基于Qt的分布式雷达生命探测显控软件设计

论文摘要

我国自然灾害频发,2008年汶川大地震、2010年玉树地震和2013雅安地震,都给我国造成了不可估量的损失。当灾难发生后,必须立马展开营救行动,最大限度的减少灾难造成的损失,利用生命探测设备可以快速发现被困者的具体位置,提高救援效率。生命探测仪器的探测结果可视化是一项重要的研究课题,软件在生命探测设备中发挥着至关重要的作用。目前国内用于救援的生命探测雷达,价格非常昂贵,配套的软件普遍存在界面简陋、色彩单一、控制功能不足等缺点。针对上述问题,本文主要完成了一种用于生命探测分布式雷达软件的设计与实现,该系统可从多方位对目标区域的生命进行探测追踪,利用分布式雷达对目标进行精准定位。具有识别速度快、准确率高、功能多样、操作便捷、使用平台广、运行效率高等特点。本文的主要目的是实现一种用于分布式雷达生命探测系统的计算机通用应用软件,能够实时接收、处理雷达的回波数据,快速检测和提取人的呼吸与心跳等生命特征,通过软件完成信号处理的整个过程,对废墟被困人员的定位。通过计算机屏幕,将探测结果输出。该软件可在Windows、Linux、苹果等主流操作系统上运行,考虑到平台的差异性,为了便于软件的移植,选用Qt作为开发工具,Qt是一个跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架,可以很好的实现跨平台应用的开发。本文建立模型分析了人体呼吸和心跳的微弱运动特征,针对杂波特性设计合适的数字滤波器,抑制杂波,提取包含人体生命特征的回波信号。根据步进频率连续的超宽带雷达的回波特性,获取回波信号的延时,实现了对人体目标的测距。分布式雷达生命探测系统采用至少三个一发一收的小型雷达,从不同方向获取多组雷达回波数据。利用空间三球面交点模型,区别于传统的近似估计和解方程组求解,可以在任意空间直角坐标系快速确定被困人员的坐标。利用Qt完成软件的开发,测试验证各个模块的功能,级联模块进行整体测试,最终将软件接入系统进行实验,测试软件的工作性能,以及探测范围和精度,确保软件功能和兼容性无误、稳定性高、利于人机交互后发布,进行移植。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
•   1.1 研究背景和意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 国外研究现状
•     1.2.2 国内研究现状
•   1.3 本文的章节安排
• 第2章 软件的总体设计
•   2.1 需求分析
•   2.2 硬件平台
•   2.3 软件的总体设计
•     2.3.1 软件的设计流程
•     2.3.2 软件的整体结构
•   2.4 软件的工作流程
•   2.5 开发环境的选择和搭建
• 第3章 人体检测和定位算法
•   3.1 定位算法概述
•   3.2 雷达回波信号模型
•     3.2.1 静止或低速人体回波模型
•     3.2.2 雷达回波信号模型
•     3.2.3 杂波干扰分析
•   3.3 定位算法
•     3.3.1 MTI滤波器
•     3.3.2 FIR滤波器
•     3.3.3 快速傅里叶变逆变换
•     3.3.4 基于恒虚预警率检测的筛选
•   3.4 交叉定位
•     3.4.1 空间球面定位模型
•     3.4.2 语言中常见的几种计算方式
•     3.4.3 二维平面上定位计算
•     3.4.4 特殊坐标系下对目标定位的计算
•     3.4.5 任意坐标系下对目标的定位
•     3.4.6 Qt下定位计算伪解的排除
•   3.5 本章小结
• 第4章 软件的具体设计与实现
•   4.1 系统设计的具体步骤
•   4.2 系统的主要模块
•   4.3 UI界面设计
•   4.4 接口设计
•     4.4.1 串口通信设计
•     4.4.2 TCP通信设计
•   4.5 显示设计
•     4.5.1 被困人员位置展示
•     4.5.2 时域波形绘制
•   4.6 主要包括软件界面和参数设置
•   4.7 多线程设计
•   4.8 成果展示
•   4.9 程序打包发布
• 第5章 软件测试及实验分析
•   5.1 接口测试
•     5.1.1 串口测试
•     5.1.2 网口测试
•   5.2 算法仿真
•     5.2.1 雷达回波的原始数据
•     5.2.2 预处理仿真
•     5.2.3 人数估计和距离提取
•   5.3 实验结果
•   5.4 结果分析
• 结论
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 冯贝

导师: 郭勇,鲁长江

关键词: 分布式雷达生命探测,显控软件,跨平台应用开发,信号处理

来源: 成都理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 地质学,地球物理学,电信技术,计算机软件及计算机应用

单位: 成都理工大学

分类号: TN959;TP311.52;P315.9

DOI: 10.26986/d.cnki.gcdlc.2019.000087

总页数: 73

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