基于ROS的谐波雷达智能化探测系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113900092A(43)申请公布日2022.01.07(21)申请号202111005564.0(22)申请日2021.08.30(71)申请人上海微波技术研究所（中国电子科技集团公司第五十研究所）地址200063上海市普陀区武宁路423号(72)发明人徐凌云张一鹏刘恩晓吴美武唐云峰(74)专利代理机构上海段和段律师事务所31334代理人李佳俊郭国中(51)Int.Cl.G01S13/88(2006.01)G01S13/89(2006.01)G01S13/93(2020.01)G01S13/06(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称基于ROS的谐波雷达智能化探测系统和方法(57)摘要本发明提供了一种基于ROS的谐波雷达智能化探测系统和方法，包括：PC端和谐波雷达探测AGV机器人，所述谐波雷达探测AGV机器人包括：谐波雷达、激光雷达、MCU中控和AGV运动底盘；所述PC端与谐波雷达探测AGV机器人采用局域网通讯进行数据传输，所述谐波雷达、激光雷达、MCU中控和AGV运动底盘采用串口进行通讯传输，基于ROS系统的智能化谐波雷达对地面进行扫描，构建谐波雷达地图，进而进行目标检测。本发明实现了具有自主定位、自主导航及自主路径规划功能的谐波雷达智能化扫描系统，提高了工作人员对隐蔽目标的探测和定位的效率，可以进行大范围扫描。CN113900092ACN113900092A权利要求书1/2页1.一种基于ROS的谐波雷达智能化探测系统，其特征在于，包括：PC端和谐波雷达探测AGV机器人，所述谐波雷达探测AGV机器人包括：谐波雷达、激光雷达、MCU中控和AGV运动底盘；所述PC端与谐波雷达探测AGV机器人采用局域网通讯进行数据传输，所述谐波雷达、激光雷达、MCU中控和AGV运动底盘采用串口进行通讯传输，基于ROS系统的智能化谐波雷达对地面进行扫描，构建谐波雷达地图，进而进行目标检测。2.根据权利要求1所述的基于ROS的谐波雷达智能化探测系统，其特征在于，所述PC端装有ROS机器人系统，通过可视化攻击RVIZ显示建图、导航状况，以及三维全息图像。3.根据权利要求1所述的基于ROS的谐波雷达智能化探测系统，其特征在于，所述激光雷达的测量距离为室内25m，扫描频率为16000次/秒，角度分辨率为0.3375，激光雷达放置在机器人上方20cm处，进行360°全方位扫描。4.根据权利要求1所述的基于ROS的谐波雷达智能化探测系统，其特征在于，所述MCU中控发送运动指令给车辆底部控制板、发送采集指令给谐波雷达和激光雷达，并接收车辆底部控制板上传的里程计信息；根据谐波雷达和激光雷达采集的数据建立激光雷达、谐波雷达对应的节点，并为ROS系统提供的激光雷达消息格式，将各类数据传给PC端。5.根据权利要求1所述的基于ROS的谐波雷达智能化探测系统，其特征在于，MCU中控的ROS系统与激光雷达之间采用数据报文的通讯方式，ROS系统发送请求报文，激光雷达发送返回报文，两者之间采用请求/应答模式，由ROS系统首先发起，激光雷达启动后开始扫描工作，ROS系统发送请求给激光雷达，激光雷达收到请求后再执行相关命令操作。6.根据权利要求1所述的基于ROS的谐波雷达智能化探测系统，其特征在于，所述AGV运动底盘包括车辆底层控制板、电机编码轮和四个全向轮，进行平台定位、导航和避障，当MCU中控的ROS系统发送运动指令时，AGV运动底盘通过PID控制算法进行相应运动。7.根据权利要求1所述的基于ROS的谐波雷达智能化探测系统，其特征在于，所述谐波雷达用于数字调制波形，根据处理增益设置指令控制选择随机码本进行脉冲调制，并根据发射功率指令控制通过输出数据幅度调整实现发射信号功率调整精确控制。8.根据权利要求1所述的基于ROS的谐波雷达智能化探测系统，其特征在于，所述谐波雷达用于谐波回波信号处理，包括本地相关信号获取与预处理、二次谐波回波信号采集与预处理，以及三次谐波回波信号采集、预处理、压缩和目标检测。9.一种基于ROS的谐波雷达智能化探测方法，其特征在于，采用权利要求1‑8中任一项所述的基于ROS的谐波雷达智能化探测系统，执行包括：步骤1：启动MCU中控和PC端的ROS系统，配置局域网，通过安全外壳协议建立MCU中控与PC端之间的通讯；步骤2：初始化AGV运动底盘、激光雷达和谐波雷达，MCU中控的ROS系统发送请求给激光雷达；步骤3：MCU中控发送运动指令给车辆底部控制板，通过PID算法，控制AGV运动底盘在室内行走，并上传里程计数据，同时MCU中控的ROS系统请求激光雷达数据，激光雷达将采集室内数据以数据报文形式上传；步骤4：MCU中控通过订阅的ROS节点，接收到传输的里程计