雷达传感器融合相关调研

一、主流雷达简介

1.微波雷达

• 简介：微波是波长很短的无线电波，微波的方向性很好，速度等于光速。微波遇到车辆立即被反射回来，再被雷达测速计接收。这样一来一回，不过几十万分之一秒的时间，数码管上就会显示出所测车辆的车速。
• 应用：汽车雷达防撞系统 公路测速系统
• 优势：微波的方向性很好

2.红外雷达

• 简介：红外雷达是指工作在红外波段的光雷达。由红外辐射源、光学会聚系统、红外探测部件、电子部件、控制机构和显示部分等组成。
• 应用：生命迹象探测

3.毫米波雷达

• 简介：毫米波雷达，是工作在毫米波波段（millimeter wave ）探测的雷达。通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的。毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。
• 应用：导弹制导、目标监视和截获、炮火控制和跟踪、雷达测量
• 优势：与红外、激光、电视等光学导引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。另外，毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头 。毫米波雷达能分辨识别很小的目标，而且能同时识别多个目标；具有成像能力，体积小、机动性和隐蔽性好，在战场上生存能力强
• 劣势：雨、雾和湿雪等高潮湿环境的衰减，树丛穿透能力差，相比微波，对密树丛穿透力低

4.激光雷达

• 简介：激光雷达（英文：Laser Radar），是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号（激光束）,然后将接收到的从目标反射回来的信号（目标回波）与发射信号进行比较,作适当处理后,就可获得目标的有关信息,如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。它由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器。
• 应用：机载海洋激光雷达、自动驾驶激光雷达
• 优势：分辨率高、隐蔽性好、抗有源干扰能力强、低空探测性能好、体积小、质量轻
• 劣势：工作时受天气和大气影响大。激光一般在晴朗的天气里衰减较小，传播距离较远。而在大雨、浓烟、浓雾等坏天气里，衰减急剧加大，传播距离大受影响。由于激光雷达的波束极窄,在空间搜索目标非常困难，直接影响对非合作目标的截获概率和探测效率,只能在较小的范围内搜索、捕获目标，因而激光雷达较少单独直接应用于战场进行目标探测和搜索。

二、多传感器融合技术

1.为什么要融合？

• 军事场景中作战环境复杂，场景高速动态变化。
• 单一传感器难以应对全天候、全天气、全场景的驾驶环境。
• 需要应对单一传感器失效带来的致命危险。

2.融合面临的问题

• 时空同步问题
• 各模态数据增强后的特征如何对齐
• 各模态中间特征如何对齐
• 如何实现有效融合，实现1+1>1
• 如何在边缘设备上部署并实时运行

三、3D点云技术

1.点云可视化软件：CloudCompare

2.点云数据特点

• 无序性：一堆点的集合，排列顺序无影响

• 近密远疏的特性

• 非结构化数据，很难直接CNN

• 要解决的任务就是如何对点云数据进行特征提取

3.应用场景

应用场景主要为分类、分割、补全和目标检测

4.流行算法

PointNet、PointNet++