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AWR2243BOOST: 对awr级联2243雷达检测到的目标点的谱重构

user6306923
Expert 2200 points
Part Number: AWR2243BOOST

现利用TI的级联2243雷达采集了一组公交车数据，在利用TI提供的代码，对该数据进行了距离-方位向-俯仰向三个维度的FFT之后，得到了一个三个维度的数据。现有两个问题想咨询：

1. 假设以距离、方位角、俯仰角三个维度作为直角坐标系的坐标，应该如何作图才能将该变换之后的雷达谱数据展示成类似山峰图之类的图像出来？这种图像可以直观的观测到目标的长度、宽度、高度信息，应该使用哪个函数作图比较合适？目前出来的谱峰图是个立方体，这是不对的，想要那种山峰图的那种效果。

2. 假设知道了某一目标点的距离、方位角、俯仰角的估计值，现想利用这三个值重构理想的三维FFT谱图，在利用距离估计值得到了发射信号的延迟作为接收信号之后，如何将方位角和俯仰角附加到接收信号中，才能在三个维度的FFT之后，得到理想的三维谱图？

  • 0
    TI__Mastermind 27060 points

    1. 要将雷达谱数据展示成类似山峰图的图像，您可以使用三维表面图或瀑布图来展示。您可以使用Python中的Matplotlib库来绘制这样的图像，具体来说，可以使用mpl_toolkits.mplot3d中的Axes3D来创建三维图形。您可以使用plot_surface函数来创建三维表面图，或者使用plot_wireframe函数创建瀑布图。这样的图像可以直观地展示目标的长度、宽度、高度信息。

    2. 如果您已经知道了目标点的距离、方位角和俯仰角的估计值，您可以将这些值转换为三维坐标系中的坐标。然后，您可以使用这些坐标来生成一个理想的三维FFT谱图。接下来，您可以使用距离估计值得到的发射信号的延迟作为接收信号，并将方位角和俯仰角附加到接收信号中。最后，您可以对这个组合信号进行三维FFT处理，以获得理想的三维谱图。

  • 0 回复 Gary Lu
    Expert 2200 points

    1. 请问MATLAB中有没有这类的成像函数呢？如果有，那么应该如何使用呢？我之前使用的是slice函数，但是出来的效果是立体方块，这不是想要的那种山峰图。

    2. 我目前已经用距离估计值得到了发射信号的延迟作为了接收信号，但是我怎么将方位角和俯仰角的估计值附加到接收信号中呢？可以详细说一下吗？

  • 0 回复 user6306923
    TI__Mastermind 27060 points

    1. MATLAB中有一些用于成像的函数，比如

    imagesc
    、
    imshow
    和
    surf
    等。您可以使用这些函数来显示成像结果。如果您想要生成山峰图或者类似的效果，您可能需要使用一些特定的成像算法或者进行数据处理。您可以尝试使用MATLAB中的一些图像处理工具或者自定义算法来实现您想要的效果。

    2. 您可以将方位角和俯仰角的估计值附加到接收信号中，这通常涉及到将这些估计值转换为合适的格式并与接收信号进行组合。您可以使用MATLAB中的矩阵操作或者信号处理函数来实现这一步骤。

  • 0
    Expert 2200 points

    1.您提供的这些函数只能对二维矩阵进行成像，但是现在我需要成像的矩阵是一个三维矩阵，但是依旧像呈现出山峰图的效果，想请问下，这种有什么方法可以实现？

    2.在TI级联2243雷达版中，一共有192个虚拟天线通道，但是这些天线可以用来估计方向角和俯仰角，那么，我该如何将方位角和俯仰角的估计值附加到接收信号中呢？可以提供下具体的操作思路吗？

  • 0 回复 user6306923
    TI__Mastermind 27060 points

    1. 获取天线通道的估计值：首先，您需要从每个天线通道中获取方向角和俯仰角的估计值。这些估计值可以通过雷达信号处理算法得出，通常涉及到信号处理、波束成形和目标跟踪等技术。

    2. 创建数据结构：接下来，您可以创建一个数据结构，用于存储每个接收信号及其对应的方向角和俯仰角估计值。这可以是一个包含信号数据和估计角度的数组或者矩阵。

    3. 将估计值附加到接收信号中：将每个接收信号和其对应的方向角和俯仰角估计值进行关联，可以将这些估计值作为元数据附加到接收信号的头部或尾部。

    4. 数据传输和处理：在数据传输过程中，确保接收方能够正确解析和读取附加的方向角和俯仰角估计值。在接收端，您可以提取这些附加的估计值，并将其用于进一步的目标检测、跟踪或者图像重构等应用。

  • 0 回复 Gary Lu
    Expert 2200 points

    对于TI的级联2243雷达版，由于形成了192个虚拟天线，但是它可以检测到方位角和俯仰角，那么在重构理想的接收信号时，这192个虚拟天线是同时接收方位角和俯仰角还是某些天线用于接收方位角某些天线用于接收俯仰角呢？

