雷达实测数据的信噪比

最近处理了一段时间的雷达实测数据,其中有一个很重要的指标就是信号的信噪比,信噪比定义很简单就是信号的功率除以噪声功率,一般取dB (其中如果分子分母是功率的话,那么公式为10log10(X),如果分子分母是幅度的话,公式为20log10(X)),但是在雷达实测数据中我们是不知道信号的功率和噪声的功率,这需要我们进行脉冲压缩后,峰值代表信号功率,剩下取一部分进行统计分析,得到噪声功率。

下面两张图分别是实测雷达信号图和脉压后信号图,我会把这两个文件传到资源中,大家可以自己尝试处理一下。

对脉压后的图像对数化,可得(方便大家看他的趋势):

代码:

clc
clear
close all

%% 数据读取与波形
data = load('20230920-234830-slave-PRT1-data');                             % 雷达实测信号
data1 = load('20230920-234830-slave-PRT1-data1');                           % 脉冲压缩后的信号
figure,plot(real(data.data))
figure,plot(abs(data1.data1))
figure,plot(db(abs(data1.data1)))
N = length(data1.data1);                                                    % 信号长度
[~,N_max] = max(abs(data1.data1));                                          % 峰值坐标

%% 功率
s_pointer = N_max;
s = sum(abs(data1.data1(s_pointer)).^2)/(length(s_pointer));
n_pointer = [1:N_max-50,N_max+50:N];
n = sum(abs(data1.data1(n_pointer)).^2)/(length(n_pointer));
SNR = 10*log10((s-n)/n);

%% 幅度
s_pointer = N_max;
s = sum(abs(data1.data1(s_pointer)))/(length(s_pointer));
n_pointer = [1:N_max-50,N_max+50:N];
n = sum(abs(data1.data1(n_pointer)))/(length(n_pointer));
SNR = 20*log10(s/n);

其中功率算出来的SNR为:58.561761884213010;幅度算出来的SNR为:59.367852645436710,相差一个dB,推荐功率计算方法(即幅度平方)

注意:我之前认为在脉压图像中,除了信号区就是噪声区,这个其实是不对的,我们只需要从统计意义上,能够找到一个区域能代表噪声就好,我之前犯的错误就是噪声区里包含了部分信号的能量,导致SNR变小。

### TI毫米波雷达实测3D点云生成教程 #### 数据采集与预处理 TI毫米波雷达数据采集通常涉及多个阶段,首先是硬件配置的选择。根据实验结果表明,在多输入多输出(MIMO)配置中,增加发射器(Tx)和接收器(Rx)的数量可以显著提升点云的分辨率和精度[^2]。因此,推荐使用至少两组Tx-Rx组合来实现更高质量的3D点云。 在数据获取过程中,需完成以下操作: 1. **数据读取与解析**:从传感器捕获原始ADC数据,并将其转化为可用的形式以便后续分析。 2. **移动目标指示 (MTI)**:去除静态背景干扰信号,突出动态物体特征[^3]。 ```python import numpy as np def mt_filter(data, alpha=0.9): filtered_data = [] prev_mean = 0 for frame in data: current_mean = np.mean(frame) updated_mean = alpha * prev_mean + (1-alpha) * current_mean filtered_frame = frame - updated_mean filtered_data.append(filtered_frame) prev_mean = updated_mean return np.array(filtered_data) ``` #### 距离与角度估计 接着执行距离估算以及角度测定工作: - 对每一帧数据应用快速傅里叶变换(FFT),从而得出各个频率对应的距离信息; - 利用二维恒虚警率检测算法(2D-CFAR)挑选出有效的目标候选位置及其强度属性; - 结合水平方向和平面内的倾斜维度计算具体方位角及俯仰角数值。 #### 高级处理技术 对于进一步优化所得成果的质量而言,可考虑引入如下高级手段之一或者两者兼施: - **非相干积累**:通过对连续几帧相同区域内所有回声响应求平均值的方式增强信噪比(SNR); - 应用空间谱估计算法比如多重信号分类(MUSIC)方法来进行精确的方向到达(DOA)评估进而构建更为细致入微的空间分布模型. 最后一步就是依据上述参数集合形成三维坐标系下的散射体表示即所谓的“点云”。 #### 坐标转换 当所有的必要物理量都被成功推导出来以后,则需要把它们映射到统一的世界参考框架之下。这一般涉及到简单的几何学运算过程——旋转加平移矢量调整。 ---
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