強度與不同距離上不同大小目標反射截面積,逆推出所述檢測單元中目標的有效反射截面積,并記錄方位、俯仰、距離和有效反射截面積的值; S7、根據單只昆蟲的已知有效反射截面積的值,能夠算出不同檢測單元中的有效目標個數,及整個空域下的蟲群總數量; S8、最后利用速度-距離二維分布圖,進行數據校驗,剔除異常值,再根據密度公式,得到當前空域內的蟲群平均密度值和局部空間蟲群密度值; 所述獨立空間單元的底面長為R·θα和底面寬為R·θβ,高為ΔD; 其中,R為空間單元到雷達的直線距離; θα為雷達天線波束的水平方位分辨角度; θβ為雷達天線波束的垂直俯仰分辨角度; 所述獨立空間單元的體積為:ΔV=R·θα·R·θβ·ΔD; 其中,ΔR為1.5m; 所述檢測單元中雷達最遠探測距離Rmax和最小檢測信躁比Smin的關系式為: 其中,Pt為雷達發射機功率;Ae為天線的有效接受面積;σ為雷達截面積; 所述檢測單元對應的直線距離R與有效截面積Δσ的對應關系為: 其中,Cr為雷達系統自身相關常量; 所述有效截面積Δσ為: Δσ=σ0·We·Nt; 其中,σ0為單只昆蟲的反射截面積; We為單只昆蟲不同姿態時的反射衰減系數; Nt為距離分辨單元中的昆蟲數量; 不同直線距離R的檢測單元中的昆蟲數量Nt與回波能量S和噪聲功率N的對應關系式,為: 所述檢測單元中的昆蟲數量和檢測單元體積進行相加,分別獲得昆蟲群總量NtAll為: 昆蟲在空域中存在位置所占據的空間體積ΔVAll為: 其中,i為俯仰角下的數據,j為水平360度下的數據; 空域內整個空間中昆蟲群的密度值βmean為:
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