  • 0 回复 user6306923
    TI__Mastermind 27060 points

    在重构理想的接收信号时，这些虚拟天线可以同时接收方位角和俯仰角信息。这意味着这些天线可以在同一时间接收并处理来自目标的方位角和俯仰角数据。

  • 0 回复 Gary Lu
    Expert 2200 points

    如果这些天线可以同时接收方位角和俯仰角的话，那我是否可以这样来重构理想的接收信号：

    在利用距离估计值得到发射信号的延迟信号作为接收信号后，我将这192个虚拟天线的方位角和俯仰角同时附加到这个接收信号中，这样就得到了理想的接收信号，它的维度是256*192；后面，我可以利用三个维度的FFT，将这个接收信号进行3D FFT，得到谱矩阵，它的维度是2556*86*7；

    MATLAB中的重构信号的操作可以表示为：

    %构造理想的阵列接收信号
    tao = 2*CurTarRange/c;
    RxSig = exp(1i*(2*pi*start_freq*(t-tao)+pi*slope*((t-tao).^2)));
    AntennaData = exp(-1j*2*pi*(0:VirNum-1)*d*(sind(AziTheta(CurTarAziIdx))+sind(EleTheta(CurTarEleIdx)))/lambda)/VirNum; %
    RxSig = RxSig.'*AntennaData;
    AllTxSig = repmat(TxSig.',1,VirNum);
    RefSig = CurTarAmp.*AllTxSig./RxSig;

    但是，我这样实现出来的理想信号的谱还是错的，尤其是，在俯仰向上，重构信号的俯仰谱和实际采集得到的俯仰谱的实虚部并不能近似重合。

  • 0 回复 user6306923
    TI__Mastermind 27060 points

    您可能需要仔细检查信号处理和重构代码，确保在对接收信号进行操作时没有出现错误。特别要注意的是对方位角和俯仰角的处理，以及在进行3D FFT之前是否正确处理了数据。

    还需要检查天线数据的处理和应用，确保在附加方位角和俯仰角时没有出现误差或错误。可能需要检查天线数据的维度和格式，以确保其与接收信号的处理和重构相匹配。

    还可以考虑对MATLAB中的代码进行调试和测试，以确认每个步骤的实现是否正确，并且可以尝试使用一些调试工具或输出中间结果来帮助定位问题所在。

  • 0 回复 Gary Lu
    Expert 2200 points

    您好，我还想请问一下，若我想构造距离-方位角-俯仰角转换成X-Y-Z的三维谱图，我该如何操作才能得到呢？即我应该怎么操作才能得到每个维度的距离坐标？

  • 0 回复 user6306923
    TI__Mastermind 27060 points

    您好，

    我个人可以给您一些建议，您可以参考一下：

    1. 根据给定的距离、方位角和俯仰角，使用三角函数（如正弦、余弦、正切等）来计算每个点的X、Y、Z坐标。

    2. 将计算得到的X、Y、Z坐标绘制在一个三维坐标系中，可以用Matlab进行绘制。

    3. 如果需要显示多个点的三维坐标，您可以将它们逐一计算并绘制在同一个坐标系中，比较它们之间的位置关系。

  • 0 回复 Gary Lu
    Expert 2200 points

    您好，因为我现在使用的是距离-方位-俯仰三个维度的成像，所以转换出来的X-Y-Z是一个三维矩阵，所以，可以提供一个三维矩阵成像的例子 吗？

    我的XYZ坐标转换程序如下：

    [ShowAziTheta,ShowRange,ShowEleTheta] = meshgrid(AziTheta,Range,EleTheta);
    X = ShowRange.*sind(ShowAziTheta).*cosd(ShowEleTheta);
    Y = ShowRange.*cosd(ShowAziTheta).*cosd(ShowEleTheta);
    Z = ShowRange.*sind(ShowEleTheta);

    其中，AziTheta,Range,EleTheta分别是1*128，1*256，1*64的一维向量，而生成的X\Y\Z分别是256*128*64的三维矩阵，所以现在，我该如何成像关于XYZ的谱图呢？

  • 0 回复 user6306923
    TI__Mastermind 27060 points

    您好，

    要成像关于XYZ的谱图，您可以使用三维图像绘制函数，例

    surf
    或
    isosurface

    我为您写了一段，以下是使用`surf`函数绘制三维矩阵的示例代码：

    % 绘制X-Y-Z谱图
figure;
surf(X,Y,Z,'EdgeColor','none');
xlabel('X');
ylabel('Y');
zlabel('Z');

    您可以通过更改颜色映射或添加其他视觉效果来自定义绘图。

  • 0 回复 Gary Lu
    Expert 2200 points

    您好，surf函数只是针对二维矩阵的作图函数，然而我现在得到的数据是关于距离-方位角-俯仰角的三维矩阵，因此，使用surf函数是不适合的。请问您还有其它的作图方法提供吗？

  • 0 回复 user6306923
    TI__Mastermind 27060 points

    您好，

    尝试使用scatter3函数来绘制三维散点图，或者使用mesh函数来绘制三维曲面图吧

  • 0 回复 Gary Lu
    Expert 2200 points

    请问，如何能获得距离-方位角-俯仰角转换成X-Y-Z坐标并成像的图呢？有没有例程可以参考一下呢？

  • 0 回复 user6306923
    TI__Mastermind 27060 points

    TI目前没有这种的例程 抱歉